2024届高考物理二轮复习课时训练 8

这是一份2024届高考物理二轮复习课时训练 8，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1．[2023·海南卷]
如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力的说法正确的是( )
A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右
B．小球运动过程中的速度不变
C．小球运动过程中的加速度保持不变
D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功
2．[2023·江苏苏北地区一模]将一根粗细均匀的硬质合金丝制成半径为r的圆形导线框，P、Q两点接入电路，电流表示数为I，范围足够大的匀强磁场垂直于导线框平面，磁感应强度大小为B，则线框所受安培力大小为( )
A．0 B． eq \r(2) BIr
C． eq \f(3,4) πBIr D． eq \f(\r(2),2) BIr
3．[2023·广东深圳统考一模]反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示．一对完全相同的圆形线圈，共轴放置．已知O为装置中心点，a、b、c、d点到O点距离相等，直线dOb与线圈轴线重合，直线cOa与轴线垂直．现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则( )
A.两线圈间为匀强磁场
B．O点的磁感应强度为零
C．a、c两点的磁感应强度相同
D．b、d两点的磁感应强度相同
4.
[2023·浙江Z20名校联盟第三次联考]一光滑绝缘的正方体固定在水平面内．AB导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动，CD导体棒固定在正方体的下底面．开始时两棒相互垂直并静止，两棒中点O1、O2连线在正方体的中轴线上．现对两棒同时通有如图所示(A到B、D到C)方向的电流．下列说法中正确的是( )
A．通电后AB棒仍将保持静止
B．通电后AB棒将要顺时针转动(俯视)
C．通电后AB棒将要逆时针转动(俯视)
D．通电瞬间线段O1O2间存在磁感应强度为零的位置
5．图甲为指尖般大小的一种电动机，由于没有铁芯，被称为空心杯电机．这种新颖的结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有体积小、灵敏、节能等特性，广泛应用在智能手机、平板电脑、医疗、无人机等方面．图乙为一种空心杯电机原理的简化示意图．固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场(俯视图)；作为转子的多组线圈绕制成水杯状，电流经边缘流入和流出，可简化为沿圆柱体对角线的单匝线圈(图中a、b分别为线圈与顶面和底面的切点).当线圈通电时，可在安培力作用下绕OO′轴转动．设图示时刻线圈的电流为I，方向如图所示，线圈所在处的磁感应强度大小均为B.图中线圈实线部分的长度为L.下列说法正确的是( )
A.图中线圈转动过程中，穿过该线圈的磁通量保持不变
B．图示位置，线圈实线部分所受安培力的大小为BIL
C．图示位置，线圈在安培力的作用下将绕OO′轴逆时针转动(俯视)
D．为使空心杯电机正常转动，则应保持线圈中的电流方向不变
6.
[2023·河北五个一名校联盟高三上学期开学考试]如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成60°角，O为结点，竖直绳3的下端栓接一质量为m、长度为L的垂直于纸面放置的金属棒．金属棒所在空间存在竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，整个装置处于平衡状态．现给金属棒通入方向向里，大小由零缓慢增大的电流，电流的最大值为I0，可观察到绳3转过的最大角度为60°.已知重力加速度为g，则在此过程中，下列说法正确的是( )
A．绳1的拉力先增大后减小
B．绳2的拉力先增大后减小
C．绳3的拉力最大值为2mg
D．金属棒中电流I0的值为 eq \f(\r(3)mg,2LB)
7．[2023·广东湛江统考一模]如图所示，空间正四棱锥P­ABCD的底边长和侧棱长均为a，此区域存在平行于CB边由C指向B方向的匀强磁场，现一质量为m、电量为＋q的粒子，以竖直向上的初速度v0从底面ABCD的中心O垂直于磁场方向进入磁场区域，最后恰好没有从侧面PBC飞出磁场区域，忽略粒子受到的重力．则磁感应强度大小为( )
A． eq \f(2mv0,qa) B． eq \f(4mv0,qa)
C． eq \f(（\r(6)＋2）mv0,qa) D． eq \f(（\r(6)－2）mv0,qa)
8．[2023·云南统考二模]如图所示，纸面内有一圆心为O，半径为R的圆形磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里．由距离O点0.4R处的P点沿着与PO连线成θ＝30°的方向发射速率大小不等的电子．已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力且不考虑电子间的相互作用．为使电子不离开圆形磁场区域，则电子的最大速率为( )
A． eq \f(7eBR,10m) B． eq \f(\r(29)eBR,10m)
C． eq \f(21eBR,40m) D． eq \f(（5－2\r(3)）eBR,5m)
9．[2023·四川省绵阳市三诊]如图所示，一个圆柱体空间被过旋转轴的平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场．一质子以某一速度从圆柱体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域．质子重力忽略不计．下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是( )
二、多项选择题
10.
如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝0.1 m，导轨平面内分布着垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝5 T，导轨上端分别接有电阻R和电源E.质量为m＝0.2 kg的金属棒MN紧靠导轨水平放置，已知电阻R＝1 Ω，电源E＝1.5 V、内阻r＝0.5 Ω，重力加速度g＝10 m/s2，不计金属棒和导轨的电阻．闭合开关后将金属棒MN由静止释放，以下说法正确的是( )
A．若开关与1接通，金属棒MN克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热
B．若开关与2接通，金属棒MN克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热
C．若开关与1接通，金属棒MN最终以8 m/s的速度匀速运动
D．若开关与2接通，金属棒MN最终以1 m/s的速度匀速运动
11．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直．管道横截面半径为a，长度为l(l≫a).带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为＋q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
B．粒子质量为 eq \f(Bqa,v)
C．管道内的等效电流为nqπa2v
D．粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql
12．[2023·山东省历城二中一模]如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R.一束质量为m、电荷量为q的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力．则下列分析中正确的是( )
A．粒子带正电
B．从M点射出粒子的速率一定大于从N点射出粒子的速率
C．从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子所用时间
D．所有粒子所用最短时间为 eq \f(2πm,3qB)
三、非选择题
13．如图，在以x轴和虚线围成的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面．x轴上a点左侧有一足够长的金属板，半圆形边界的圆心为O、半径为 eq \r(3) L，上边界到x轴的距离为2L.在O点有一粒子源，在纸面内向第一、第二象限均匀发射带正电的粒子，每秒钟射出n个粒子，粒子质量为m，电荷量为e，速度为v0＝ eq \f(eB,m) L，不计粒子之间的相互作用．求：
(1)某个粒子沿与x轴正方向成60°射出，它在磁场中运动的时间t；
(2)电流表的示数I；
(3)磁场上边界有粒子射出的区域宽度d.
14．[2023·湖北卷]如图所示，空间存在磁感应强度大小为B、垂直于xOy平面向里的匀强磁场．t＝0时刻，一带正电粒子甲从点P(2a，0)沿y轴正方向射入，第一次到达点O时与运动到该点的带正电粒子乙发生正碰．碰撞后，粒子甲的速度方向反向、大小变为碰前的3倍，粒子甲运动一个圆周时，粒子乙刚好运动了两个圆周．己知粒子甲的质量为m，两粒子所带电荷量均为q.假设所有碰撞均为弹性正碰，碰撞时间忽略不计，碰撞过程中不发生电荷转移，不考虑重力和两粒子间库仑力的影响．求：
(1)第一次碰撞前粒子甲的速度大小；
(2)粒子乙的质量和第一次碰撞后粒子乙的速度大小；
(3)t＝ eq \f(18πm,qB) 时刻粒子甲、乙的位置坐标，及从第一次碰撞到t＝ eq \f(18πm,qB) 的过程中粒子乙运动的路程．(本小问不要求写出计算过程，只写出答案即可)