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2023-2024年高三一模分类汇编(选修2)
(2024·上海徐汇·统考一模)
随着电子、原子、原子核的发现,人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识。
4.在云室中有垂直于纸面的匀强磁场,从P点发出两个电子和一个正电子,三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示,三个粒子的初速度分别为v1、v2、v3。根据轨迹可以推断出( )(多)
A.正电子的轨迹是1 B.正电子的轨迹是2
C.v1>v2>v3 D.v3>v2>v1
(2024·上海徐汇·统考一模)
2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示,两间距为L的平行长直光滑金属导轨固定在同一水平面内,导轨间垂直安放金属棒,电流从一导轨流入,经过金属棒,再从另一导轨流回(图中未画出电源)。两导轨电流在金属棒所在处产生的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B与电流I的关系为BkI(k为常量)。
6.金属棒经过第一级区域时,回路中的电流为I,则金属棒在大小为F= 的安培力作用下被推动。
7.当金属棒由第一级区域进入第二级区域时,回路中的电流由I变为2I。则
(1)金属棒在第一、第二级区域的加速度大小之比a1∶a2= 。
(2)(计算)每一级区域中金属棒被推进的距离若均为s,金属棒的质量为m,求金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v=
(2024·上海徐汇·统考一模)
根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件,它可将许多非电、非磁的物理量转变成电学量来进行检测和控制,在自动化生产等技术领域具有广泛应用。
8.某型号霍尔元件的主要部分由一块边长为L、厚度为d的正方形半导体薄片构成,电子的移动方向从SR边进入薄片朝PQ边运动。当突然垂直PQRS面施加一磁感强度为B方向如图所示的匀强磁场时,电子将( )
A.在安培力作用下向PS侧积聚
B.在洛伦兹力作用下向PS侧积聚
C.在安培力作用下向QR侧积聚
D.在洛伦兹力作用下向QR侧积聚
9.已知在电子积聚一侧的对侧会同时积累等量的正电荷,稳定后在薄片中形成场强为E的匀强电场,该电场中PS与QR边之间的电势差大小为( )
A.EL B. C.Ed D.
10.利用该元件构成的磁传感器可将 变化转化为PS与QR边之间的电势差变化,并加以测量。如图所示,将这种磁传感器固定在自行车的车架上,并在车轮辐条上固定强磁铁,当车轮转动时,磁铁每次经过传感器都会在元件两侧产生一次电势差变化,只要测出哪些物理量,即可测得自行车的平均速率大小?请写出需要测量的物理量: 、 ,自行车的平均速率测量公式为: 。
(2024·上海虹口·统考一模)
五、无线充电宝
无线充电宝是一种无线移动电源,在发送端(充电宝)和接收端(手机)各有一个线圈。工作时,发送端的线圈中通有高频变化的电流,两者彼此靠近时,就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。
12.无线充电宝实现能量的转移,在工作原理上与之最接近的电器是( )
A.电热水壶 B.电冰箱
C.电风扇 D.变压器
13.如图,送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电的过程中( )
A.送电线圈周围产生稳恒不变的磁场
B.送电线圈与受电线圈中的电流始终反向
C.两个线圈是通过互感现象实现能量传递的
D.送电线圈中通入恒定电流时也能给手机充电
16.已知受电线圈的匝数是送电线圈匝数的2倍,送电线圈中通以图示的交流电,不计能量损失。则受电线圈中产生的电流的频率为 Hz,产生的电流的有效值为 A。
(2024·上海虹口·统考一模)
六、霍尔推进器
我国“天和号”核心舱配备了四台全国产化的LHT-100霍尔推进器,虽然单台推力只有80毫牛,但在关键性能上已经反超国际空间站。霍尔推进器工作时,将气体推进剂电离成电子和离子,这些离子在电场的作用下被加速后以极高的速度喷出,在相反的方向上对航天器产生了推力。
18.霍尔推进器工作时需要用磁场将带电粒子约束在一定区域内,产生霍尔效应。“霍尔效应”可用图示模型进行理解:将长方形金属导体置于匀强磁场中,磁场B与电流I的方向如图所示且垂直,导体中的自由电子在洛伦兹力的作用下发生漂移,在导体的一侧聚集积累,从而在相对的两个表面之间出现电势差,即“霍尔电压”。图中的 两个表面间会产生霍尔电压,电势较高的是 表面(均选填“上、下、左、右、前、后”)。若匀强磁场的磁感应强度为B,电流强度为I,电子电量为e,电子沿电流方向的平均定向移动速率为v,导体长、宽、高分别为a、b、c,则最大“霍尔电压”为