新高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測專題12　安培力與洛倫茲力（原卷版）

專題12安培力與洛倫茲力質(zhì)量檢測卷（時間：90分鐘分值：100分）一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個題目只有一個選項符合要求，選對得4分，選錯得0分。1．（2022·新疆·模擬預(yù)測）如圖所示，SKIPIF1<0軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個比荷相同的正負(fù)電荷（不計重力）以相同速度從SKIPIF1<0點先后射入磁場，最終均從SKIPIF1<0軸離開磁場。不計兩電荷間的相互作用，關(guān)于兩電荷在磁場中的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．兩電荷所受洛倫茲力的大小一定相同B．兩電荷在磁場中的運(yùn)動時間一定相等C．兩電荷重新回到SKIPIF1<0軸時的速度一定相同D．正電荷從SKIPIF1<0軸上SKIPIF1<0點右側(cè)射出磁場，負(fù)電荷從SKIPIF1<0軸上SKIPIF1<0點左側(cè)射出磁場2．（2022·遼寧·高三期末）如圖所示，一內(nèi)壁光滑、上端開口下端封閉的絕緣玻璃管豎直放置，高為h，管底有質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中。在外力作用下，玻璃管在磁場中運(yùn)動速度保持不變，小球最終從上端管口飛出，在此過程中，下列說法正確的是（）A．洛倫茲力對小球做正功B．小球機(jī)械能的增加量等于qvBhC．小球相對于地面做加速度不斷變化的曲線運(yùn)動D．小球在玻璃管中的運(yùn)動時間與玻璃管的速度成反比3．（2022·云南昆明·一模）如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一半徑為r的圓，圓心為O，與圓面垂直的長直導(dǎo)線a、b分別置于圓上M、N兩點，OMN為等邊三角形。當(dāng)導(dǎo)線a、b中電流大小均為I0、電流方向如圖所示時，圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零。現(xiàn)固定導(dǎo)線b，將導(dǎo)線a在圓上移動，保持導(dǎo)線a、b始終與圓面垂直且電流方向不變，僅改變電流大小，使O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終為零，當(dāng)a移至圓上某點P（圖中未畫出）時，a中電流最小。已知長直導(dǎo)線在距其為r處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=SKIPIF1<0，式中k為已知的常量，I為導(dǎo)線中的電流大小。下列說法正確的是（）A．勻強(qiáng)磁場的方向與OM的夾角為30° B．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0C．OP與ON的夾角為120° D．導(dǎo)線a中電流的最小值為SKIPIF1<04．（2022·遼寧·阜蒙縣育才高級中學(xué)高三開學(xué)考試）如圖，勻強(qiáng)磁場中有一個靜止的氡原子核（SKIPIF1<0Rn），衰變過程中放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個外切的圓，大圓與小圓的半徑之比為42∶1，則氡核的衰變方程是（）A．SKIPIF1<0Rn→SKIPIF1<0Fr＋SKIPIF1<0e B．SKIPIF1<0Rn→SKIPIF1<0Po＋SKIPIF1<0HeC．SKIPIF1<0Rn→SKIPIF1<0At＋SKIPIF1<0e D．SKIPIF1<0Rn→SKIPIF1<0At＋SKIPIF1<0H5．（2022·全國·高三開學(xué)考試）2020年爆發(fā)了新冠肺炎，該病毒傳播能力非常強(qiáng)，因此研究新冠肺炎病毒株的實驗室必須全程都在高度無接觸物理防護(hù)性條件下操作。武漢病毒研究所是我國防護(hù)等級最高的P4實驗室，在該實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如圖所示的模型：廢液內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入，左側(cè)流出。流量值Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積?？臻g有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，下列說法正確的是（）A．帶電粒子所受洛倫茲力的方向水平向左B．正、負(fù)粒子所受洛倫茲力的方向是相同的C．污水流量計也可以用于測量不帶電的液體的流速D．只需要測量M、N兩點間的電壓就能夠推算廢液的流量6．（2022·云南省玉溪第三中學(xué)高三開學(xué)考試）中科院等離子體物理研究所設(shè)計制造了全超導(dǎo)非圓界面托卡馬克實驗裝置（EAST），這是我國科學(xué)家率先建成的世界上第一個全超導(dǎo)核聚變“人造太陽”實驗裝置。將原子核在約束磁場中的運(yùn)動簡化為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，如圖所示。磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，甲粒子速度方向與磁場垂直，乙粒子速度方向與磁場方向平行，丙粒子速度方向與磁場方向間的夾角為SKIPIF1<0，所有粒子的質(zhì)量均為m，電荷量均為SKIPIF1<0，且粒子的初速度方向在紙面內(nèi)，不計粒子重力和粒子間的相互作用，則（）A．甲粒子受力大小為SKIPIF1<0，方向水平向右B．乙粒子的運(yùn)動軌跡是拋物線C．丙粒子在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，其動能不變D．從圖中所示狀態(tài)，經(jīng)過SKIPIF1<0時間后，丙粒子位置改變了SKIPIF1<07．（2022·浙江·模擬預(yù)測）如圖所示，間距為L的足夠長平行光滑導(dǎo)軌所在平面與水平面之間的夾角為SKIPIF1<0，勻強(qiáng)磁場的方向是豎直方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。將一根長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒中通以方向從a向b的電流，此時金屬棒靜止在軌道上，則下列說法正確的是（）A．勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下B．導(dǎo)體棒所受安培力方向豎直向上C．導(dǎo)體棒中電流大小為SKIPIF1<0D．其他條件不變，僅電流方向突然反向，則金屬棒可能繼續(xù)保持靜止8．（2022·浙江·高三開學(xué)考試）如圖（a），直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸SKIPIF1<0上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向SKIPIF1<0的磁場，與SKIPIF1<0距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A．當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時，導(dǎo)線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對懸線的拉力增大C．SKIPIF1<0與電流I成正比D．SKIPIF1<0與電流I成正比二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．（2022·湖南·高三開學(xué)考試）在粒子物理的研究中使用的一種球狀探測裝置的橫截面的簡化模型如圖所示。內(nèi)圓區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，外圓是探測器。AB和PM分別為內(nèi)圓的兩條相互垂直的直徑，兩個粒子先后從P點沿徑向射入磁場。粒子1經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打在探測器上的Q點，粒子2經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打在探測器上的N點。裝置內(nèi)部為真空狀態(tài)，忽略粒子所受重力及粒子間相互作用力。下列說法正確的是（）A．粒子2可能為電子B．若兩粒子的比荷相等，則粒子1的入射速度小于粒子2的入射速度C．若兩粒子的比荷相等，則粒子1在磁場中運(yùn)動的時間小于粒子2在磁場中運(yùn)動的時間D．若減小粒子2的入射速度，則粒子2可能沿OA方向離開磁場10．（2022·重慶市育才中學(xué)二模）如圖所示為電流天平，P處磁場方向垂直于紙面向里（虛線圍成的區(qū)域），天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場中，下底邊長為L，線圈中通有順時針方向的電流I時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼，天平平衡；要使天平仍能保持平衡，可能的方法是（）A．若僅讓電流反向時，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼B．若僅讓電流反向時，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼C．若僅讓P處磁場增強(qiáng)時，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼D．若僅讓P處磁場增強(qiáng)時，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼11．（2022·江西新余·高三期末）如圖所示，有一根長度為L，質(zhì)量為m長金屬棒，金屬棒接到恒流源電路中，電流為I，方向垂直紙面向里，用輕質(zhì)絕緣絲線將金屬棒水平懸掛在O點，現(xiàn)整個空間加上豎直向下的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出磁場）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小SKIPIF1<0，把金屬棒從最低點圖示位置由靜止釋放，重力加速度為g，則（）A．金屬棒回到圖中最低點時對絲線的拉力可能大于重力B．絲線偏離豎直方向的夾角最大不會超過90°C．金屬棒向左擺到最高點的過程中，機(jī)械能先增加后減少D．在金屬棒擺動過程中，絲線上最大拉力為4mg12．（2022·山東日照·三模）如圖所示，水平地面上方存在相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向下、磁場方向水平向里。一個帶正電的小球從A點沿水平向右方向進(jìn)入該區(qū)域，落到水平地面上，設(shè)飛行時間為SKIPIF1<0，水平射程為SKIPIF1<0，著地速度大小為SKIPIF1<0，電場力的瞬時功率為SKIPIF1<0；撤去磁場，其余條件不變，小球飛行時間為SKIPIF1<0，水平射程為SKIPIF1<0，著地速度大小為SKIPIF1<0，電場力的瞬時功率為SKIPIF1<0。下列判斷正確的是（）A．SKIPIF1<0<SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0>SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0三、解答題：本題共6小題，第13題8分，第14題8分，第15題10分，第16題10分，第17題12分，第18題12分，共60分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13．（2022·天津三中模擬預(yù)測）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌相距L=20cm，與水平面成θ=37°角放置，上端接有一電源，電動勢E=3V，內(nèi)阻r=1Ω，導(dǎo)軌上水平放置一質(zhì)量為M=20g、電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒，空間存在與豎直平面平行的勻強(qiáng)磁場，若要使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，（不計摩擦，sin37°=0.6，g=10m/s2）（1）若磁場沿豎直方向，求磁場方向和磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；（2）若要使磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，求磁場方向和磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。14．（2022·內(nèi)蒙古包頭·高三開學(xué)考試）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy第一象限的空間內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、電場強(qiáng)度E＝200V/m的勻強(qiáng)電場，第二象限的空間內(nèi)存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.125T的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量均為SKIPIF1<0、電荷量均為SKIPIF1<0的兩帶電粒子a、b同時以SKIPIF1<0的速率，從y軸上P點沿x軸正、負(fù)方向射出，PO之間的距離SKIPIF1<0，經(jīng)過一段時間后，兩粒子先后通過x軸。若兩粒子之間的相互作用、所受重力以及空氣阻力均可忽略不計，求：（1）兩粒子經(jīng)過x軸的時間差；（2）a、b兩粒子的軌跡與x軸交點之間的距離d。15．（2022·湖南·高三開學(xué)考試）如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy第一象限的區(qū)域存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子從第一象限的某點SKIPIF1<0以初速度SKIPIF1<0沿x軸的負(fù)方向開始運(yùn)動，經(jīng)過x軸上的點SKIPIF1<0進(jìn)入第四象限，先做勻速直線運(yùn)動，然后進(jìn)入垂直紙面的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），磁場左邊界和上邊界分別與y軸、x軸重合，電子偏轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點O，并沿y軸的正方向運(yùn)動，不計電子的重力。求：（1）電子經(jīng)過Q點時的速度v；（2）該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和最小面積S。16．（2022·山東·高三階段練習(xí)）如圖所示，第一象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E（E未知），第二象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，第三象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場及豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0。現(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度SKIPIF1<0垂直于x軸射入電場，經(jīng)y軸上的P點進(jìn)入第二象限。已知第二、三象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為SKIPIF1<0，A點的橫坐標(biāo)為SKIPIF1<0，P點的縱坐標(biāo)為L，不計粒子重力。求：（1）電場強(qiáng)度E的大小；（2）粒子進(jìn)入第二象限的磁場區(qū)域后，第一次經(jīng)過x軸的位置到坐標(biāo)原點的距離；（3）粒子第一次在第三象限運(yùn)動過程中與x軸的最遠(yuǎn)距離。17．（2022·遼寧·模擬預(yù)測）在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示．第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E1．坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場，電場方向豎直向上，場強(qiáng)E2=SKIPIF1<0，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面．處在第三象限的某種發(fā)射裝置（圖中沒有畫出）豎直向上射出一個比荷SKIPIF1<0=102C/kg的帶正電的微粒（可視為質(zhì)點），該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點進(jìn)入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點沿水平方向進(jìn)入第一象限．取微粒剛進(jìn)入第一象限的時刻為0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g=10m/s2．試求：（1）帶電微粒運(yùn)動到C點的縱坐標(biāo)值h及電場強(qiáng)度E1；（2）+x軸上有一