2020届高考物理名校试题专题11磁场的选择题(解析版)

2020年全国大市名校高三期末一模物理 试题 中考模拟试题doc幼小衔接 数学试题 下载云南高中历年会考数学试题下载N4真题下载党史题库下载 解析汇编（第一期）磁场的选择题1、（2020·安徽蚌埠第二次检测）通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度与导线中的电流强度成正比，与距导线的距离成反比。有四条垂直纸面且互相平行的固定长直导线，它们与纸面的交点分别为P、Q、N及S，四点的连线构成一个正方形。以正方形中心O点为原点建立平面直角坐标系，x轴与PS边平行，M为PS边的中点。已知四条导线中的电流大小相等，方向均指向外，与纸面交点为S的导线在M点的磁感应强度大小为B，则下列叙述正确的是A.四条导线在O点的磁感应强度等于零5B.四条导线在M点的磁感应强度大小为B5C.与纸面交点为S的导线所受安培力的方向为由S指向OD.在x轴上坐标为r且r>0的任一点，其磁场方向均与Ox方向相同【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】AC【解析】A.因四条导线中的电流大小相等，O点距导线的距离均相等，由右手螺旋定则可知，四条导线在O点的磁感应强度等于零，故A正确；B.设四条导线中的电流为I，MS间距为x，由题可知，磁感应强度可写为IB=k（k为比例系数）x由右手螺旋定则可知，导线P、S在M点的产生的磁感应强度为零，设PQ和QN之间的夹角为，由几何关系可知QN=5x2cos=5导线Q、N在M点的磁感应强度为IBB=k=15x5由磁感应强度的矢量叠加可知，M点的磁感应强度为4B=2Bcos=B015故B错误；C.由右手螺旋定则可知，导线P、Q、N在S的磁感应强度垂直于SO指向左上方，再由左手定则可知，导线S所受安培力的方向为由。S指向O，故C正确；D.在SN中点处，由右手螺旋定则可知，导线SN在此点的合磁感应强度为零，导线PQ在此点的合磁感应强度垂直与Ox方向，故D错误。故选AC2、（2020·山东省济南市上学期高三期末）.如图所示为六根导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。已知每条导线在点磁感应强度大小为，则正六边形中心处磁OB0感应强度大小和方向（）A.大小为零大小，方向水平向左B.2B0大小，方向水平向右C.4B0大小，方向水平向左D.4B0【答案】D【解析】根据磁场的叠加原理，将最上面电流向里的导线在O点产生的磁场与最下面电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B；同理，将左上方电流向里的导线在O点产生1的磁场与右下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B，将右上3方电流向里的导线在O点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B，如图所示：2根据磁场叠加原理可知：BBB2B，由几何关系可：B与B的夹角为120o，故将B与B合成，12302323则它们的合磁感应强度大小也为，方向与的方向相同，最后将其与合成，可得正六边形中心处磁2B0B1B1感应强度大小为，方向水平向左，正确，错误。4B0DABC故选D。3、（2020·重庆市高三上学期一诊）如图所示，在x轴上方（含x轴）存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在轴上距离原点处垂直于轴放置一个长度也为、厚度不计的薄板，粒子打在板上即被吸收。xx0xx0PQ坐标原点O处有一粒子源，可垂直于磁场向磁场内各个方向均匀发射速率相同的同种粒子，粒子速度大小为v、质量为m、带电量为＋q。现观察到沿y轴正方向射入磁场的粒子垂直打在薄板的上端Q，不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，不考虑薄板吸收粒子后产生的电场，则下列说法正确的有（）mvA.磁场的磁感应强度大小为qx01B.打在薄板左侧的粒子数占发射总粒子数的31C.打在薄板右侧的粒子数占发射总粒子数的2D.打在薄板上的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的比值为3∶1【答案】AC【解析】A．由题意，“沿y轴正方向射入磁场的粒子垂直打在薄板的上端Q”，可得粒子运动的半径：R=x0由洛伦兹力提供向心力，得：v2qvBmR解得：mvBqx0A正确；BC．沿y轴正方向射出的粒子恰能达到挡板的最上端；由图可知与x轴正方向夹角为30°的粒子能达到挡板左侧最低点，则能打到挡板左侧的粒子的速度范围为60°范围；同理与x轴正方向夹角为150°的粒子能达到挡板右侧最低点，沿x轴负方向射出的粒子能达到挡板的最高点，则能打到挡板右侧的粒子的速度范围为130°范围；则打在薄板右侧的粒子数占发射总粒子数的，C正确，B错误；2D．与x轴正方向夹角为30°的粒子能达到挡板左侧最低点的粒子运动时间最短，此粒子在磁场中转过的角度为60°；与x轴正方向夹角为150°的粒子达到挡板右侧最低点的粒子运动时间最长，此粒子在磁场中转过的角度为300°，根据tT2可知打在薄板上粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的比值为300°:60°=5∶1，D错误。故选AC。4、（2020·天津市六校上学期期末联考）的回旋加速器的工作原理如图所示：真空容器D形盒放在与盒面垂直的匀强磁场中，且磁感应强度B保持不变。两盒间狭缝间距很小，粒子从粒子源A处（D形盒圆心）进入加速电场（初速度近似为零）．D形盒半径为R，粒子质量为m、电荷量为+q，加速器接电压为U的高频交流电源．若相对论效应、粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间均不考虑．下列论述正确的是A.交流电源的频率可以任意调节不受其他条件的限制B.加速氘核(2H)和氦核(4He)两次所接高频电源的频率不相同12C.加速氘核(2H)和氦核(4He)它们的最大速度相等12D.增大U，粒子在D型盒内运动的总时间t减少【答案】CD【解析】A．根据回旋加速器的原理，每转一周粒子被加速两次，交流电完成一次周期性变化，粒子做圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得v2qvBmR粒子做圆周运动的周期2πR2πmT=vqB交流电源的频率1fT解得qBf2πm可知交流电源的频率不可以任意调节，故A错误；B．加速不同的粒子，交流电源的频率qBf2πm由于氘核(2H)和氦核(4He)的比荷相同，所以加速氘核(2H)和氦核(4He)两次所接高频电源的频率相同，1212故B错误；C．粒子加速后的最大轨道半径等于D型盒的半径，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得v2qvBmR解得粒子的最大运行速度qBRvmm由于氘核(2H)和氦核(4He)的比荷相同，所以加速氘核(2H)和氦核(4He)它们的最大速度相等，故C正确；1212D．粒子完成一次圆周运动被电场加速2次，由动能定理得2nqUEk经过的周期个数为EnkmEk最大动能为1q2B2R2Emv2km2m2m粒子在D型盒磁场内运动的时间tnT即πBR2t2UU越大，t越小，故D正确。故选CD。5、（2020·湖南省怀化市高三上学期期末）如图，在xoy坐标系中有圆形匀强磁场区域，其圆心在原点O，q半径为L，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外。粒子A带正电，比荷为，第一次粒子A从点mqBL（－L，0）在纸面内以速率v沿着与x轴正方向成角射入磁场，第二次粒子A从同一点在纸面内m以相同的速率沿着与x轴正方向成角射入磁场，已知第一次在磁场中的运动时间是第二次的2倍，则A.B.222C.2D.2222【答案】B【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示：，根据洛伦兹力提供向心力有：v2qvB＝mR则粒子做匀速圆周运动的半径为：mvR＝＝LqB根据几何知识可知以及为菱形，所以BOCO1BODO2∠1=180°-（90°-α）=90°+α∠2=180°-（90°+β）根据题意可知∠1=2∠2，所以得到α+2β＝90°＝。2A．，与结论不相符，选项A错误；2B．2，与结论相符，选项B正确；2C．2，与结论不相符，选项C错误；2D．22，与结论不相符，选项D错误；2故选B。6、（2020·湖北省荆门市高三元月调考）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ＜π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）．则下列说法正确的是（）A.若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B.若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大C.若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短D.若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远【答案】C2m【解析】ABC．粒子运动周期T＝，当θ一定时，粒子在磁场中运动时间：Bq22t＝T＝T22ω＝T由于t、ω均与v无关，故AB错误，C正确；mvD．当v一定时，由r＝知，r一定；当θ从0变至的过程中，θ越大，粒子离开磁场的位置距O点Bq2越远；当θ大于时，θ越大，粒子离开磁场的位置距O点越近，故D错误.2故选C．7、（2020·江苏省苏北四市高三上学期期末）我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”，如图所示。“天眼”“眼眶”所围圆面积为S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为、，则穿过眼眶的磁通量大小为BlB2“”A.0B.BSC.B1SD.B2S【答案】D【解析】在匀强磁场中，眼眶与磁场平行，穿过的磁通量，眼眶与磁场垂直，则穿过的磁通量，BlΦ=0B2Φ=B2S故ABC错误，D正确；故选D。8、（2020·福建省厦门市高三上学期期末）美国物理学家劳伦斯于1932年发明了回旋加速器，利用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，由此，人类在获得高能粒子方面前进了一大步。如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在板间，两虚线中间区域无电场和磁场，带正电粒子从处以速度沿电MNP0v0场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，下列说法正确的()A.D形盒中的磁场方向垂直纸面向外B.加速电场方向需要做周期性的变化C.增大板间电压，粒子最终获得的最大动能不变D.粒子每运动一周直径的增加量都相等【答案】C【解析】【详解】A．由左手定则可知，D形盒中的磁场方向垂直纸面向里，选项A错误；B．根据此加速器的结构可知，加速电场方向总是竖直向下的，选项B错误；v2C．根据qvBm，则最大动能R1q2B2R2Emv2k22m可知增大板间电压，粒子最终获得的最大动能不变，选项C正确；D．根据1Uqmv22则mv12mUR=qBBq。粒子每运动一周，加速电压的变化量相同，但是直径的增加量不相等，选项D错误；故选C9、（2020·福建省厦门市高三上学期期末）如图所示，光滑的绝缘水平桌面上存在边界平行的匀强磁场，方向垂直桌面向上，正方形金属线框的bc边与磁场左边界重合，其边长与磁场宽度均为L。现施加一定外力，使线框斜向右下方沿直线匀速通过磁场,下列说法正确的是()A.通过磁场时，线框内感应电流的方向先顺时针再逆时针B.通过磁场时，线框内感应电流的方向先逆时针再顺时针C.在线框进入磁场和离开磁场的过程中，bc边的电势差大小相等D.外力方向垂直磁场边界向右【答案】AD【解析】【详解】AB．通过磁场时，穿过线圈的磁通量先增加后减小，则线框内感应电流的方向先顺时针再逆时针，选项A正确，B错误；3C．线圈进入磁场时bc边是电源，bc两端电压为BLv；线圈出离磁场时，ad边是电源，则bc两端电压41为BLv，则在线框进入磁场和离开磁场的过程中，bc边的电势差大小不相等，选项C错误；4D．因安培力水平向左，则外力方向垂直磁场边界向右，选项D正确；故选AD。10、（2020·安徽省安庆市高三上学期期末）如图所示，一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上，在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中，导体棒ab均静止，则下列判断错误的是A.四种情况导体受到安培力大小相等B.A中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零C.B中导体棒ab可能是二力平衡的D.C、D中导体棒ab与导轨间摩擦力可能零【答案】D【解析】A．导体棒受到安培力F=BIL，因B大小相同，电流相同，故受到的安培力大小相等，故A正确，不符合题意；B．杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力，若三个力平衡，则不受的摩擦力，故B正确，不符合题意；C．杆子受竖直向下的重力、竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，故C正确，不符合题意；D．杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，D杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故D错误，符合题意；故选D.11、（2020·安徽省安庆市高三上学期期末）如图所示，圆形区域内以直线AB为分界线，上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，圆的半径为R。在磁场左侧有一粒子水平加速器，质量为m，电量大小为q的粒子在极板M右侧附近，由静止释放，在电场力的作用下加速，以一定的速度沿直线CD射入磁场，直线CD与直径AB距离为0.6R。粒子在AB上方磁场中偏转后，恰能垂直直径AB进入下面的磁场，之后在AB下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。带电粒子的重力不计。则A.带电粒子带负电9qB2R2B.加速电场的电压为25mC.粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1RD.AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍【答案】AC【解析】A．从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动，即受到洛仑兹力向下，由左手定则知道粒子带负电，所以选项A正确；．由题意知，粒子在上方磁场中做匀速圆周运动的半径＝，在电场中加速有：BABr10.6R1Uqmv22在AB上方磁场中：mv2qvBr1联立得：9qB2R2U50m所以选项B错误；C．粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：r2rR2(0.6R)212解得＝r20.1R所以选项C正确；D．由洛仑兹力提供向心力得到半径：mvrqB由于＝，所以r16r2＝B26B1所以选项D错误。故选AC。12、（2020·福建省南平市高三一模）如图所示，宽度为L的区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一个高为L的梯形闭合金属线框abcd沿垂直于磁场边界向右匀速穿过磁场，速度大小为v，ab，cd边保持与磁场边界平行，金属线框ab边到达磁场左边界时为t=0时刻， 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 向左为线框所受安培力F的正方向，关于线框所受安培力F与时间t关系图象可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】进入磁场过程中，所受的安培力：B2L2vFBILR当线圈向右运动L进入磁场时，由于有效切割长度L逐渐增加，所以安培力增加，但非线性增加；当全部进入磁场的瞬时安培力为零；出磁场过程中，有效切割长度也是逐渐增加，所以安培力也是逐渐增加，但非线性增加；A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论不相符，选项B错误；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论相符，选项D正确；故选D。