新高考物理一轮复习单元测试第十一章 磁场(测试)(2份打包, 原卷版+解析版)
展开(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1.一不可伸长直导线垂直于匀强磁场B放置,通过电流I时导线受到的安培力为F,将该导线做成半圆环,圆环平面仍垂直于匀强磁场放置,如图所示,并保持安培力不变,则圆环中电流大小为( )
A.IB. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
2.如图所示,在赤道处,将一小球向东水平抛出,落地点为a;给小球带上电荷后,仍以原来的速度抛出,考虑地磁场的影响,下列说法错误的是( )
A.无论小球带何种电荷,小球落地时的速度的大小相等
B.无论小球带何种电荷,小球在运动过程中机械能守恒
C.若小球带正电荷,小球会落在更远的b点
D.若小球带负电荷,小球仍会落在a点
3.丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应,他在电与磁学研究上开创性的工作创立了物理研究的新纪元。某物理探究小组在实验室重复了奥斯特的实验,具体做法是:在静止的小磁针正上方,平行于小磁针水平放置一根直导线,当导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线的电流为 SKIPIF 1 < 0 时,小磁针静止时与导线夹角为 SKIPIF 1 < 0 。已知直导线在某点产生磁场的强弱与通过该直导线的电流成正比,若在实验中发现小磁针静止时与导线夹角为 SKIPIF 1 < 0 ,则通过该直导线的电流为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
4.在天花板的O点,用轻质细线悬挂一质量为m、长度为l的通电直导线,导线中电流大小为I,方向垂直纸面向外。导线所在空间加上一匀强磁场,磁场方向平行于纸面水平向右,使得导线恰好静止在如图所示的位置,重力加速度为g。此时悬挂导线的细线伸直,且与竖直方向成 SKIPIF 1 < 0 角。若保持通电直导线的位置和导线中电流不变,将磁场方向顺时针转过90°。在此过程中,关于磁感应强度的大小,说法正确的是( )
A.磁场方向水平向右时,磁感应强度大小为 SKIPIF 1 < 0
B.磁感应强度先增大后减小,最大值为 SKIPIF 1 < 0
C.磁感应强度先减小后增大,最小值为 SKIPIF 1 < 0
D.若磁场方向垂直纸面向里,导线也可能静止在图示位置,磁感应强度大小为 SKIPIF 1 < 0
5.如图所示,空间存在垂直于纸面向外的有界匀强磁场,边界MO、NO与竖直方向的夹角相同,均为 SKIPIF 1 < 0 ,质量为m,电荷量为q的带电粒子以一定的初速度从A点垂直于NO射入匀强磁场,并从MO边界上的B点射出磁场,在B点的速度方向水平,磁场的磁感应强度大小为B,不计粒子的重力,则粒子从A到B的时间为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
6.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱仪的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子(不计重力)由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的上极板带负电
C.在磁场 SKIPIF 1 < 0 中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在磁场 SKIPIF 1 < 0 中运动半径越大的粒子,比荷越小
7.如图所示,匀强磁场的方向竖直向下,磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑。底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是( )
A.小球带负电
B.小球运动的轨迹是一条直线
C.洛伦兹力对小球做正功
D.维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
8.足够长的绝缘木板置于光滑水平地面上,木板的上表面粗糙,带负电小物块(电量保持不变)置于木板的左端,整个装置置于足够大的匀强磁场中,磁场方向如图所示。在 SKIPIF 1 < 0 时刻,木板获得一水平向左的初速度,关于此后运动过程中两物体速度随时间变化的关系图像,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.磁强计是一种测量磁感应强度的仪器,其原理如图所示,取一块长方体金属导体,使磁场方向垂直于金属前后表面(即沿x轴方向),通过外加电源使金属导体中的电流沿y轴正方向并保持电流不变,测量金属导体上下表面(即沿轴方向)的电压,经过处理后即可测得磁感应强度B的大小,下列说法正确的是( )
A.若金属导体上表面电势高,则磁感应强度B沿x轴正方向
B.若电压表读数增大,则磁感应强度B一定增大
C.仅增大金属导体沿z轴方向的高度,电压表的示数将增大
D.仅增大金属导体沿x轴方向的宽度,电压表的示数将减小
10.2021年11月1日,央视实地报道了一种新型消防用电磁炮发射的新闻。电磁发射是一种全新的发射技术,通过电磁发射远程投送无动力的炮弹,可以实现比较高的出口速度,且它的能量是可调控的。电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流 SKIPIF 1 < 0 从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与 SKIPIF 1 < 0 成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是( )
A.只将弹体质量减至原来的二分之一
B.只将轨道长度 SKIPIF 1 < 0 变为原来的2倍
C.只将电流 SKIPIF 1 < 0 增加至原来的2倍
D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度 SKIPIF 1 < 0 变为原来的2倍,其它量不变
11.如图所示,半径为R、圆心为O的圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场,直径ab水平。电子带电荷量为 SKIPIF 1 < 0 、质量为m,以速率v从a处始终沿纸面射入磁场,当电子在a处的速度方向与aO夹角为30°、斜向下时,离开磁场时的速度方向相比进入时的改变了60°。不计电子的重力,下列说法正确的是( )
A.圆形区域中磁场的磁感应强度大小为 SKIPIF 1 < 0
B.改变入射方向,当电子经过O点时,电子在磁场中的运动时间为 SKIPIF 1 < 0
C.改变入射方向,电子离开磁场时的速度方向不变
D.改变入射方向,电子离开磁场时的速度方向可能改变
12.如图区域内存在磁感应强度大小为 SKIPIF 1 < 0 的匀强磁场,方向垂直于纸面向里, SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 是两平行边界,区域宽度为d。许多质量为 SKIPIF 1 < 0 、电荷量为 SKIPIF 1 < 0 的粒子以相同速率,沿纸面内各个方向,由边界 SKIPIF 1 < 0 上的 SKIPIF 1 < 0 点射入磁场,入射速度大小为 SKIPIF 1 < 0 。不考虑粒子间相互影响,不计粒子重力,磁场区域足够长,则( )
A.粒子在磁场区域中运动的最长时间为 SKIPIF 1 < 0
B.粒子在磁场区域中运动的最长时间为 SKIPIF 1 < 0
C.粒子在磁场区域中运动的最短时间为 SKIPIF 1 < 0
D.粒子在磁场区域中运动的最短时间为 SKIPIF 1 < 0
第II卷(非选择题 共52分)
二、计算题
13.(10分)如图所示,电阻不计的水平导轨间距L=0.5m,导轨处于方向与水平面成α=53°角斜向右上方的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态,其质量m=1kg,电阻R=0.9Ω,与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.电源电动势E=10V,其内阻r=0.1Ω,定值电阻的阻值R0=4Ω。不计定滑轮的摩擦,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,细绳对ab的拉力沿水平方向,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cs53°=0.6,求:
(1)通过ab的电流大小和方向;
(2)ab受到的安培力大小;
(3)重物重力G的取值范围。
14.(12分)2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面,导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨接触良好,电流从一导轨流入,经过金属棒,再从另一导轨流回,图中电源未画出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B与电流i的关系式为 SKIPIF 1 < 0 (k为常量)。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时,回路中的电流由I变为 SKIPIF 1 < 0 。已知两导轨内侧间距为L,每一级区域中金属棒被推进的距离均为s,金属棒的质量为m。求:
(1)金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F;
(2)金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v。
15.(14分)如图,在空间直角坐标系中, SKIPIF 1 < 0 的区域存在沿y轴负方向的匀强电场(未画出),在 SKIPIF 1 < 0 的区域存在沿x轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,x轴正半轴上有一垂直于x轴的足够大的光屏。在x=﹣L处,一带正电的粒子以大小为 SKIPIF 1 < 0 的初速度沿着x轴正方向出发,粒子经过yOz平面时的坐标为(0,﹣L,0)。已知粒子的质量为m,带电荷量为q,光屏与x轴交点的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,不计粒子的重力。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子经过yOz平面时,沿y轴方向的速度大小;
(3)粒子击中光屏时的位置坐标。
16.(16分)现代科技可以利用电场、磁场对带电粒子的作用来控制其运动轨迹,让其到达所需的位置,在现代科学技术、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用。如图所示是此种仪器中电磁场的简化示意图。以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系,该真空中存在方向沿x轴正方向、电场强度大小 SKIPIF 1 < 0 的匀强电场和方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小 SKIPIF 1 < 0 的匀强磁场。原点O处的粒子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量 SKIPIF 1 < 0 、电荷量 SKIPIF 1 < 0 的带正电的粒子束,粒子恰能在xOy平面内做直线运动,重力加速度为 SKIPIF 1 < 0 ,不计粒子间的相互作用。
(1)求粒子发射的速度大小和方向;
(2)若保持粒子束的初速度不变,在粒子从O点射出时立即撤去磁场,求粒子从O点射出后经过y轴时的坐标(不考虑磁场变化产生的影响);
(3)若保持粒子束的初速度不变,在粒子从O点射出时立即将电场变为竖直向上、场强大小变为 SKIPIF 1 < 0 ,求从O点射出的所有粒子第一次经过x轴时的坐标(不考虑电场变化产生的影响)。
新高考物理一轮复习单元测试第十二章 电磁感应(测试)(2份打包, 原卷版+解析版): 这是一份新高考物理一轮复习单元测试第十二章 电磁感应(测试)(2份打包, 原卷版+解析版),文件包含新高考物理一轮复习单元测试第十二章电磁感应测试原卷版doc、新高考物理一轮复习单元测试第十二章电磁感应测试解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习单元测试第十章 恒定电流(测试)(2份打包, 原卷版+解析版): 这是一份新高考物理一轮复习单元测试第十章 恒定电流(测试)(2份打包, 原卷版+解析版),文件包含新高考物理一轮复习单元测试第十章恒定电流测试原卷版doc、新高考物理一轮复习单元测试第十章恒定电流测试解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习单元测试第九章 静电场(测试)(2份打包, 原卷版+解析版): 这是一份新高考物理一轮复习单元测试第九章 静电场(测试)(2份打包, 原卷版+解析版),文件包含新高考物理一轮复习单元测试第九章静电场测试原卷版doc、新高考物理一轮复习单元测试第九章静电场测试解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。