2024年新高考物理第一輪復(fù)習(xí)：章末質(zhì)量檢測(cè)（九）

幸未質(zhì)量檢測(cè)（九）

（時(shí)間：50分鐘）

一、選擇題（本題共8小題。1?5題為單項(xiàng)選擇題，6?8題為多項(xiàng)選擇題）

1.如圖1所示，長直導(dǎo)線"附近有一帶正電荷的小球用絕緣絲線懸掛在M點(diǎn)。

當(dāng)c力中通以由〃一。的恒定電流時(shí)，下列說法正確的是（）

\b

圖1

A.小球受磁場(chǎng)力作用，方向與導(dǎo)線垂直且垂直紙面向里

B.小球受磁場(chǎng)力作用，方向與導(dǎo)線垂直且垂直紙面向外

C.小球受磁場(chǎng)力作用，方向與導(dǎo)線垂直并指向左方

D.小球不受磁場(chǎng)力作用

答案D

2.如圖2所示，兩平行直導(dǎo)線cd和4豎直放置，通以方向相反、大小相等的

電流，。、〃兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，則（）

a??b

iJ二J二/i

圖2

A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B.勿■導(dǎo)線在。點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右

D.同時(shí)改變兩導(dǎo)線中的電流方向，〃導(dǎo)線受到的安培力方向不變

解析根據(jù)右手螺旋定則可知兩導(dǎo)峻在〃處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均為垂直紙面向外,

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；^在。處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)左手

定則可判斷，電流方向相反的兩平行直導(dǎo)線互相排斥，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只要兩直

導(dǎo)線中的電流方向相反，就互相排斥，選項(xiàng)D正確。

答案D

3.1931年英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子，即“磁

單極子”。假設(shè)一個(gè)“N磁單極子”形成的磁場(chǎng)如圖3所示，將一個(gè)半徑為八

質(zhì)量為例的超導(dǎo)體圓環(huán)水平放置在該磁單極子的正上方，圓環(huán)所在位置的磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為B,與II環(huán)相切的磁感線與豎直方向的夾角為30。，重力加速度大

小為g,若圓環(huán)恰好在該位置懸浮，則圓環(huán)中電流的大小為（）

圖3

amg口mg「S"吆nS〃起

6.71rBJ2兀用口nrB

解析當(dāng)圓環(huán)所受的重力與安培力在豎直方向上的分力大小相等時(shí)，圓環(huán)恰好在

該位置懸浮，以圓環(huán)為研究對(duì)象可知〃吆=B/?2Jir?sin30。，解得圓環(huán)中電流的大

小/=輯，選項(xiàng)B正確。

答案B

4.如圖4所示，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的

勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)。設(shè)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E,

磁感應(yīng)強(qiáng)度為反欲使電子沿直線從電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域通過，只采取下列措施，其

中可行的是（）

圖4

A.適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度E

B.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度8

C.適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離

D.適當(dāng)減小加速電壓U

解析要使電子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有Eq=qvB。根據(jù)左手定則可知電

子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，故電子向上極板偏轉(zhuǎn)的原因是電場(chǎng)力大于洛

倫茲力，所以要么增大洛倫茲力，要么減小電場(chǎng)力。適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度E,即可

以減小電場(chǎng)力，選項(xiàng)A正確；適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度&可以減小洛倫茲力，選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離，根據(jù)如2可得。='借，

由于兩極板間的電壓沒有變化，所以電子進(jìn)入磁場(chǎng)的速率沒有變化，因此沒有改

變電場(chǎng)力和洛倫茲力的大小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，適當(dāng)減小加速電壓U,可以

減小電子進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中的速度。，從而減小洛倫茲力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案A

5.質(zhì)譜儀可以測(cè)定有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖

5所示，有機(jī)物的氣體分子從樣品室注入離子化室，在高能電子作用下，樣品氣

體分子離子化或碎裂成離子。若離子化后的離子帶正電，初速度為零，此后經(jīng)過

高壓電源區(qū)、圓形磁場(chǎng)室（內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）、真空管，最后打在記錄儀上，通過處

理就可以得到離子比荷端），進(jìn)而推測(cè)有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)。已知高壓電源的電壓

為U,圓形磁場(chǎng)區(qū)的半徑為R,真空管與水平面夾角為仇離子進(jìn)入磁場(chǎng)室時(shí)速

度方向指向圓心。則下列說法正確的是（）

圖5

A.高壓電源A端應(yīng)接電源的正極

B.磁場(chǎng)室的磁場(chǎng)方向必須垂直紙面向里

C.若離子化后的兩同位素Xi、X2（XI質(zhì)量大于X2質(zhì)量）同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)室后，出

現(xiàn)圖中的軌跡I和II,則軌跡I一定對(duì)應(yīng)Xi

B.小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒

C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加了鬻

D.小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)歷時(shí)翳

解析小球在復(fù)合場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，只受兩個(gè)力作用，即重力和電場(chǎng)力且兩者

平衡。當(dāng)把磁場(chǎng)順時(shí)針方向傾斜30。，且給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向的速度。則

小球受到的合力就是洛倫茲力，且與速度方向垂直，所以帶電粒子將做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；由于帶電粒子在垂直于紙面的傾斜平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

過程中受到電場(chǎng)力要做功，所以機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球從開始到最

低點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為W=〃ERsin3（r=蜀，所以電勢(shì)能的增加量為端，選

項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球從第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的時(shí)間為魏，選項(xiàng)D正確。

答案AD

7.如圖7所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有

比荷大小相等的甲、乙兩粒子，甲以速度功從4點(diǎn)沿直徑403方向射入磁場(chǎng)，

經(jīng)過人時(shí)間射出磁場(chǎng)，射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間的夾角為60。；乙

以速度S從距離直徑AOB為亨的C點(diǎn)平行于直徑AOB方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過t2

時(shí)間射出磁場(chǎng)，其軌跡恰好通過磁場(chǎng)的圓心。不計(jì)粒子受到的重力，則（）

圖7

A.兩個(gè)粒子帶異種電荷

B.1]=12

C.V\:。2=?。?

D.兩粒子在磁場(chǎng)中軌跡長度之比/|:，2=?。?

解析根據(jù)左手定則判斷可得，甲粒子帶正電，乙粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；

分別對(duì)甲、乙粒子作圖，找出其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和半徑以及圓心角，則有

2

/>=，5凡r乙=乩*=去葭=生，根據(jù)卯3=吟可得v=嚕，所以言=￡=

書選項(xiàng)C正確；根據(jù)片名可得已關(guān)珞選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中的軌

跡長度為/="，所以<=翳=里選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案AC

8.(多選)(2019?名師原創(chuàng)預(yù)測(cè))目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)

電機(jī)，立體圖如圖8甲所示，側(cè)視圖如圖乙所示，其工作原理是燃燒室在高溫下

將氣體全部電離為電子與正離子，即高溫等離子體，高溫等離子體經(jīng)噴管提速后

以速度u=1000m/s進(jìn)入矩形發(fā)電通道，發(fā)電通道有垂直于噴射速度方向的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)(圖乙中垂直紙面向里)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小R0=5T,等離子體在發(fā)電通道內(nèi)

發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這時(shí)兩金屬薄板上就會(huì)聚集電荷，形成電勢(shì)差。己知發(fā)電通道長￡=

50cm,寬0=20cm,高d=20cm,等離子體的電阻率〃=4Q。m,電子的電荷

量e=1.6X10FC。不計(jì)電子和離子的重力以及微粒間的相互作用，則以下判斷

正確的是()

甲乙

圖8

A.發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為25(X)V

B.若電流表示數(shù)為16A,則單位時(shí)間(1s)內(nèi)打在下極板的電子有IO?。個(gè)

C.當(dāng)外接電阻為12c時(shí)，電流表的示數(shù)為50A

D.當(dāng)外接電阻為50。時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率最大

解析由等離子體所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡得卯隊(duì)=玲E，則得發(fā)電機(jī)的電

動(dòng)勢(shì)為七=&加=1()0()V,故A錯(cuò)誤；由電流的定義可知/=為，代入數(shù)據(jù)解得

〃=1。2。個(gè)，故B正確；發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻為，?=2謨=8。，由閉合電路歐姆定律得/

E

而=50A,故C正確；當(dāng)電路中內(nèi)、外電阻相等時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率最大,

此時(shí)外電阻為R=r=8C,故D錯(cuò)誤。

答案BC

二、非選擇題

9.(2019?合肥一檢)如圖9所示，在平面直角坐標(biāo)系火力的第四象限內(nèi)有一勻強(qiáng)

電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與x軸成30。角斜向上。一比荷為2的帶正電粒子

從尸點(diǎn)由靜止出發(fā)，接著在x軸上Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，通過磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8

的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出)后，從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿)，軸負(fù)方向離開磁場(chǎng)區(qū)域。

若P、Q間距為L,粒子重力不計(jì)，試求：

cQ

°j\、^0、x

圖9

(1)粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)的速度大?。?/p>

(2)0點(diǎn)的坐標(biāo)；

(3)矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

解析(1)作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

qEL=^mv2

解得粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度'，等

(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為/?,由幾何關(guān)系可知。點(diǎn)的坐標(biāo)為(3凡0)

又qvB=n斥,可代R=E\JF~

3

則Q點(diǎn)的坐標(biāo)為鈿bm巖Fl,0)

(3)由圖可得，最小的矩形磁場(chǎng)面積

Smin=2Rcos300(R—Rsin30。)=亍R?=:必

處安/isRqEL3l2mEL\[3mEL

答案⑴Aj，n⑵q，°)(3盧靖一

10.(2018?蘇錫常鎮(zhèn)三模)如圖10所示，在My平面內(nèi)()<rVL的區(qū)域內(nèi)有一方

向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x>L的區(qū)域內(nèi)有一方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)。某時(shí)刻，一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度。o進(jìn)入電場(chǎng);

之后的另一時(shí)刻，一帶負(fù)電粒子以同樣的初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)。正、負(fù)粒

子從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界的夾角分別為60。和3