2024年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二單元 磁場 單元檢測（含解析人教版）

磁場單元檢測

一、選擇題

地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機(jī)通過豎井運輸至地面。某豎井中礦車提升

的加速度大小a隨時間t的變更關(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,提升用時均為2九則第。次和第②次提升過程的加速度之比為（）。

,G

02-------------[②

Oi-----：------[①

0t小

A.a\:aN：5B.<31:改C:3

C.a:包3'4D.ax:4巧：6

【解析】礦車上升所用的時間為2h依據(jù)第0次的提升過程可知，提升的高度人力為（2由"，由第②次提升過

程可知,加速過程時間為to,勻速過程時間也為顯勻速運動的速度依據(jù)題意,有

力qai（2to）（）2+3,2。②，所以a1：a?=3：4,C項正確。

【答案】C

）某種熱敏電阻在環(huán)境溫度上升時，電阻會快速減小。將這種熱敏電阻產(chǎn)接入如圖所

示的電路，開關(guān)閉合。若環(huán)境溫度上升，下列推斷正確的是（）。

熱

敏

電

阻

A.電路的總電阻變大

B.流過戶的電流變小

C.燈泡A變亮

D.燈泡B變亮

【解析】若環(huán)境溫度上升,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/兩端電

壓變大，燈泡A變亮;燈泡方以及熱敏電阻P所在的并聯(lián)支路的電壓減小，燈泡4變暗;通過8的電流減小,而總電

流變大，則通過嚴(yán)的電流變大,C項正確,A、B、D三項錯誤。

【答案】C

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的兩點上,彈性繩的原

長也為80cm。將一重物掛在彈性繩的中點,平衡時彈性繩的總長度為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.5NB.10NC.12ND.18N

【解析】左、右兩半段繩的伸長量等cm=10cm,由共點力的平衡條件可知，重物的重力

G=2k\LX^-^-=\.2AAL=\2N,C項正確。

50

【答案】C

;國際空間站是一項由六個國際主要太空機(jī)構(gòu)聯(lián)合推動的國際合作安排,我國安排于

2024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M的近地圓軌道/上圍繞地球運行,一宇宙飛

船與空間站對接檢修后再與空間站分別，分別時宇宙飛船依靠自身動力裝置在很短的時間內(nèi)加速,進(jìn)入橢圓軌道

〃中運行。已知橢圓軌道的遠(yuǎn)地點到地球球心的距離為3.5尺地球質(zhì)量為M,引力常量為G,若分別后宇宙飛船還

須要與空間站對接，則所需時間至少為（）o

A.2"FB.(F

【解析】設(shè)空間站在軌道/上運行的周期為北,萬有引力供應(yīng)空間站做圓周運動的向心力,有G^=m空

（竺則￡=2"宇宙飛船所在軌道〃上的半長軸Z--5?+^R,設(shè)宇宙飛船在軌道〃上運動的周期為石,

由開普勒第三定律有（子）2《_）3,則吟￡,要完成對接宇宙飛船和空間站須同時到達(dá)橢圓軌道的近地點,故所

需時間力=2771=54”—,D項正確。

【答案】D

如圖甲所示，帶正電的/粒子和8粒子同時以同樣大小的速度（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。點射入磁場，又恰好都不從另一邊界飛出，

則下列說法中正確的是（）。

甲

A.A3兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為1：戰(zhàn)

B.A夕兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為竽

C.A3兩粒子的比荷之比是百

D.A3兩粒子的比荷之比是竽

2

【解析】粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力供應(yīng)向心力，由牛頓其次定律得°包一,解得廠一。

如圖乙所示，由幾何關(guān)系得r/cos30°+r=d,r^cos60°a解得一彳，,A、B兩項錯誤；由粒子軌道半徑—

A2+V3

可知，一一，由題意可知,兩粒子的速度大小V與3都相同,則兩粒子的一之比與軌道半徑成反比,則/、8兩粒子

的一之比是竽,C項錯誤,D項正確。

乙

【答案】D

。「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0的小

球（可視為質(zhì)點）由直徑4?上的某點以初速度即水平拋出，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2V一，結(jié)果小球剛好能回到拋出點。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

西大小應(yīng)為（）0

甲

A.VB.V2

C.V3D.2V

【解析】如圖乙所示,要使小球能按原路反彈回去，小球必需垂直打在圓弧上,設(shè)撞擊點為￡連接應(yīng)；過￡

點作力8的垂線,交點為F,則。為水平位移的中點,E吟gL勿V，在直角△0&中，由勾股定理有

gg2）2《號『才,/（—C+。2次-,聯(lián)立解得r?W3一,C項正確。

乙

【答案】C

）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，“做半徑為E的勻速圓周運動，若“與"相碰后并結(jié)合在一起，則碰后族“整體將（）。

A.以〃原速率的一半做勻速直線運動

B.以了為半徑做勻速圓周運動

C.仍以E為半徑做勻速圓周運動

D.做周期為"的一半的勻速圓周運動

【解析】設(shè)%"的質(zhì)量和電荷量分別為?、＜7,碰撞前"的速率為V。碰撞后瞬間整體的速率為/。碰撞前,

2

對人由洛倫茲力供應(yīng)向心力,有qvB=in—,得R=—;對"有g(shù)廬儂;碰撞過程,取碰撞前〃的速度方向為正方向，

由動量守恒定律有mv2nv',得整體受到的電場力為2亞重力為2儂,則2q公2砥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動,軌跡半徑—q,A、C兩項錯誤,B項正確”原來的周期

。上J,碰后整體的周期T竺F=&D項錯誤。

【答案】B

8.（2024湖北荊州期末考試）（多選）回旋加速器在科學(xué)探討中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示。Di和Dz是兩個

中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，它們接在電壓為么周期為7的溝通電源上。位于立圓心

處的粒子源/能不斷產(chǎn)生a粒子（初速度可以忽視），它們在兩盒之間被電場加速。當(dāng)a粒子被加速到最大動能

笈后,再將它們引出。忽視a粒子在電場中的運動時間，則下列說法正確的是（）。

A.a粒子第〃次被加速前、后的軌道半徑比為LT：1

B.若只增大交變電壓〃則a粒子在回旋加速器中運行的時間會變短

C.若不變更溝通電壓的周期,仍可用此裝置加速笊核

D.若是增大交變電壓〃則a粒子的最大動能反會變大

【解析】依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)做勻速圓周運動所需的向心力，則有且nqU2解得r」

所以質(zhì)子第〃次被加速前、后的軌道半徑之比為LT:廠,A項正確;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)會減小，導(dǎo)致運行時間變短,B項正確;溝通電壓的周期與粒子在磁場中運動的周期相同，即

因a粒子（；He）與笊核（：H）的比荷相同,故兩者的周期相同,不用變更溝通電壓的周期,也能加速笊核,C項正確；

.....21222

依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)粒子做勻速圓周運動所需的向心力，則有qvB=m—,且Ek^niv,解得5—^---，與加速電壓無

關(guān),D項錯誤。

【答案】ABC

二、非選擇題

"一口「：/.某試驗小組安排測量一未知電阻的阻值，已經(jīng)連接好實物圖如圖甲所示。

（1）請依據(jù)實物圖在圖乙所示方框中畫出該試驗的電路圖,并標(biāo)明表示各元件的字母。

⑵圖丙中電阻箱的讀數(shù)是。；假如將電阻箱的阻值由10.0。調(diào)整到9.00。，應(yīng)

⑶Q院使電阻箱阻值調(diào)至如圖丙所示,再將區(qū)接到4閉合Si,記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V,然后斷開Si；

②保持電阻箱示數(shù)不變,將Sz切換到6閉合Si,此時電壓表的示數(shù)為2.80V,然后斷開Sb不計電源內(nèi)阻，電壓表

可視為志向電表,據(jù)此可知,定值電阻石的阻值為（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【解析】(1)依據(jù)實物圖畫出試驗的電路圖如圖丁所示。

T

(2)圖丙中電阻箱的讀數(shù)是20.00Q;假如將電阻箱的阻值由10.0Q調(diào)整到9.00Q,應(yīng)先將“XI”擋

調(diào)到9,再將“X10”擋調(diào)到0o

(3)由題意可知，電阻箱、與定值電阻用兩端的電壓之比為2.2：(2.8-2.2)=11；3;可得一《,解得

1J

用木黨X20Q^5.45Q。

【答案】(1)電路圖如圖丁所示(2)20.00先將“XI”擋調(diào)到9,再將“X10”擋調(diào)到0⑶②5.45

U")某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律,試驗裝置如圖所示。氣墊導(dǎo)軌與水平

桌面的夾角為9,導(dǎo)軌底端尸點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。點固定一個光電門，擋光片到光電門的距離為幾

光電門

⑴試驗時,該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

?開啟氣泵,調(diào)整細(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。

締砂桶中再加入質(zhì)量為"的細(xì)砂，讓滑塊從尸點由靜止起先運動。已知光電門記錄擋光片擋光的時間為At,

則滑塊通過。點的瞬時速度為

(2)在滑塊從2點運動到0點的過程中,滑塊的機(jī)械能增加量AE、=,砂桶和細(xì)砂的機(jī)械能削減量

A^=。在誤差允許的范圍內(nèi)，假如AE=A殳則滑塊、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)軌間的摩擦力可忽視不計，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)砂桶和細(xì)砂的總質(zhì)量為如由

平衡條件可得，阿京強(qiáng)in外解得奶qfein,。②t塊通過。點的瞬時速度可以用擋光片通過光電門的平均速

度代替，貝IJ功丁。

(2)從尸點到。點的過程中,滑塊的重力勢能增加Mgdsin9,動能增加量為和(丁)：所以滑塊機(jī)械能的增加

量小丁)力磨dsin夕；砂桶和細(xì)砂的總質(zhì)量/*in。切其勢能削減量為動能的增加量為

,所以砂桶和砂機(jī)械能的削減量△/二(胭in。+ni)gd*(Msin0+m))。

【答案】⑴(X旅in夕—(2)-)+Mgdsin夕(妹in夕加)gdf(胭in0+ni)―)

I莊階段檢測)我國自行研制、具有完全自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī)C919首飛勝利

后,拉開了全面試驗試飛的新征程，已知飛機(jī)質(zhì)量0X104kg,在平直跑道上由靜止勻加速到80m/s起先起

飛，用時16so求飛機(jī)滑跑過程中：

⑴加速度a的大小。

⑵運動的距離s。

(3)受到的合力大小F。

【解析】(1)飛機(jī)勻加速起飛，已知初速度、時間和末速度，由速度公式求加速度，則

a-工巧m/s2

△o

(2)運動的距離s由平均速度與時間的乘積求解,有

s2匕方與40m0

(3)依據(jù)牛頓其次定律，有

F=maA.5X105N。

【答案】(1)5m/s，(2)640m(3)3.5X10、N

，如圖所示,質(zhì)量加5.0kg的小車以2.0m/s的速度在光滑的水平面上向左運動,

小車上4〃部分是表