備戰(zhàn)2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元訓(xùn)練金卷 第十單元 磁場A卷（含解析）

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1、 第十單元 注意事項(xiàng)： 1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～13題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但

2、不全的得2分，有選錯的得0分) 1．關(guān)于安培力，下列說法正確的是(　　) A．通電直導(dǎo)線在某處所受安培力的方向跟該處的磁場方向相同 B．通電直導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處沒有磁場 C．通電直導(dǎo)線所受安培力的方向可以跟導(dǎo)線垂直，也可以不垂直 D．通電直導(dǎo)線跟磁場垂直時受到的安培力一定最大 2．在重復(fù)奧斯特電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時，需要考慮減少地磁場對實(shí)驗(yàn)的影響，則以下關(guān)于奧斯特實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是(　　) A．通電直導(dǎo)線豎直放置時，實(shí)驗(yàn)效果最好 B．通電直導(dǎo)線沿東西方向水平放置時，實(shí)驗(yàn)效果最好 C．通電直導(dǎo)線沿南北方向水平放置時，實(shí)驗(yàn)效果最好 D．只要電流足夠大，不管通電直導(dǎo)

3、線怎樣放置實(shí)驗(yàn)效果都很好 3．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在地球的南極或北極所看到的美麗極光，是由來自太陽的高能帶電粒子受到地磁場的作用后，與大氣分子劇烈碰撞或摩擦所產(chǎn)生的結(jié)果，如圖所示。則下列關(guān)于地磁場的說法中，正確的是(　　) A．若不考慮磁偏角的因素，則地理南極處的磁場方向豎直向下 B．若不考慮磁偏角的因素，則地理北極處的磁場方向豎直向上 C．在地球赤道表面，小磁針靜止時南極指向北的方向 D．在地球赤道表面，小磁針靜止時南極指向南的方向 4．在某磁場區(qū)域中畫出了如圖所示的三條磁感線，則下列關(guān)于磁場中a、b兩點(diǎn)的說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)處沒有磁感線，所以a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba＝0

4、 B．a(chǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 C．同一通電導(dǎo)線放在a處所受到的安培力比放在b處所受到的安培力大 D．同一通電導(dǎo)線放在a處所受到的安培力比放在b處所受到的安培力小 5．如圖所示為在科學(xué)研究中用來束縛某種粒子的磁場的磁感線分布情況，以圖中白點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿Z軸正方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化最有可能的是(　　) 6．關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中受到的洛倫茲力，下列說法正確的是(　　) A．帶電粒子的速度越大，洛倫茲力一定越大 B．當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向平行時，洛倫茲力最大 C．洛倫茲力的方向可以跟速度方向垂直，也可以不垂直 D．洛倫茲力不做功，所以洛倫茲力

5、一定不會改變帶電粒子的速度大小 7．不計(jì)重力的帶電粒子穿過飽和蒸汽時，在它走過的路徑上飽和蒸汽便凝成小液滴，從而顯示出粒子的徑跡，這是云室的原理，圖示是在云室中拍攝的正、負(fù)電子運(yùn)動徑跡的照片。若已知在云室處有方向垂直于照片向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，圖中Oa、Ob、Oc、Od是從O點(diǎn)發(fā)出的四個粒子的徑跡，則下列說法中正確的是(　　) A．打到a、b點(diǎn)的粒子是正電子 B．打到c、d點(diǎn)的粒子是正電子 C．打到c點(diǎn)的粒子受到的洛倫茲力最小 D．打到d點(diǎn)的粒子受到的洛倫茲力最大 8．(2019?全國II卷)如圖，邊長為l的正方形abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面(abcd所在

6、平面)向外。ab邊中點(diǎn)有一電子發(fā)源O，可向磁場內(nèi)沿垂直于ab邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為(　　) A．， B．， C．， D．， 9．物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明回旋加速器。如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場的電場強(qiáng)度恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處由靜止釋放，并沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，圖中P1、P2、P3分別為帶電粒子在磁場做圓周運(yùn)動三個相鄰軌跡的最右邊緣的點(diǎn)，對于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是

7、(　　) A．帶電粒子每運(yùn)動一周就被加速一次 B．帶電粒子每運(yùn)動一周就被加速二次 C．P1P2＝P2P3 D．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān) 10．如圖所示，在虛線所包圍的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于圓面向里的勻強(qiáng)磁場，從磁場邊緣的A點(diǎn)沿半徑方向射入一束速率不同的質(zhì)子，這些質(zhì)子在磁場里運(yùn)動的過程中，以下說法正確的是(　　) A．周期相同，但運(yùn)動時間不同，速率大的運(yùn)動時間長 B．運(yùn)動半徑越大的質(zhì)子運(yùn)動時間越短，偏轉(zhuǎn)角越小 C．質(zhì)子在磁場中的運(yùn)動時間均相等 D．運(yùn)動半徑不同，運(yùn)動半徑越大的質(zhì)子向心加速度越大 11．霍爾元件廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域，霍爾元件一般用半導(dǎo)體材料

8、做成，有的半導(dǎo)體中的載流子(自由電荷)是自由電子，有的半導(dǎo)體中的載流子是空穴(相當(dāng)于正電荷)。如圖所示為用半導(dǎo)體材料做成的霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入電流I的方向如圖所示，C、D兩側(cè)面會形成電勢差。則下列說法中正確的是(　　) A．若元件的載流子是自由電子，則D側(cè)面的電勢高于C側(cè)面的電勢 B．若元件的載流子是空穴，則D側(cè)面的電勢高于C側(cè)面的電勢 C．在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時，元件的工作面應(yīng)保持豎直 D．在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平 12．如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在x

9、Oy平面內(nèi)，從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成θ角(0＜θ＜π)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計(jì))。則下列說法正確的是(　　) A．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運(yùn)動的時間越短 B．若v一定，θ越大，則粒子離開磁場的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn) C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運(yùn)動的角速度越大 D．若θ一定，則粒子在磁場中運(yùn)動的時間與v無關(guān) 13．如圖所示，在直角三角形AOC的三條邊為邊界的區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，已知∠A＝60°，邊AO的長度為a?，F(xiàn)在O點(diǎn)放置一個可以向各個方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子的粒子源，已知粒子的比荷為，發(fā)射的速度大小都為v0，且滿足v0＝。粒子發(fā)射的方向可由

10、圖中速度與邊CO的夾角θ表示，不計(jì)重力作用，則粒子進(jìn)入磁場后(　　) A．粒子有可能打到A點(diǎn) B．以θ＝60°飛入的粒子在磁場中的運(yùn)動時間最短 C．以θ＜30°飛入的粒子在磁場中的運(yùn)動的時間都相等 D．在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，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) 14．(9分)海水中含有大量的正、負(fù)離子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動，如果有磁場能使這些正、負(fù)離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來。如圖所示為一利用海流發(fā)電的

11、磁流體發(fā)電機(jī)原理的示意圖，上、下兩塊金屬板M、N水平正對放置，浸沒在海水里，金屬板相距d＝100 m，在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.05 T，方向由南向北，海水從東向西以速度v＝5 m/s流過兩金屬板之間，且將在兩板之間形成電勢差。 (1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，哪塊金屬板的電勢較高? (2)該磁流體發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢E為多大? 15．(12分)如圖所示，為某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的一只電流表的原理圖如圖所示。在質(zhì)量為m、長度為L1的勻質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一絕緣掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k。在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁

12、場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的示數(shù)，MN的長度大于ab，ab＝cd＝L2。當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，且指針指到刻度尺的0刻度位置，重力加速度為g。 (1)若要使該電流表能正常工作，則待測電流必須從金屬棒的哪一端流入? (2)刻度尺上距0刻度為x處對應(yīng)的電流大小是多少? (3)若彈簧在彈性限度內(nèi)的最大伸長量為xm，則該電流表的最大量程為多少? 16．(12分) (2019?全國I卷)如圖，在直角三角形OPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

13、、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，沿平行于x軸的方向射入磁場；一段時間后，該粒子在OP邊上某點(diǎn)以垂直于x軸的方向射出。已知O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，N點(diǎn)在y軸上，OP與x軸的夾角為30°，粒子進(jìn)入磁場的入射點(diǎn)與離開磁場的出射點(diǎn)之間的距離為d，不計(jì)重力。求： (1)帶電粒子的比荷； (2)帶電粒子從射入磁場到運(yùn)動至x軸的時間。 17．(15分)如圖所示，在等腰三角形△ABC區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，三角形的底邊AB＝2L， θ＝45°，

14、O為底邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，從O點(diǎn)垂直AB進(jìn)入磁場，不計(jì)粒子的重力與空氣阻力的影響。 (1)求粒子經(jīng)電場加速后射入磁場時的速度。 (2)若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝，則粒子從何處射出磁場? (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少時，粒子在磁場中能以最大的圓周半徑偏轉(zhuǎn)后打到OA板? 3 好教育單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷 第十單元 答 案 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～13題有

15、多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．【答案】D 【解析】安培力的方向一定與磁場垂直，也一定與導(dǎo)線垂直，選項(xiàng)A、C錯誤；當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場平行放置時，不受安培力作用，選項(xiàng)B錯誤。 2．【答案】C 【解析】由于在地球表面小磁針靜止時北極指北、南極指南，所以通電直導(dǎo)線沿南北方向水平放置時，電流在小磁針?biāo)谖恢玫拇艌龇较驗(yàn)闁|西方向，此時的效果最好。 3．【答案】D 【解析】在不考慮磁偏角的情況下，地球的南極相當(dāng)于磁體的北極，故該處的磁場方向豎直向上，選項(xiàng)A、B錯誤；赤道處的地磁場方向向北，所以小磁針的南極指向南的方向，D正確。 4．【答案】B

16、【解析】畫出的磁感線僅為示意圖，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)A錯；磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，選項(xiàng)B正確；安培力的大小除跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以及I、L有關(guān)外，還跟導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有關(guān)，C、D錯誤。 5．【答案】C 【解析】磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，以圖中白點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿Z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為C。 6．【答案】D 【解析】當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向平行時，不受洛倫茲力作用，選項(xiàng)A、B錯；洛倫茲力的方向既跟速度垂直，也跟磁場垂直，選項(xiàng)C錯。 7．【答案】A 【解析】根據(jù)左手定則可知，打到a、b點(diǎn)的粒子是正電子，選項(xiàng)A正

17、確；根據(jù)軌跡圖可知，打到c點(diǎn)的粒子的半徑最大，速度最大，所以其受到的洛倫茲力最大，選項(xiàng)C、D錯誤。 8．【答案】B 【解析】a點(diǎn)射出粒子半徑Ra＝＝，得va＝，d點(diǎn)射出粒子半徑Rb＝，同理可得vd＝，故B選項(xiàng)符合題意。 9．【答案】AD 【解析】帶電粒子每運(yùn)動一周就被加速一次，加速電場方向不需要做周期性的變化，選項(xiàng)A正確、B錯誤；由nqU＝m，rn＝，解得rn＝，由此可知，P1P2≠P2P3，選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)加速粒子的速度最大時，有＝m，選項(xiàng)D正確。 10．【答案】BD 【解析】由Bqv＝m，可得r＝，v越大，則r越大。周期T＝，則周期與運(yùn)動速度大小無關(guān)，運(yùn)動時間t＝T，其中tan，

18、所以v越大，則r越大、θ越小、t越小，選項(xiàng)A、C錯，B正確。向心加速度a＝，r越大，則v越大，a也越大，選項(xiàng)D正確。 11．【答案】AC 【解析】若載流子為自由電子，由左手定則可判斷電子受洛倫茲力作用使其偏向C側(cè)面，則C側(cè)面的電勢會低于D側(cè)面，選項(xiàng)A正確；若載流子為空穴，根據(jù)左手定則，空穴在洛倫茲力的作用下也是向C側(cè)面聚集，C側(cè)面的電勢會高于D側(cè)面，選項(xiàng)B錯誤；地球赤道上方的地磁場的方向水平向北，霍爾元件的工作面應(yīng)保持豎直才能讓地磁場垂直其工作面，選項(xiàng)C正確，D錯誤。 12．【答案】AD 【解析】由左手定則可知，帶正電的粒子向左偏轉(zhuǎn)，若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運(yùn)動的時間越短，選項(xiàng)

19、A正確；若v一定，θ等于90°時，粒子離開磁場的位置距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，選項(xiàng)B錯誤；若θ一定，粒子在磁場中運(yùn)動的周期與v無關(guān)，則粒子在磁場中運(yùn)動的角速度也與v無關(guān)，粒子在磁場中運(yùn)動的時間與v無關(guān)，選項(xiàng)C錯誤、D正確。 13．【答案】AD 【解析】粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑r＝＝a，當(dāng)粒子以θ＝0飛入磁場區(qū)域時，最終將從AC邊的中點(diǎn)射出，隨著θ的增大，粒子在AC邊上的射出點(diǎn)將向A點(diǎn)靠攏，當(dāng)θ＝60°時，粒子將從A點(diǎn)射出磁場區(qū)域，選項(xiàng)A、D正確；粒子的速度大小相等，在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡弧長越小，運(yùn)動時間越短，過O點(diǎn)做AC邊的垂線，找出垂足位置，當(dāng)粒子從該垂足位置射出時粒子在磁場中的運(yùn)動時間最

20、短，選項(xiàng)B錯誤；以θ<30°飛入的粒子在磁場中運(yùn)動軌跡圓弧的長度不同，運(yùn)動時間不相等，選項(xiàng)C錯誤。 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，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) 14．【解析】(1)由左手定則得，N板的電勢較高。　 (3分) (2)當(dāng)海水中流動的帶電離子進(jìn)入磁場后，將在兩板之間形成電勢差，當(dāng)帶電離子所受到的電場力F與洛倫茲力f相平衡時達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，有： q＝qvB　 (3分) 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得電動勢 E＝25 V?！?3分) 15．【解析】(1)由左手定

21、則得，電流必須從金屬棒是M端流入。　(2分) (2)指針指在0刻度處時，有mg＝kx0　 (2分) 指針指在x處時，有mg+BIL2＝k(x0+x)　 (2分) 聯(lián)立解得：I＝?！?(2分) (3)彈簧伸長量最大時，有mg+BImL＝kxm　 (2分) 得：Im＝?！?(2分) 16．【解析】(1)設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加速后的速度大小為v，根據(jù)動能定理得： (1分) 設(shè)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有： (1分) 由幾何關(guān)系可知： (2分) 聯(lián)立解得： (2分) (2)由幾何關(guān)系知，帶電粒子射入磁場后運(yùn)動到x軸所經(jīng)過的路程為： (2分) 帶電粒子從射入磁場到運(yùn)動至軸過程中，運(yùn)動的時間為： (2分) 聯(lián)立解得： (2分) 17．【解析】(1)由qU＝mv2　(2分) 得v＝?！?2分) (2)粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動，有： qvB＝m　(3分) 得r＝＝L　(2分) 故粒子從AC連線上距A點(diǎn)L處射出。 (3)要使粒子能射到OA連線上且半徑最大，則粒子的軌跡應(yīng)與AC邊相切，如圖所示。設(shè)此時粒子軌跡的半徑為R，由幾何關(guān)系有： R+＝L　(2分) 以及qvB＝m　(2分) 得B＝?！?2分) 1