2021届高考一轮复习物理(经典版)检测：高考模拟集训9Word版含解析

1、第9章高考模拟集训L-一、选择题1. 2021全国卷田如图，在磁感应强度大小为 B0的匀强磁场 中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 1。 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I时，纸面内与两导线 距离均为1的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其 他条件不变，那么a点处磁感应强度的大小为（） 1i-怎3- 2 3A. 0 B. Bo C. 3 Bo D. 2Bo答案 C解析 两长直导线P和Q在a点处的磁感应强度的大小相等， 设为B,方向如图甲所示，此时a点处的磁感应强度为零，那么两磁 感应强度的合磁感应强度 B合的大小等于B。，方向与Bo相反，即Bo 的方

2、向水平向左，止匕时B= B .gBo；让P中的电流反向、其2cos303他条件不变，两长直导线 P和Q在a点处的磁感应强度的大小仍为 B,方向如图乙所示，那么两磁感应强度的合磁感应强度大小为B,方向竖直向上，B与Bo垂直，其合磁感应强度为Ba= Mb2+B2=卒 3Bo,选项C正确。2. 2021全国卷I （多项选择）如图，三根相互平行的固定长直 导线Li、L2和L3两两等距，均通有电流I, Li中电流方向与L2中的一样，与L3中的相反。以下说法正确的选项是（）/。L 、f h / *S. $* r%* iF.a/ /A. Li所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B. L3所受磁场作用

3、力的方向与Li、L2所在平面垂直C.Li、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1 ： 1 ：也D.Li、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 小：非： 1答案 BC解析 如图，由磁场的叠加知，L2与L3中的电流在L1处产生的 合磁场的方向在L2、L3连线的中垂线上，由左手定那么知，L1所受 磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行。选项 A错误。L1与L2 中的电流在L3处产生的合磁场的方向与L1、L2的连线平行，由左手 定那么知，L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直。选项 B正确。由几何关系知，设电流在另外导线处产生磁场的磁感应强度 大小为Bo,而L1、L2所

4、在处两个磁场方向的夹角均为 120°,那么合 磁感应强度大小B合=Bo,而L3所在处两个磁场方向的夹角为 60°,那么合磁感应强度大小 B合=，3Bo,由F = ILB知，Li、L2和L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1 ： 1 ： 43。选项C正确，选 项D错误。下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。3. 2021浙江高考（多项选择）如图1所示，两根光滑平行导轨 水平放置，间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。 垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从 t=0时刻起，棒上有 如图2所示的持续交变电流I ,周期为T,最大值为Im,图1中I所 示方向为

5、电流正方向。那么金属棒（）图1图2A. 一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功答案 ABCD错误解析 根据题意得出v-t图象如下图，金属棒一直向右运动， A 正确。速度随时间做周期性变化，B正确。据F安 = BIL及左手定那 么可判定，F安大小不变，方向做周期性变化，C正确。F安在前半周 期做正功，后半周期做负功，一个周期内所做总功为零，4. 2021全国卷n 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量一样的带电粒子以一 样的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。假设粒子射入 速率为V1,

6、这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上； 假设粒子射入速率为 V2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不 计重力及带电粒子之间的相互作用。那么 V2 : 丫1为（）V / A.V3 : 2 B.V2 ： 1 C4：1 D. 3 ： V2答案 C解析 一样的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动。 粒 子以V1入射，一端为入射点P,对应圆心角为60°（对应六分之一圆 周）的弦PP'必为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径 2口，如图甲所 一 ，一， 、，一1.小，设圆形区域的半径为R,由几何关系知1 = 2R。其他不同方向以 V1入射的粒子的出射点在PP'对应的圆弧

7、内。乙同理可知，粒子以V2入射及出射情况，如图乙所示。由几何关 系知2= 7R2 R 2 =23R,可得2： c = V3： 1。因为 m、q、B 均一样，由公式r = mv可得v0c，所以V2: vi = V3 ： 1。应选CoqB5. 2021全国卷田平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其 横截面（纸面）如下图，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小 为B ,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q（q>0）。 粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速 度与OM成30°角。该粒子在磁场中的运动轨迹与 ON只有一个交点， 并从OM上

8、另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到 两平面交线O的距离为（） R ，二 * ,*”、30”, o；弋印,方mv ；3mv 2mv 4mvA.2qB B. qBC."qB" D.qB答案 D解析 如下图，由题意知运动轨迹与 ON相切。设切点为D,入 射点为A,出射点为C,圆心为O',由入射角为30°可得4AO' C 为等边三角形，那么/ACO' =60°,而 / MON =30°, /ODC=90°,CD故D、O'、C在同一直线上，故出射点到O点的距离为CO = WG sin302rmv4m

9、v7 = 4r，又r=qB，故距离为%B26. 2021四川高考如下图，正六边形 abcdef区域内有垂直于 纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从 f点沿fd方向射入磁场区域， 当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb；当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc。不 计粒子重力，那么（）2, tb : tc = 2 ： 11, tb ： tc=1 ： 21, tb ： tc = 2 ： 12, tb ： tc=1 ： 2A. vb ： vc= 1 :B . Vb ： Vc= 2 :C . Vb ： Vc= 2 :D . Vb ： Vc= 1 :答案 A解析 如

10、下图，设正六边形边长为L,假设粒子从b点离开磁场, 可知运动的半径为Ri=L,圆心角91=120°,粒子从c点离开磁场，mv，一可知运动的半径为 R2 = 2L,圆心角2 = 60°,根据R=八口可信Vb ： qB fl 一，、一vc=Ri ： R2= 1 : 2,根据 t=&ncT 可知 tb ： tc = 2 ： 1,应选 A。3607. 2021全国卷H 一圆筒处于磁感应强度大小为 B的匀强磁场 中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如下图。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度3顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔 M射入筒内，射入时的运动方

11、向与 MN成 30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。假设粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，那么带电粒子的比荷为（）A - B A.3B b.2B答案 AC.B D普解析 粒子恰好从小孔N飞出圆筒时筒转过90。，由几何关系得, 粒子在磁场中做匀速圆周运动所转过的圆心角为 30 o如下图，那么 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T=3丁 ="根据T=Z言,3qB所以9=器，故A正确 m 3B8. 2021全国卷I 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场， 电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带 正电的微粒a、b、c电荷量相

12、等，质量分别为 ma、mb、mc。在该区 域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动以下选项正确的选项是（）A. ma>mb>mcB. mb>ma>mcC. mc>ma>mbD. mc>mb>ma答案 B解析 设三个微粒的电荷量均为q,a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与 电场力平衡，即mag=qE b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，那么mbg=qE + qvbB c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，那么mcg + qvcB = qE 比拟式得：mb>ma>

13、mc,选项B正确。9. 2021全国卷I 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离 子，其示意图如下图，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开场 被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。 假设某种一价 正离子在入口处从静止开场被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。 此离子和质子的质量比约为（）h/ j磁场 加速电场 / 出口/|.A. 11 B. 12 C. 121 D. 144答案 D1角牛析 离子在加速电场有 qU = /mv2,在磁场中偏转有 qvB = m5，联立解得R=：、/等，经匀强磁场偏转后仍从同一出口离 Rb q

14、开磁场，即R 一样，因此有 空=-2,离子和质子的质量比约为mH b144,应选Do10. 2021山东高考（多项选择）如图甲，两水平金属板间距为d, 板间电场强度的变化规律如图乙所示。t = 0时刻，质量为m的带电 微粒以初速度V0沿中线射入两板间，0T时间内微粒匀速运动，T 3时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。 重力加速度的大小为go关于微粒在0T时间内运动的描述，正确 的选项是（）A.末速度大小为也V0B.末速度沿水平方向1C.重力势能减少了 ？mgdD.克制电场力做功为mgd答案 BC解析 0；微粒做匀速直线运动，那么Eoq= mg。没有电 333场作用，微粒

15、做类平抛运动，a = g,方向竖直向下。2TT,由于电 3场作用，F = 2Eoqmg= mg= ma' , a' =g, 方向竖直向上。由于 两段时间相等，故到达金属板边缘时，微粒速度为V0,方向水平，选项A错误，选项B正确；从微粒进入金属板间到离开，重力做功 d1mg,重力势能减少mgd,选项C正确；由动能定理知 Wg W电=0,1W电= ,mgd,选项D错伏。二、非选择题11. 2021全国卷田如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面） 向里的磁场。在XA0区域，磁感应强度的大小为 B°； x<0区域，磁 感应强度的大小为入断常数A 1）。一质量为m、电荷

16、量为q（q>0） 的带电粒子以速度V0从坐标原点。沿x轴正向射入磁场，此时开场 计时，当粒子的速度方向再次沿 x轴正向时，求：（不计重力）ab（）x x x xXXXx x x xX X | x 7X X X X粒子运动的时间；粒子与O点间的距离。答案彘1+1入雷1-;解析（1）在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动，设在XA0区域,圆周半径为Ri;在x<0区域，圆周半径为R2,由洛伦兹力公式及牛 顿运动定律得V2GqBovo= mR 0.q 入 0vo = mmRR2粒子速度方向转过180°时，所需时间ti为ti =吟) vo粒子再转过180°时，所需时间t2为,近

17、24t2= vo联立式得，所求时间为to=t-BmqM(2)由几何关系及式得，所求距离为2mvo 1do = 2(Ri R2)=鬲 11。12. 2。21天津高考平面直角坐标系xOy中，第I象限存在垂 直于平面向里的匀强磁场，第田象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如下图。一带负电的粒子从电场中的 Q点以速度vo沿x轴正方向开 场运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离 与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，问：(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。答案2vo速度方向与x轴正方向成45°角斜向上V0万解析(1)在电场中，粒子做类平抛运动，设 Q点到x轴距离为 L,到y轴距离为2L,粒子的加速度为a,运动时间为t,有2L = v0t1 L = at2 设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为vyVy