新高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測(cè)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(cè)卷（時(shí)間：90分鐘分值：100分）一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個(gè)題目只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求，選對(duì)得4分，選錯(cuò)得0分。1．（2022·新疆·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，SKIPIF1<0軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)比荷相同的正負(fù)電荷（不計(jì)重力）以相同速度從SKIPIF1<0點(diǎn)先后射入磁場(chǎng)，最終均從SKIPIF1<0軸離開磁場(chǎng)。不計(jì)兩電荷間的相互作用，關(guān)于兩電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等C．兩電荷重新回到SKIPIF1<0軸時(shí)的速度一定相同D．正電荷從SKIPIF1<0軸上SKIPIF1<0點(diǎn)右側(cè)射出磁場(chǎng)，負(fù)電荷從SKIPIF1<0軸上SKIPIF1<0點(diǎn)左側(cè)射出磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中。在外力作用下，玻璃管在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(duì)小球做正功B．小球機(jī)械能的增加量等于qvBhC．小球相對(duì)于地面做加速度不斷變化的曲線運(yùn)動(dòng)D．小球在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(chǎng)中有一半徑為r的圓，圓心為O，與圓面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b分別置于圓上M、N兩點(diǎn)，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(shí)，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(dòng)，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(diǎn)P（圖中未畫出）時(shí)，a中電流最小。已知長(zhǎng)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(chǎng)的方向與OM的夾角為30° B．勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(jí)中學(xué)高三開學(xué)考試）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)靜止的氡原子核（SKIPIF1<0Rn），衰變過程中放出一個(gè)粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)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(guó)·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(shí)驗(yàn)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(guó)防護(hù)等級(jí)最高的P4實(shí)驗(yàn)室，在該實(shí)驗(yàn)室中有一種污水流量計(jì)，其原理可以簡(jiǎn)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(shí)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(chǎng)，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(jì)也可以用于測(cè)量不帶電的液體的流速D．只需要測(cè)量M、N兩點(diǎn)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(jì)制造了全超導(dǎo)非圓界面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST），這是我國(guó)科學(xué)家率先建成的世界上第一個(gè)全超導(dǎo)核聚變“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置。將原子核在約束磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，如圖所示。磁場(chǎng)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(chǎng)垂直，乙粒子速度方向與磁場(chǎng)方向平行，丙粒子速度方向與磁場(chǎng)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(jì)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(dòng)軌跡是拋物線C．丙粒子在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能不變D．從圖中所示狀態(tài)，經(jīng)過SKIPIF1<0時(shí)間后，丙粒子位置改變了SKIPIF1<07．（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)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(chǎng)的方向是豎直方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。將一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(shí)金屬棒靜止在軌道上，則下列說法正確的是（）A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)，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(shí)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(shí)，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(duì)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(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)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(cè)裝置的橫截面的簡(jiǎn)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(chǎng)，外圓是探測(cè)器。AB和PM分別為內(nèi)圓的兩條相互垂直的直徑，兩個(gè)粒子先后從P點(diǎn)沿徑向射入磁場(chǎng)。粒子1經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)，粒子2經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在探測(cè)器上的N點(diǎn)。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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(chǎng)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(chǎng)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(gè)矩形線圈，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線圈中通有順時(shí)針方向的電流I時(shí)，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(shí)，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼B．若僅讓電流反向時(shí)，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼C．若僅讓P處磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼D．若僅讓P處磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，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(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為m長(zhǎng)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(diǎn)，現(xiàn)整個(gè)空間加上豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出磁場(chǎng)）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小SKIPIF1<0，把金屬棒從最低點(diǎn)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(diǎn)時(shí)對(duì)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(huì)超過90°C．金屬棒向左擺到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能先增加后減少D．在金屬棒擺動(dòng)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(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向下、磁場(chǎng)方向水平向里。一個(gè)帶正電的小球從A點(diǎn)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(shí)間為SKIPIF1<0，水平射程為SKIPIF1<0，著地速度大小為SKIPIF1<0，電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率為SKIPIF1<0；撤去磁場(chǎng)，其余條件不變，小球飛行時(shí)間為SKIPIF1<0，水平射程為SKIPIF1<0，著地速度大小為SKIPIF1<0，電場(chǎng)力的瞬時(shí)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(jì)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(cè)）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(dòng)勢(shì)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(chǎng)，若要使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，（不計(jì)摩擦，sin37°=0.6，g=10m/s2）（1）若磁場(chǎng)沿豎直方向，求磁場(chǎng)方向和磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；（2）若要使磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，求磁場(chǎng)方向和磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度E＝200V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，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(chǎng)。質(zhì)量均為SKIPIF1<0、電荷量均為SKIPIF1<0的兩帶電粒子a、b同時(shí)以SKIPIF1<0的速率，從y軸上P點(diǎn)沿x軸正、負(fù)方向射出，PO之間的距離SKIPIF1<0，經(jīng)過一段時(shí)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(jì)，求：（1）兩粒子經(jīng)過x軸的時(shí)間差；（2）a、b兩粒子的軌跡與x軸交點(diǎn)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(chǎng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子從第一象限的某點(diǎn)SKIPIF1<0以初速度SKIPIF1<0沿x軸的負(fù)方向開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過x軸上的點(diǎn)SKIPIF1<0進(jìn)入第四象限，先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入垂直紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中未畫出），磁場(chǎng)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(diǎn)O，并沿y軸的正方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)電子的重力。求：（1）電子經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度v；（2）該勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)，電場(chǎng)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(chǎng)，第三象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)及豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0?，F(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(diǎn)以初速度SKIPIF1<0垂直于x軸射入電場(chǎng)，經(jīng)y軸上的P點(diǎn)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(diǎn)的橫坐標(biāo)為SKIPIF1<0，P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為L(zhǎng)，不計(jì)粒子重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（2）粒子進(jìn)入第二象限的磁場(chǎng)區(qū)域后，第一次經(jīng)過x軸的位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；（3）粒子第一次在第三象限運(yùn)動(dòng)過程中與x軸的最遠(yuǎn)距離。17．（2022·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）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(chǎng)，場(chǎng)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(chǎng)和勻強(qiáng)交變磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)E2=SKIPIF1<0，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(gè)比荷SKIPIF1<0=102C/kg的帶正電的微粒（可視為質(zhì)點(diǎn)），該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點(diǎn)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(shí)刻為0時(shí)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(chǎng)方向?yàn)檎较颍琯=10m/s2．試求：（1）帶電微粒運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場(chǎng)強(qiáng)度E1；（2）+x軸上有一