2023新高考新教材版物理高考第二轮复习--专题十磁场.pdf
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1、2023新 高 考 新 教 材 版 物 理 高 考 第 二 轮 复 习 专 题 十 磁 场 1.物 理 科 技(2022河 南 名 校 联 盟 三 诊)(多 选)回 旋 加 速 器 的 工 作 原 理 如 图 所 示,D形 金 属 盒 的 半 径 为 R,两 D形 盒 间 狭 缝 的 宽 度 为 d,匀 强 磁 场 的 磁 感 应 强 度 大 小 为 B、方 向 与 盒 面 垂 直.D 形 金 属 盒 的 中 心 0处 有 一 粒 子 源,能 产 生 质 量 为 吹 电 荷 量 为 e 的 质 子(质 子 的 初 速 度 及 其 所 受 重 力 均 不 计),质 子 在 加 速 电 压 为 U
2、 的 电 场 中 加 速,最 终 从 出 口 处 射 出。下 列 说 法 正 确 的 是()A.质 子 在 电 场 中 运 动 的 总 时 间 为 年-p D R 2B.质 子 在 磁 场 中 运 动 的 总 时 间 为 写-C.若 仅 将 电 压 U增 大,则 质 子 从 出 口 处 射 出 时 的 动 能 不 变 A p2 p2 n2D.若 仅 将 0 处 的 粒 子 源 改 为 氮(;He)核 源 并 适 当 调 整 交 流 电 频 率,则 氨 核 可 获 得 的 最 大 动 能 为 匕 看 答 案 A C 当 质 子 射 出 D形 盒 时,根 据 洛 伦 兹 力 提 供 向 心 力 得
3、 evB=,v=,质 子 在 电 场 中 的 加 速 度 大 小 为 肝 丝=冬,质 子 R m m ma在 电 场 中 运 动 的 总 时 间 1=-=等,故 A正 确;设 在 电 场 中 加 速 的 次 数 为 n,根 据 动 能 定 理 得 neUmv,在 电 场 中 加 速 一 次 后,在 磁 a U 2场 中 运 动 半 圈,在 磁 场 中 运 动 半 圈 的 时 间 逐 耳,质 子 在 磁 场 中 运 动 的 总 时 间 f=nto=X-,故 B错 误;当 质 子 射 2 eB 2mU eB 2U出 D形 盒 时,质 子 的 速 度 V,若 仅 将 电 压 I 增 大,则 质 子
4、从 出 口 处 射 出 时 的 速 度 不 变,动 能 不 变,故 C 正 确;若 仅 将 0 处 的 粒 子 源 改 为 氨 C%)核 源 并 适 当 调 整 交 流 电 频 率,则 与 质 子 匕 匕 较,电 荷 量 增 大 为 2倍,质 量 增 大 为 1倍,则 氨 核 可 获 得 的 最 大 速 度 为 最 大 动 能 4mv三”学,故 D错 误。2m 2 2m2.物 理 探 索(2022东 北 师 大 附 中 测 试 七)如 图 所 示 为 洛 伦 兹 力 演 示 仪 的 结 构 示 意 图,演 示 仪 中 有 一 对 彼 此 平 行 且 共 轴 的 励 磁 圆 形 线 圈,通 入
5、电 流 I后,能 够 在 两 线 圈 间 产 生 匀 强 磁 场;玻 璃 泡 内 有 电 子 枪,通 过 加 速 电 压 U对 初 速 度 为 零 的 电 子 加 速 并 连 续 发 射。电 子 刚 好 从 球 心。点 正 下 方 的 S 点 水 平 向 左 射 出,电 子 通 过 玻 璃 泡 内 稀 薄 气 体 时 能 够 显 示 出 电 子 运 动 的 径 迹。则 下 列 说 法 正 确 的 是()第 1 页 共 14页A.若 要 正 常 观 察 电 子 径 迹,励 磁 线 圈 的 电 流 方 向 应 为 逆 时 针(垂 直 纸 面 向 里 看)B.若 保 持 U不 变,增 大 I,则 圆
6、 形 径 迹 的 半 径 变 大 C.若 同 时 减 小 I和 U,则 电 子 运 动 的 周 期 减 小 D.若 保 持 I不 变,减 小 U,则 电 子 运 动 的 周 期 将 不 变 答 案 D 若 要 正 常 观 察 电 子 径 迹,则 电 子 向 左 运 动 时 需 要 受 到 向 上 的 洛 伦 兹 力,根 据 左 手 定 则 可 知,玻 璃 泡 内 的 磁 场 应 向 里,v2根 据 安 培 定 则 可 知,励 磁 线 圈 的 电 流 方 向 应 为 顺 时 针,故 A 错 误;电 子 在 磁 场 中,向 心 力 由 洛 伦 兹 力 提 供,则 有 eBvf:,可 得 r嗡 而
7、电 子 进 入 磁 场 的 动 能 由 电 场 力 做 功 得 到,即。辱 V;即 I不 变,则 v不 变,由 于 m、不 变,而 当 I增 大 时,B增 大 故 半 径 减 小,故 B错 误;因 为 T=所 以 电 子 运 动 的 周 期 与 I:无 关 当 砌 电 流 I时,B也 减 小,则 电 子 运 动 的 周 期 T 增 大,故 Cv eB错 误;当 I不 变,u 减 小 时,T 不 变,故 D正 确。解 题 指 导 磁 场 是 由 通 电 励 磁 圆 形 线 圈 产 生,电 流 变 化 时 磁 场 也 会 变 化。3.(2022山 东 潍 坊 一 模,7)如 图 所 示,正 六 边
8、 形 区 域 内 存 在 垂 直 纸 面 向 里 的 匀 强 磁 场。一 带 正 电 粒 子 以 速 度 V,从 a 点 沿 ad方 向 射 入 磁 场,从。点 离 开 磁 场 者 该 粒 子 以 速 度、,从 a点 沿 ae方 向 射 入 磁 场,则 从 d点 离 开 磁 场.不 计 粒 子 重 力,拼 值 为()A.V3 B.苧 谓 4答 案 C 带 正 电 粒 子 以 速 度 M 从 a点 沿 ad方 向 射 入 磁 场,从 c点 离 开 磁 场,设 六 边 形 的 边 长 为 L,则 由 几 何 关 系 得 R,=6L;若 该 粒 子 以 速 度 V,从 a 点 沿 ae方 向 射 入
9、 磁 场,则 从 d 点 离 开 磁 场,则 由 几 何 关 系 得 R?=2L,由 洛 伦 兹 力 提 供 向 心 力 得 Bqv=m-,则 R詈,故 速 度 之 比 即 锭 匕 空 空 T qBq V 2 R2 24.(2022山 东 聊 城 一 模,9)(多 选)如 图 所 示,匀 强 磁 场 方 向 垂 直 纸 面 向 里,上 端 开 口、下 端 封 闭 的 玻 璃 管 竖 直 放 置,玻 璃 管 内 壁 光 滑,管 底 有 一 带 正 电 的 小 球(未 画 出),在 外 力 作 用 下,玻 璃 管 垂 直 进 入 磁 场 并 保 持 速 度 不 变,小 球 最 终 从 上 端 管
10、口 飞 出。从 进 入 磁 场 到 小 球 飞 出 玻 璃 管 的 过 程 中,下 列 说 法 正 确 的 是()II I X X-卜 X X广 X g X:x X Xo:x x XIA.洛 伦 兹 力 对 小 球 做 正 功 B.小 球 的 机 械 能 增 加 C.小 球 的 运 动 轨 迹 是 一 条 抛 物 线 D.小 球 在 玻 璃 管 中 的 运 动 时 间 与 玻 璃 管 速 度 无 关 答 案 B C 洛 伦 兹 力 的 方 向 与 速 度 方 向 垂 直,永 远 不 做 功,故 A错 误;设 小 球 竖 直 分 速 度 为 水 平 分 速 度 为 v,小 球 受 力 如 图 所
11、 示,玻 璃 管 对 带 电 小 球 的 弹 力 水 平 向 右,小 球 的 速 度 方 向 斜 向 右 上 方,弹 力 对 小 球 做 正 功,小 球 的 机 械 能 增 加,故 B正 确;小 球 随 玻 璃 管 在 水 平 方 向 做 匀 速 直 线 运 动,小 球 在 竖 直 方 向 所 受 的 洛 伦 兹 力 F,=qvB是 恒 力,在 竖 直 方 向,由 牛 顿 第 二 定 律 得 第 2 页 共 14页qvB-mg=ma,解 得 小 球 的 加 速 度 大 小 a=*-g,小 球 的 加 速 度 不 随 时 间 变 化,恒 定 不 变,小 球 在 竖 直 方 向 做 匀 加 速 直
12、 线 运 动,合 运 动 为 匀 变 速 曲 线 运 动,运 动 轨 迹 是 一 条 抛 物 线,故 C 正 确;小 球 在 竖 直 方 向 做 匀 加 速 运 动,根 据 hga,可 知 1=聆=则 小 球 在 玻 璃 管 中 的 运 动 时 间 与 玻 璃 管 速 度 有 关,选 项 D错 误。D5.自 然 现 象(2022广 东 深 圳 二 模,8)(多 选)如 图 为 地 球 赤 道 剖 面 图,地 球 半 径 为 R,把 地 面 上 高 度 为 5区 域 内 的 地 磁 场 视 为 磁 感 应 强 度 为 B、方 向 垂 直 于 剖 面 的 匀 强 磁 场,一 带 电 粒 子 以 速
13、 度 v正 对 地 射 入 该 磁 场 区 域,轨 迹 恰 好 与 地 面 相 切。贝!|()A.粒 子 带 正 电 荷 CDB.轨 迹 半 径 为 等 C.粒 子 的 比 荷 为 心 D.若 粒 子 速 度 减 小,在 该 磁 场 区 域 的 运 动 时 间 增 大 答 案 B D 由 左 手 定 则 知,粒 子 带 负 电.A 错 误;由 几 何 关 系 知?+(/?+#=(R+r);解 得 r=y,B正 确;根 据 qvB=my,解 得 维 的,C 错 误;若 粒 子 速 度 减 小,则 运 动 半 径 减 小,在 磁 场 中 运 动 的 圆 心 角 变 大,粒 子 的 周 期 T驾 不
14、 变,则 由 t=*T知,在 该 m 5BR qB 2u磁 场 区 域 的 运 动 时 间 变 大,D正 确。6.(2022临 澧 一 中 开 学 考,5)磁 单 极 子 是 物 理 学 家 设 想 的 一 种 仅 带 有 单 一 磁 极(N极 或 S极)的 粒 子,它 们 的 磁 感 线 分 布 类 似 于 点 电 荷 的 电 场 线 分 布,目 前 科 学 家 还 没 有 证 实 磁 单 极 子 的 存 在。若 自 然 界 中 存 在 磁 单 极 子,以 其 为 球 心 画 出 两 个 球 面 I和 2,如 图 所 示,a 点 位 于 球 面 1上,b点 位 于 球 面 2上,则 下 列
15、说 法 正 确 的 是()第 3 页 共 14页A.a 点 比 b点 的 磁 感 应 强 度 大 B.a 点 比 b点 的 磁 感 应 强 度 小 C.球 面】比 球 面 2 的 磁 通 量 大 D.球 面 1比 球 面 2 的 磁 通 量 小 答 案 A 由 于 磁 单 极 子 的 磁 感 线 分 布 类 似 于 点 电 荷 的 电 场 线 分 布,磁 感 线 越 密 集 的 地 方,磁 感 应 强 度 越 大,A正 确,B错 误:由 于 磁 感 线 都 是 发 散 射 线,中 间 没 有 断 开,穿 过 两 个 面 的 磁 感 线 的 条 数 相 等,因 此 两 个 面 的 磁 通 量 相
16、 等,C、D错 误.7.(2022长 沙 长 郡 中 学 月 考 六,9)(多 选)自 行 车 速 度 计 可 以 利 用 霍 尔 效 应 传 感 器 获 知 自 行 车 的 运 动 速 率。如 图 甲 所 示,一 块 磁 铁 安 装 在 前 轮 上,轮 子 每 转 一 圈,磁 铁 就 靠 近 传 感 器 一 次,传 感 器 就 会 输 出 一 个 脉 冲 电 压。如 图 乙 所 示,电 源 输 出 电 压 为 U,当 磁 场 靠 近 霍 尔 元 件 时,在 导 体 前 后 表 面 间 出 现 电 势 差 也(前 表 面 的 电 甥 氐 于 后 表 面 的 电 势)。下 列 说 法 中 正 确
17、 的 是()、连 接 到 速 度 计 霍 尔 传 感 器、工 自 行 车 前 叉 磁:铁 图 甲 磁 场 8图 乙 A.图 乙 中 霍 尔 元 件 的 载 流 子 带 正 电 B.已 知 自 行 车 车 轮 的 半 径,再 根 据 单 位 时 间 内 的 脉 冲 数 即 获 得 车 速 大 小 C.若 传 感 器 的 电 源 输 出 电 压 1变 大,则 霍 尔 电 压 U;变 大 D.自 行 车 的 车 速 越 大,则 霍 尔 电 压 IL越 大 答 案 B C 霍 尔 元 件 的 电 流 I是 由 负 电 荷 定 向 运 动 形 成 的,选 项 A错 误;根 据 单 位 时 间 内 的 脉
18、 冲 数,可 求 得 车 轮 转 动 周 期,从 而 求 得 车 轮 的 角 速 度,最 后 由 线 速 度 公 式 V=r 3,结 合 车 轮 半 径,即 可 求 解 车 轮 的 速 度 大 小,选 项 B正 确;根 据 qvB=q华,得 U产 vdB,由 电 流 的 微 观 表 达 式 I=nqSv,=磊,解 得 U尸 墨,霍 尔 电 压 也 与 车 速 大 小 无 关,选 项 D错 误;由 公 式 U尸 然,若 传 感 器 的 电 源 输 出 电 压 变 大,那 么 电 流 I变 大,则 霍 尔 电 压 U,将 变 大,选 项 C正 确。8.(2020塘 沽 一 中 期 末)如 图 所
19、示 为 一 种 质 谱 仪 的 示 意 图,该 质 谱 仪 由 速 度 选 择 器、静 电 分 析 器 和 磁 分 析 器 组 成。若 速 度 选 择 1器 中 电 场 强 度 大 小 为 B磁 感 应 强 度 大 小 为 B,方 向 垂 直 纸 面 向 里,静 电 分 析 器 通 道 中 心 线 为 彳 圆 弧,圆 弧 的 半 径(0P)为 R,通 道 内 有 均 匀 辐 射 的 电 场,在 中 心 线 处 的 电 场 强 度 大 小 为 E,磁 分 析 器 中 有 范 围 足 够 大 的 有 界 匀 强 磁 场,磁 感 应 强 度 大 小 为 B、方 向 第 4 页 共 14页垂 直 于
20、纸 面 向 外。一 带 电 粒 子 以 速 度 V 沿 直 线 经 过 速 度 选 择 器 后 沿 中 心 线 通 过 静 电 分 析 器,由 P点 垂 直 边 界 进 入 磁 分 析 器,最 终 打 到 胶 片 上 的 Q 点,不 计 粒 子 重 力。下 列 说 法 正 确 的 是()A.速 度 选 择 器 的 极 板 P,的 电 势 比 极 板 巳 的 电 势 低 B.粒 子 的 速 度 v卷 C.粒 子 的 比 荷 为 黑 ERBiD.P、Q 两 点 间 的 距 离 为 胃 詈 答 案 C 根 据 图 可 知,粒 子 在 磁 分 析 器 内 向 左 偏 转,则 粒 子 受 到 的 洛 伦
21、 兹 力 的 方 向 向 左,由 左 手 定 则 可 知,该 粒 子 带 正 电;粒 子 在 速 度 选 择 器 内 向 右 运 动,根 据 左 手 定 则 可 知,粒 子 受 到 的 洛 伦 兹 力 的 方 向 向 上;因 为 粒 子 匀 速 穿 过 速 度 选 择 器,所 以 粒 子 受 到 的 电 场 力 的 方 向 向 下,则 电 场 的 方 向 向 下,所 以 极 板 P,的 电 势 比 极 板 R 的 电 势 高,故 A项 错 误。粒 子 在 速 度 选 择 器 内 匀 速 运 动,受 力 平 衡,则 有 qE尸 qvB,解 得 导,故 B项 错 误。粒 子 在 静 电 分 析 器
22、 内 做 匀 速 圆 周 运 动,则 有 qE=*,联 立 可 得 粒 子 的 比 荷 DJ K旦-哈=鸟,故 c 项 正 确。粒 子 在 磁 分 析 器 内 做 匀 速 圆 周 运 动,有 qvB=,联 立 解 得 甯,由 几 何 关 系 知 P、Q 之 间 的 距 离 m ER ERB彳 r%B为 2厂 等 空,故 D项 错 误。9.物 理 科 技(2022滨 海 七 校 联 考,5)新 型 冠 状 病 毒 传 播 能 力 非 常 强,因 此 研 究 新 冠 肺 炎 病 毒 株 的 实 验 室 必 须 是 全 程 都 在 高 度 无 接 触 物 理 防 护 性 条 件 下 操 作。武 汉
23、病 毒 研 究 所 是 我 国 防 护 等 级 最 高 的 P4实 验 室,在 该 实 验 室 中 有 一 种 污 水 流 量 计,其 原 理 可 以 简 化 为 如 图 所 示 模 型:污 水 内 含 有 大 量 正、负 离 子,从 直 径 为 d的 圆 柱 形 容 器 右 侧 流 入,左 侧 流 出。流 量 Q 等 于 单 位 时 间 通 过 横 截 面 的 液 体 的 体 积。空 间 有 垂 直 纸 面 向 里 的 磁 感 应 强 度 为 B 的 匀 强 磁 场,下 列 说 法 正 确 的 是()Bx x xX X X X tV-dX X X X Ix x/v x x儿 所 有 离 子
24、所 受 洛 伦 兹 力 方 向 均 由 M 指 向 NB.M 点 的 电 势 高 于 N点 的 电 势 C.污 水 流 量 计 也 可 以 用 于 测 量 不 带 电 的 液 体 的 流 速 D.若 再 测 量 出 M,N 两 点 间 的 电 压 就 能 够 推 算 出 污 水 的 流 量 答 案 D 根 据 左 手 定 则 可 知,正 离 子 受 到 的 洛 伦 兹 力 向 下,负 离 子 受 到 的 洛 伦 兹 力 向 上,因 此 正 离 子 向 下 聚 集,负 离 子 向 上 聚 集,N 点 电 势 高 于 M 点 电 势,故 A、B 均 错 误;不 带 电 的 粒 子 不 会 受 洛
25、伦 兹 力,因 此 也 不 会 偏 转,M、之 间 不 会 出 现 电 势 差,故 C错 误;当 M.X 两 点 间 电 压 U稳 定 时,根 据 平 衡 条 件 有 qvB=qE,根 据 匀 强 电 场 中 电 势 差 与 场 强 的 关 系 有 U=Ed,由 题 意 可 知 第 5 页 共 14页Q=vS=d、,联 立 解 得 Q=,由 该 式 可 知 只 需 要 知 道 磁 感 应 籁 B、直 径 d及 M,N 两 点 间 的 电 压 U,就 能 够 推 算 出 污 水 的 流 量,故 D正 确。10.(2022北 京 朝 阳 一 模,13)为 了 测 量 化 工 厂 的 污 水 排 放
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- 2023 新高 新教材 物理 高考 二轮 复习 专题 磁场
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