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1、2021年高考物理一轮复习考点全攻关专题（67）磁场 单元过关检测（解析版）一、 选择题：（本题共8小题，每小题6分，满分48分。在每小题给出的四个选项中，第15只有一项是符合题目要求，第68题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1关于磁感应强度B，下列说法正确的是()A根据磁感应强度的定义式B可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同【答案】B2.(2020江西南昌
2、市模拟)如图1所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来若从上向下看，下列判断正确的是()图1AA接电源正极，B接电源负极，液体顺时针旋转BA接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转CA、B与50 Hz的交流电源相接，液体持续旋转D仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变【答案】A【解析】若A接电源正极，B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向
3、，因此液体沿顺时针方向旋转，故A正确；同理，若A接电源负极，B接电源正极，根据左手定则可知，液体沿逆时针方向旋转，故B错误；A、B与50 Hz的交流电源相接，液体不会持续旋转，故C错误；若仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向改变，故D错误3. M、N、P是半圆上的三点，O点是圆心，MN为直径， NOP60.在M、N处各有一条垂直半圆面的长直导线， 导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图2所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将M点的长直导线移至P点，O点的磁感应强度大小变为B2，则()图2AB2B12 BB2B12CB2B112 DB2B121【答案】C【解析】根据安培定则可知
4、，原来位置每根导线在O点产生的磁感应强度方向均向上，大小为，则当M点处导线移至P点时，在O点产生的磁感应强度方向如图所示由图可知，两导线形成的磁感应强度方向夹角为120，由几何关系可知，O点合磁感应强度大小为：B2，故B2B112，C正确41931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。假设一个“N磁单极子”形成的磁场如图4所示，将一个半径为r、质量为m的超导体圆环水平放置在该磁单极子的正上方，圆环所在位置的磁感应强度大小为B，与圆环相切的磁感线与竖直方向的夹角为30，重力加速度大小为g，若圆环恰好在该位置悬浮，则圆环中电流的大小为()图4A. B.C. D.
5、【答案】B【解析】当圆环所受的重力与安培力在竖直方向上的分力大小相等时，圆环恰好在该位置悬浮，以圆环为研究对象可知mgBI2rsin 30，解得圆环中电流的大小I，选项B正确。5如图5所示，正方形区域内，有垂直于纸面向里的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带正电粒子，从左上角以不同的速率，沿着相同的方向，对准正方形区域的中心射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子只受洛伦兹力的作用，则下列说法正确的是 ()图5A这些粒子在磁场中运动的时间都相等B在磁场中运动时间越短的粒子，其速率越小C在磁场中运动时间越短的粒子，其轨迹半径越大D在磁场中运动时间越短的粒子，其通过的路程越小【答案】C【解析】
6、由于带电粒子的q、m均相同，由周期公式T可知，粒子的周期相同，由R知，粒子的速率越小，则粒子做圆周运动的半径越小。分析可知，所有从磁场上边界射出的粒子，其对应的圆心角都相同，而从右侧射出的粒子，对应的圆心角较小，根据tT可知，圆心角越大，带电粒子在磁场中运动的时间越长，则选项A错误；由图可知，在磁场中运动时间越短的粒子，其轨迹所对应的圆心角越小，其轨迹半径越大，速率也越大，故B错误，C正确；通过的路程即为轨迹圆弧的长度lR，与半径R和圆心角都有关，选项D错误。 6.如图6是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.
7、平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()图6A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【答案】ABC【解析】质谱仪是分析同位素的重要工具，A正确；带电粒子在速度选择器中沿直线运动时，所受电场力和洛伦兹力应等大反向，结合左手定则可知B正确；由qEqvB可得v，C正确；粒子在平板S下方的匀强磁场中做匀速圆周运动，由qvB0得R，所以，故粒子越靠近狭缝P，粒子的比荷越大，D错误7.如图7所示为一个质量为m、电荷量为
8、q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，重力加速度为g，则圆环克服摩擦力做的功可能为()图7A0 B.mv02C. D.m(v02)【答案】ABD【解析】若圆环刚开始所受洛伦兹力等于重力，圆环对粗糙细杆压力为零，摩擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项A正确；若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则由Ff(mgqvB)知圆环一直减速到速度为零，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为mv02，选项B正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力时圆环达到稳定，稳定速度v，由动能定理可
9、得圆环克服摩擦力做的功为Wmv02mv2m(v02)，选项C错误，D正确8(2019名师原创预测)目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，立体图如图8甲所示，侧视图如图乙所示，其工作原理是燃烧室在高温下将气体全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，高温等离子体经喷管提速后以速度v1 000 m/s进入矩形发电通道，发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场(图乙中垂直纸面向里)，磁感应强度大小B05 T，等离子体在发电通道内发生偏转，这时两金属薄板上就会聚集电荷，形成电势差。已知发电通道长L50 cm，宽h20 cm，高d20 cm，等离子体的电阻率4 m，电子的电荷量e1.61019
10、C。不计电子和离子的重力以及微粒间的相互作用，则以下判断正确的是()图8A发电机的电动势为2 500 VB若电流表示数为16 A，则单位时间(1 s)内打在下极板的电子有1020个C当外接电阻为12 时，电流表的示数为50 AD当外接电阻为50 时，发电机输出功率最大【答案】BC【解析】由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得qvB0q，则得发电机的电动势为EB0dv1 000 V，故A错误；由电流的定义可知I，代入数据解得n1020个，故B正确；发电机的内阻为r8 ，由闭合电路欧姆定律得I50 A，故C正确；当电路中内、外电阻相等时发电机的输出功率最大，此时外电阻为Rr8 ，故D错误。三、非选
11、择题(本题共4小题，满分52分)9（8分）测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：A待测金属丝R(电阻约8 )B电流表A(0.6 A，内阻约0.6 )C电压表V(3 V，内阻约3 k)D滑动变阻器R1(05 ，2 A)E电源E(6 V)F开关，导线若干(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图9所示，则金属丝的直径为_ mm.图9(2)某同学采用如图10甲所示电路图进行实验，请用笔画线代替导线，在图乙中将实物电路图连接完整图10(3)测得金属丝的直径为d，改变金属夹P的位置，测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I，作出L图线如图11所示测得图线斜率为k，则该金属丝的电阻率为_
12、图11(4)关于电阻率的测量，下列说法中正确的有_A开关S闭合前，滑动变阻器R1的滑片应置于最左端B实验中，滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动C待测金属丝R长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小D该实验方案中电流表A的内阻对电阻率测量结果没有影响【答案】(1)0.399(2)见解析图(3)(4)AD【解析】(1)螺旋测微器读数为：0 mm39.9 mm0.399 mm，所以读数为0.399 mm.(2)根据电路图连接实物图如下：(3)设电流表内阻为RA，根据欧姆定律可知待测电阻：R，电阻R，横截面积：S()2，联立解得：LRA，图象斜率：k，所以电阻率.(4)为了保护电路，实验开始前应使待测
13、回路电流最小，滑动变阻器滑片处于最左端，A正确实验要测量多组电压值、电流值，通过改变滑片位置，改变电压表示数，滑动变阻器滑片需要移动，B错误待测金属丝R长时间通电，因为电流热效应存在，温度升高，电阻率变大，C错误根据LRA可知，电流表的内阻存在不会改变图象的斜率，对电阻率测量结果没影响，D正确10. (12分)如图12为一装放射源氡(Rn)的盒子，静止的氡核经过一次衰变成钋(Po)，产生的粒子速率v01.0107 m/s，粒子从小孔P射出后，经过A孔进入电场加速区域，加速电压U8106 V从区域射出的粒子随后又从M点进入半径为r m的圆形匀强磁场区域，MN为圆形匀强磁场的一条直径，该区域磁感应
14、强度为B0.2 T，方向垂直纸面向里圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切于N点，粒子重力不计，比荷为5107 C/kg.求：图12(1)粒子经过圆形磁场后偏转的角度；(2)粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离【答案】(1)60(2)N点上方3 m处【解析】(1)粒子在区域中做加速运动，由动能定理得：qUmv2mv02，代入数据，解得：v3107 m/s粒子离开电场区域后，以速度v从M点沿MO方向进入磁场区域，在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力：qvBm代入数据，解得：R3 m粒子的轨迹如图所示，由几何知识得：tan ，解得：30故粒子偏转角度为260(2)由几何知识得：sNCrtan 3 m，即粒子打在荧光屏上N点上方距离N点3 m处的位置11（18分）如图13甲所示，有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为45，紧靠磁场边界放置长为6d、间距为d的平行金属板M、N，M板与磁场边界的交点为P，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向)，其周期T，E0.某时刻从O点竖直向上以初速度v0发射一个电荷量为q的粒子，结果粒子恰在图乙中的t时刻从P点水平进入板间电场，最后从电场中的右边界射出不计粒子重力求：图13(1)粒子的质量m；(2)粒子从O点进入磁场到射出电场运动的总时
