专题10 质量检测-2022年高考物理一轮复习讲练测

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第十章 磁场【单元检测】考试时间：60分钟  试卷总分：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，考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。3. 答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题：(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。1．（2021届辽宁省朝阳市凌源二中高三质检）指南针常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面，它是中国古代四大发明之一，指南针的发明对人类的科学技术和文明的发展，都起了无可估量的作用。指南针主要利用地磁场对磁针的作用来工作，下列关于地磁场的说法正确的是（　　）A．地磁场和磁感线都是实际存在的物质B．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行C．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功，做负功，或者不做功D．磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上2．（2021·北京丰台区高三一模）两条平行的通电直导线AB、CD通过磁场发生相互作用，电流方向如图所示。下列说法正确的是（　　）A．两根导线之间将相互排斥               B．I2在I1位置产生的磁场方向垂直纸面向外C．AB受到的力是由I2的磁场施加的        D．若I1>I2，则AB受到的力大于CD受到的力3．(2021年山东省高考物理模拟试卷)下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是A.  B.  C.  D. 4．（2021·山东临沂市高三一模）如图所示，在垂直纸面的方向上有三根长直导线，其横截面位于正方形的三个顶点b、c、d上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带负电的粒子从正方形的中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（　　）A．沿O到a方向 B．沿O到c方向C．沿O到d方向 D．沿O到b方向5．（2021·北京门头沟区高三一模）如图所示，为洛伦兹力演示仪的结构示意图。由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。当通有恒定电流时前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节。适当调节U和I，玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。通过下列调节，一定能让圆形径迹半径减小的是（ ）A．减小U，增大I B．增大U，减小IC．同时减小U和I D．同时增大U和I6．（2021·天津红桥区高三一模）如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中设小球电荷量不变，小球由静止下滑的过程中（　　）A．小球加速度一直减小              B．小球速度一直增大，直到最后匀速C．杆对小球的弹力一直增大          D．小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变7．（2021届辽宁省朝阳市高三联考）如图所示，空间存在方向垂直于xOy平面的匀强磁场，在的区域，磁感应强度的大小为B，方向向外：在的区域，磁感应强度的大小为，方向向里。一质量为m、电荷量为的电子（不计重力）以速度从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场，当电子的速度方向再次沿x轴正方向时（　　）A．电子运动的最短时间为                   B．电子运动的最短时间为C．电子与O点间的最短距离为               D．电子与O点间的最短距离为8．(2021·江西省临川一模)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是(　　)甲　　　　　　　乙　A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高C．图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小第Ⅱ卷(非选择题，共52分)9．（8分）（2021·天津和平区高三一模）如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入，部分粒子通过小孔后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕、氘、氚三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心P到点的距离为。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔的孔径。（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度和比荷；（2）以的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为的匀速直线运动和另一个速度为的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L。10．（8分）(2021·合肥一检)如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限内有一匀强电场，其场强大小为E，方向与x轴成30°角斜向上。一比荷为的带正电粒子从P点由静止出发，接着在x轴上Q点进入第一象限，通过磁感应强度大小为B的矩形匀强磁场区域(图中未画出)后，从坐标原点O沿y轴负方向离开磁场区域。若P、Q间距为L，粒子重力不计，试求：(1)粒子到达Q点时的速度大小；(2)Q点的坐标；(3)矩形磁场区域的最小面积。11．（8分）(2021·日照市一模)如图所示，在坐标系xOy平面的x>0区域内，存在电场强度大小E＝2×105 N/C、方向垂直于x轴的匀强电场和磁感应强度大小B＝0.2 T、方向与xOy平面垂直向外的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏PQ，在x轴上的M(10 cm,0)点处有一粒子发射枪向x轴正方向连续不断地发射大量质量m＝6.4×10－27 kg、电荷量q＝3.2×10－19 C的带正电粒子(重力不计)，粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场，并使粒子发射枪以M点为轴在xOy平面内以角速度ω＝2π rad/s顺时针匀速转动(整个装置都处在真空中)。(1)判断电场方向，求粒子离开发射枪时的速度；(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；(3)荧光屏上闪光点的范围距离；(4)荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间。12．（8分）（2021·广东高三模拟）电视机中的显像管、喷墨打印机等电子仪器都是利用了粒子在电磁场中的偏转，因此研究粒子在电磁场中的偏转是非常有意义的。如图所示，在xOy平面坐标系第一、四象限内存在一个圆心为坐标原点的圆环状的均匀辐向电场，圆环在y轴上的截面长度为R，电场中各点电势，式中C为正的已知常量，l为该点到圆心O的距离。在y轴左侧，圆心为（–R，0）、半径为R的虚线圆内分布着方向垂直于圆面向里的匀强磁场，在x = –3R处有一竖直放置的足够长的荧光屏。今在x = 2R处圆弧上的一点放置一个粒子源，能不断释放初速度为0，质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子穿出磁场后偏转了60°，不计粒子重力及粒子间相互作用力，不考虑空气阻力。求：（1）粒子进入磁场时速度大小；（2）粒子打在荧光屏上的坐标；（3）磁场的磁感应强度B0。13．（10分）（2021·湖南娄底市高三零模）如图所示，水平界线上方有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，下方有垂直于纸面向外的水平匀强磁场，光滑绝缘板斜放在匀强电场中，下端C在上，板与间夹角为45°，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子在板上A点由静止释放，粒子在电场力作用下沿板向下运动，运动到C点以一定的速度进入磁场、粒子经磁场偏转再次进入电场、并以水平向右的速度打在板上，已知间的距离为L，不计粒子的重力，求：（1）带电粒子进入磁场时速度大小；（2）粒子打在板上的位置离C点的距离；（3）匀强磁场的磁感应强度大小。14．（10分）（2021·广东高三模拟）如图所示，金属板的右侧存在两种左右有理想边界的匀强磁场，磁场的上边界AE与下边界BF间的距离足够大。ABCD区域里磁场的方向垂直于纸面向里，CDEF区域里磁场的方向垂直于纸面向外，两区域中磁感应强度的大小均为B，两磁场区域的宽度相同．当加速电压为某一值时，一电子由静止开始，经电场加速后，以速度v0垂直于磁场边界AB进入匀强磁场，经的时间后，垂直于另一磁场边界EF离开磁场。已知电子的质量为m，电荷量为e。求:（1）每一磁场的宽度d；（2）若要保证电子能够从磁场右边界EF穿出，加速度电压U至少应大于多少？ （3）现撤去加速装置，使ABCD区域的磁感应强度变为2B，使电子仍以速率v0从磁场边界AB射入，可改变射入时的方向（其它条件不变）。要使得电子穿过ABCD区域的时间最短时，求电子穿过两区域的时间t。