高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二單元磁場單元檢測(含詳解)

PAGEPAGE12磁場單元檢測一、選擇題1.(2019福建廈門第1次檢測)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車提升的加速度大小a隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,兩次提升的高度相同,提升用時(shí)均為2t0。則第①次和第②次提升過程的加速度之比為()。A.a1∶a2=4∶5 B.a1∶a2=2∶3C.a1∶a2=3∶4 D.a1∶a2=5∶6【解析】礦車上升所用的時(shí)間為2t0,根據(jù)第①次的提升過程可知,提升的高度h=12a1(2t0)2,由第②次提升過程可知,加速過程時(shí)間為t0,勻速過程時(shí)間也為t0,勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=a2t0,根據(jù)題意,有h=12a1(2t0)2=12a2t02+a2t02,所以【答案】C2.(2018山東濰坊期末考試)某種熱敏電阻在環(huán)境溫度升高時(shí),電阻會(huì)迅速減小。將這種熱敏電阻P接入如圖所示的電路,開關(guān)閉合。若環(huán)境溫度升高,下列判斷正確的是()。A.電路的總電阻變大B.流過P的電流變小C.燈泡A變亮D.燈泡B變亮【解析】若環(huán)境溫度升高,則熱敏電阻P阻值減小,總電阻減小,總電流變大,路端電壓減小,則燈泡A兩端電壓變大,燈泡A變亮;燈泡B以及熱敏電阻P所在的并聯(lián)支路的電壓減小,燈泡B變暗;通過B的電流減小,而總電流變大,則通過P的電流變大,C項(xiàng)正確,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】C3.(2018廣東廣州模擬考試)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長也為80cm。將一重物掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長度為100cm;已知彈性繩的勁度系數(shù)為100N/m,則重物的重力為(彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi))()。A.5N B.10N C.12N D.18N【解析】左、右兩半段繩的伸長量ΔL=100-802cm=10cm,由共點(diǎn)力的平衡條件可知,重物的重力G=2kΔL×502-40【答案】C4.(2018河北承德12月考試)國際空間站是一項(xiàng)由六個(gè)國際主要太空機(jī)構(gòu)聯(lián)合推進(jìn)的國際合作計(jì)劃,我國計(jì)劃于2020年左右建成自己的空間站。如圖所示,某空間站在軌道半徑為R的近地圓軌道Ⅰ上圍繞地球運(yùn)行,一宇宙飛船與空間站對接檢修后再與空間站分離,分離時(shí)宇宙飛船依靠自身動(dòng)力裝置在很短的時(shí)間內(nèi)加速,進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ中運(yùn)行。已知橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)到地球球心的距離為3.5R,地球質(zhì)量為M,引力常量為G,若分離后宇宙飛船還需要與空間站對接,則所需時(shí)間至少為()。A.2πR3GM BC.27π2R3GM【解析】設(shè)空間站在軌道Ⅰ上運(yùn)行的周期為T1,萬有引力提供空間站做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,有GMm空R2=m空2πT12R,則T1=2πR3GM,宇宙飛船所在軌道Ⅱ上的半長軸L=3.5R+R2=94R,設(shè)宇宙飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期為T2,由開普勒第三定律有T2T【答案】D5.(2018河北阜城9月模擬考試)如圖甲所示,帶正電的A粒子和B粒子同時(shí)以同樣大小的速度(速度方向與邊界的夾角分別為30°、60°)從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場的邊界上的O點(diǎn)射入磁場,又恰好都不從另一邊界飛出,則下列說法中正確的是()。甲A.A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1∶3B.A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2+C.A、B兩粒子的比荷之比是3∶1D.A、B兩粒子的比荷之比是2+【解析】粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得qvB=mv2r,解得r=mvqB。如圖乙所示,由幾何關(guān)系得rAcos30°+rA=d,rBcos60°+rB=d,解得rArB=32+3,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;由粒子軌道半徑r=mvqB可知,qm=vBr,由題意可知,兩粒子的速度大小v與B乙【答案】D6.(2018遼寧大連10月模擬)如圖甲所示,半徑為R的半球形碗固定于水平面上,直徑AB水平,一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由直徑AB上的某點(diǎn)以初速度v0水平拋出,小球落進(jìn)碗內(nèi)與內(nèi)壁碰撞,碰撞前瞬間小球的速度大小為2gR,結(jié)果小球剛好能回到拋出點(diǎn)。設(shè)碰撞后小球的速度大小不變,方向反向,g為重力加速度,則初速度v0大小應(yīng)為()。甲A.gR B.2C.3gR D.2【解析】如圖乙所示,要使小球能按原路反彈回去,小球必須垂直打在圓弧上,設(shè)撞擊點(diǎn)為E,連接OE,過E點(diǎn)作AB的垂線,交點(diǎn)為F,則O為水平位移的中點(diǎn),EF=12gt2,OF=v0t2,在直角△OFE中,由勾股定理有12gt22+v0t22乙【答案】C7.(2018江西上饒模擬考試)如圖所示,在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中有質(zhì)量和電荷量都相同的兩油滴M、N。M靜止,N做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),若N與M相碰后并結(jié)合在一起,則碰后M、N整體將()。A.以N原速率的一半做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.以R2C.仍以R為半徑做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.做周期為N的一半的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【解析】設(shè)M、N的質(zhì)量和電荷量分別為m、q,碰撞前N的速率為v。碰撞后瞬間整體的速率為v'。碰撞前,對N,由洛倫茲力提供向心力,有qvB=mv2R,得R=mvqB;對M有qE=mg;碰撞過程,取碰撞前N的速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律有mv=2mv',得v'=v2;MN整體受到的電場力為2qE,重力為2mg,則2qE=2mg,所以整體的電場力和重力仍平衡,因此碰后整體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡半徑r=2mv'2qB=mv2qB=R2,A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;N【答案】B8.(2018湖北荊州期末考試)(多選)回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用,其原理如圖所示。D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒,置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中,它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上。位于D1圓心處的粒子源A能不斷產(chǎn)生α粒子(初速度可以忽略),它們在兩盒之間被電場加速。當(dāng)α粒子被加速到最大動(dòng)能Ek后,再將它們引出。忽略α粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,則下列說法正確的是()。A.α粒子第n次被加速前、后的軌道半徑比為n-1B.若只增大交變電壓U,則α粒子在回旋加速器中運(yùn)行的時(shí)間會(huì)變短C.若不改變交流電壓的周期,仍可用此裝置加速氘核D.若是增大交變電壓U,則α粒子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大【解析】根據(jù)洛倫茲力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,則有qvB=mv2r,且nqU=12mv2,解得r=1Bn·2mUq,所以質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為n-1∶n,A項(xiàng)正確;若只增大交變電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中加速次數(shù)會(huì)減小,導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間變短,B項(xiàng)正確;交流電壓的周期與粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期相同,即T=2πmqB,因α粒子(24He)與氘核(1【答案】ABC二、非選擇題9.(2018河南安陽11月模擬考試)某實(shí)驗(yàn)小組計(jì)劃測量一未知電阻的阻值,已經(jīng)連接好實(shí)物圖如圖甲所示。(1)請根據(jù)實(shí)物圖在圖乙所示方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖,并標(biāo)明表示各元件的字母。甲(2)圖丙中電阻箱的讀數(shù)是Ω;如果將電阻箱的阻值由10.0Ω調(diào)節(jié)到9.00Ω,應(yīng)。

(3)①先使電阻箱阻值調(diào)至如圖丙所示,再將S2接到A,閉合S1,記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V,然后斷開S1;②保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到B,閉合S1,此時(shí)電壓表的示數(shù)為2.80V,然后斷開S1,不計(jì)電源內(nèi)阻,電壓表可視為理想電表,據(jù)此可知,定值電阻R1的阻值為Ω。(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

【解析】(1)根據(jù)實(shí)物圖畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖如圖丁所示。丁(2)圖丙中電阻箱的讀數(shù)是20.00Ω;如果將電阻箱的阻值由10.0Ω調(diào)節(jié)到9.00Ω,應(yīng)先將“×1”擋調(diào)到9,再將“×10”擋調(diào)到0。(3)由題意可知,電阻箱R與定值電阻R1兩端的電壓之比為2.2∶(2.8-2.2)=11∶3;可得RR1=113,解得R1=311【答案】(1)電路圖如圖丁所示(2)20.00先將“×1”擋調(diào)到9,再將“×10”擋調(diào)到0(3)②5.4510.(2018江蘇無錫第1次模擬)某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。氣墊導(dǎo)軌與水平桌面的夾角為θ,導(dǎo)軌底端P點(diǎn)有一帶擋光片的滑塊,滑塊和擋光片的總質(zhì)量為M,擋光片的寬度為b,滑塊與砂桶由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩相連。在導(dǎo)軌上Q點(diǎn)固定一個(gè)光電門,擋光片到光電門的距離為d。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)進(jìn)行了如下操作:①開啟氣泵,調(diào)節(jié)細(xì)砂的質(zhì)量,使滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則砂桶和細(xì)砂的總質(zhì)量為。

②在砂桶中再加入質(zhì)量為m的細(xì)砂,讓滑塊從P點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt,則滑塊通過Q點(diǎn)的瞬時(shí)速度為。

(2)在滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中,滑塊的機(jī)械能增加量ΔE1=,砂桶和細(xì)砂的機(jī)械能減少量ΔE2=。在誤差允許的范圍內(nèi),如果ΔE1=ΔE2,則滑塊、砂桶和細(xì)砂組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

【解析】(1)①滑塊與氣墊導(dǎo)軌間的摩擦力可忽略不計(jì),滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)砂桶和細(xì)砂的總質(zhì)量為m1,由平衡條件可得,m1g=Mgsinθ,解得m1=Msinθ。②滑塊通過Q點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用擋光片通過光電門的平均速度代替,則vQ=bΔ(2)從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中,滑塊的重力勢能增加Mgdsinθ,動(dòng)能增加量為12MbΔt2,所以滑塊機(jī)械能的增加量ΔE1=12MbΔt2+Mgdsinθ;砂桶和細(xì)砂的總質(zhì)量m'=Msinθ+m,其勢能減少量為m'gd,動(dòng)能的增加量為12m'bΔt2,所以砂桶和砂機(jī)械能的減少量ΔE2=(M【答案】(1)①M(fèi)sinθ②bΔt(2)12MbΔt2+Mgdsinθ(Msinθ+m)gd-111.(2019河北石家莊階段檢測)我國自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī)C919首飛成功后,拉開了全面試驗(yàn)試飛的新征程,已知飛機(jī)質(zhì)量m=7.0×104kg,在平直跑道上由靜止勻加速到80m/s開始起飛,用時(shí)16s。求飛機(jī)滑跑過程中:(1)加速度a的大小。(2)運(yùn)動(dòng)的距離s。(3)受到的合力大小F?！窘馕觥?1)飛機(jī)勻加速起飛,已知初速度、時(shí)間和末速度,由速度公式求加速度,則a=ΔvΔt=vt(2)運(yùn)動(dòng)的距離s由平均速度與時(shí)間的乘積求解,有s=12vtt=(3)根據(jù)牛頓第二定律,有F=ma=3.5×105N。【答案】(1)5m/s2(2)640m(3)3.5×105N12.(2018河北刑臺(tái)第一次調(diào)研)如圖所示,質(zhì)量M=5.0kg的小車以2.0m/s的速度在光滑的水平面上向左運(yùn)動(dòng),小車上AD部分是表面粗糙的水平軌道,DC部分是14光滑圓弧軌道,整個(gè)軌道都是由絕緣材料制成的,小車所在空間內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度大小E=50N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0T?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=2.0kg、帶負(fù)電且電荷量為0.速度向右沖上小車,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度為5m/s?；瑝K可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取10m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字。(1)求滑塊從A到D的過程中,小車與滑塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能。(2)如果滑塊剛過D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為76N,求圓弧軌道的半徑r。(3)當(dāng)滑塊通過D點(diǎn)時(shí),立即撤去磁場,要使滑塊沖出圓弧軌道,求此圓弧軌道的最大半徑。【解析】(1)設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度大小為v1,小車在此時(shí)的速度大小為v2,滑塊從A運(yùn)動(dòng)到D的過程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,有mv0-Mv=mv1+Mv2解得v2=0設(shè)小車與滑塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE,則有ΔE