1、2020年全國(guó)大市名校高三期末一模物理試題解析匯編磁場(chǎng)的選擇題1、（2020安徽蚌埠第二次檢測(cè)）通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度成正比，與距導(dǎo)線的距離成反比。有四條垂直紙面且互相平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，它們與紙面的交點(diǎn)分別為P、Q、N及S,四點(diǎn)的連線構(gòu)成一個(gè)正方形。以正方形中心O點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，x軸與PS邊平行，M為PS邊的中點(diǎn)。已知四條導(dǎo)線中的電流大小相等，方向均指向外，與紙面交點(diǎn)為S的導(dǎo)線在M點(diǎn)的磁感尸運(yùn)l-i-4應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則下列敘述正確的是環(huán)嵋ft1四條導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零B.四條導(dǎo)線在M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為耳5B與紙面交點(diǎn)為S的導(dǎo)線所受安培

2、力的方向?yàn)橛蒘指向O在x軸上坐標(biāo)為r且r0的任一點(diǎn)，其磁場(chǎng)方向均與Ox方向相同【答案】AC【解析】A.因四條導(dǎo)線中的電流大小相等，O點(diǎn)距導(dǎo)線的距離均相等，由右手螺旋定則可知,四條導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零，故A正確；B.設(shè)四條導(dǎo)線中的電流為I，MS間距為x,由題可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度可寫為B=k-（k為比例系數(shù)）由右手螺旋定則可知，導(dǎo)線P、S在M點(diǎn)的產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度x為零，設(shè)PQ和QN之間的夾角為Q，由幾何關(guān)系可知QN=吊導(dǎo)線Q、N在M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bi=kWx=芻由磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量疊加可知,M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2Bcosa=5B故b錯(cuò)誤;015C.由右手螺旋定則可知，導(dǎo)線P、Q、N在S的磁感

3、應(yīng)強(qiáng)度垂直于SO指向左上方，再由左手定則可知，導(dǎo)線S所受安培力的方向?yàn)橛蒘指向O,故C正確；D.在SN中點(diǎn)處，由右手螺旋定則可知，導(dǎo)線SN在此點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，導(dǎo)線PQ在此點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直與Ox方向，故D錯(cuò)誤。故選AC。2、（2020山東省濟(jì)南市上學(xué)期高三期末）如圖所示為六根導(dǎo)線的橫截面示意圖，導(dǎo)線分布在正六邊形的六個(gè)角，導(dǎo)線所通電流方向已在圖中標(biāo)出。已知每條導(dǎo)線在O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,則正六邊形中心處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向（）-大小為零B.大小2B0,方向水平向左C.大小4B0,方向水平向右D.大小4B0,方向水平向左【答案】D【解析】根據(jù)磁場(chǎng)的疊加原理，將最上面電流向里的導(dǎo)線在O

4、點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與最下面電流向外的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行合成，則這兩根導(dǎo)線的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為By同理，將左上方電流向里的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與右下方電流向外的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行合成，則這兩根導(dǎo)線的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B3,將右上方電流向里的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與左下方電流向外的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行合成，則這兩根導(dǎo)線的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，如圖所示：=浙耳-根據(jù)磁場(chǎng)疊加原理可知：斗=B2=B3=2B0,由幾何關(guān)系可：B2與巧的夾角為120。，故將B2復(fù)屯”點(diǎn)1230232與B3合成，則它們的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為2B0,方向與B的方向相同，最后將其與B1合成，可得正六邊形中心處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4B0

5、，方向水平向左，D正確，ABC錯(cuò)誤。故選Do3、（2020重慶市高三上學(xué)期一診）如圖所示，在x軸上方（含x軸）存在垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸上距離原點(diǎn)x0處垂直于x軸放置一個(gè)長(zhǎng)度也為x0、厚度不計(jì)的薄板PQ，粒子打在板上即被吸收。坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一粒子源，可垂直于磁場(chǎng)向磁場(chǎng)內(nèi)各個(gè)方向均勻發(fā)射速率相同的同種粒子，粒子速度大小為v、質(zhì)量為m、帶電量為+q?，F(xiàn)觀察到沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子垂直打在薄板的上端Q,不計(jì)帶電粒子的重力和粒子間的相互作用力，不考慮薄板吸收粒子后產(chǎn)生的電場(chǎng)，則下列說法正確的有（）A.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為mvqxoB.打在薄板左側(cè)的粒子數(shù)占發(fā)射總粒子數(shù)的1c.打在薄

6、板右側(cè)的粒子數(shù)占發(fā)射總粒子數(shù)的2D.打在薄板上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間的比值為3:1mvB二qxoA正確【答案】AC【解析】A.由題意，“沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子垂直打在薄板的上端Q”，可得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑：R=x0由洛倫茲力提供向心力，得：qvB=m冷解得:RBC.沿y軸正方向射出的粒子恰能達(dá)到擋板的最上端；由圖可知與x軸正方向夾角為30的粒子能達(dá)到擋板左側(cè)最低點(diǎn)，則能打到擋板左側(cè)的粒子的速度范圍為60范圍；同理與x軸正方向夾角為150的粒子能達(dá)到擋板右側(cè)最低點(diǎn)，沿x軸負(fù)方向射出的粒子能達(dá)到擋板的最高點(diǎn)，則能打到擋板右側(cè)的粒子的速度范圍為130范圍；則打在薄板右側(cè)的粒子數(shù)占發(fā)射

7、總粒子數(shù)的，C正確，B錯(cuò)誤；D.與x軸正方向夾角為30的粒子能達(dá)到擋板左側(cè)最低點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，此粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度為60；與x軸正方向夾角9為150的粒子達(dá)到擋板右側(cè)最低點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，此粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度為300，根據(jù)t二T可知打在薄板上粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間的比值為300:60=5:1，D錯(cuò)誤。故選ACo4、（2020天津市六校上學(xué)期期末聯(lián)考）回旋加速器的工作原理如圖所示：真空容器D形盒放在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變。兩盒間狹縫間距很小，粒子從粒子源A處（D形盒圓心）進(jìn)入加速電場(chǎng)（初速度近似為零）.D形盒半徑為R,粒子質(zhì)量為m、電荷量為

8、+q，加速器接電壓為U的高頻交流電源若相對(duì)論效應(yīng)、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間均不考慮下列論述正確的是A.交流電源的頻率可以任意調(diào)節(jié)不受其他條件的限制B.加速氘核（2H）和氦核（2He）兩次所接高頻電源的頻率不相同C.加速氘核（2H）和氦核（4He）它們的最大速度相等D增大U，粒子在D型盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t減少【答案】CD【解析】A.根據(jù)回旋加速器的原理，每轉(zhuǎn)一周粒子被加速兩次，交流電完成一次周期性變化,v2粒子做圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qvBm粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期RTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark18 o Current Docu

9、ment 2nR2nm一“1“qB一T=交流電源的頻率f二解得f二可知交流電源的頻率不可以任意調(diào)節(jié)，故A錯(cuò)誤；vqBT2nmB.加速不同的粒子，交流電源的頻率f由于氘核（2H）和氦核（4He）的比荷相同，所以加速氘核（2H）2nm121和氦核（4He）兩次所接高頻電源的頻率相同，故B錯(cuò)誤；C.粒子加速后的最大軌道半徑等于D型盒的半2v2qBR徑,洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qvB=m解得粒子的最大運(yùn)行速度v=由于氘核（2H）Rmmi和氦核（：He）的比荷相同，所以加速氘核（；H）和氦核（：He）它們的最大速度相等，故C正確；D.粒子完1E成一次圓周運(yùn)動(dòng)被電場(chǎng)加速2次，由動(dòng)能定理得2nq

10、U=%經(jīng)過的周期個(gè)數(shù)為n二于最大動(dòng)能為k1q2B2R2nBR2E=mv2=粒子在D型盒磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tnT即t=U越大，t越小，故D正確。km2m2m2U故選CD。5、（2020湖南省懷化市高三上學(xué)期期末）如圖，在xoy坐標(biāo)系中有圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其圓心在原點(diǎn)0,q半徑為L(zhǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。粒子A帶正電，比荷為邑，第一次粒子A從點(diǎn)mqBL（L0）在紙面內(nèi)以速率v沿著與x軸正方向成Q角射入磁場(chǎng)，第二次粒子A從同一點(diǎn)在紙面內(nèi)m以相同的速率沿著與x軸正方向成0角射入磁場(chǎng)，已知第一次在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是第二次的2倍，則兀兀Z2=180-（90。+卩）根據(jù)題意可知Z1=2Z2，

11、所以得到a+2卩=90。=-。A.Q+卩-，與結(jié)論不相符，22兀選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.+2卩-2，與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確；C.2a+0=，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)兀誤；D.2a+2卩=-，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。6、（2020湖北省荊門市高三元月調(diào)考）如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在xOy平面內(nèi)，從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成6角（OV0Vn）以速率v發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子（重XX+XXX力不計(jì)）.則下列說法正確的是（）X*/貳*3r若6一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短若6一定，V越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大若v一定，6越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

12、的時(shí)間越短若v一定，6越大，則粒子在離開磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)2nm2兀-20【答案】C【解析】ABC.粒子運(yùn)動(dòng)周期T=-，當(dāng)6一定時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=T兀-02兀3=由于t、3均與V無關(guān)，故AB錯(cuò)誤，C正確;D.當(dāng)v定時(shí)，mv由r=Bq知兀兀定；當(dāng)6從0變至的過程中，6越大，粒子離開磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)；當(dāng)6大于時(shí)，6越大，粒子離開磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越近，故D錯(cuò)誤故選C.7、（2020江蘇省蘇北四市高三上學(xué)期期末）我國(guó)擁有世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，被稱為天眼”，如圖所示?！疤煅邸薄把劭簟彼鶉鷪A面積為S,其所在處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,與“眼眶”平面平行、垂直的分量分別為耳、B2

13、,貝y穿過“眼眶”的磁通量大小為A.0B.BSC.B1SD.B2S【答案】D【解析】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，眼眶與磁場(chǎng)耳平行，穿過的磁通量0=0,眼眶與磁場(chǎng)B2垂直，則穿過的磁通量0=B2S，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選Do8、（2020福建省廈門市高三上學(xué)期期末）美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明了回旋加速器，利用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量，由此，人類在獲得高能粒子方面前進(jìn)了一大步。如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在MN板間，兩虛線中間區(qū)域無電場(chǎng)和磁場(chǎng)，帶正電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射

14、入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的（）B.加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化C.增大板間電壓，粒子最終獲得的最大動(dòng)能不變D.粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑的增加量都相等【答案】C【解析】A.由左手定則可知，D形盒中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.根據(jù)此加速器的結(jié)構(gòu)可知，加速電場(chǎng)方向總是豎直向下的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.根據(jù)qvB=m，則最大動(dòng)能R1q2B2R2E=只mv2=可知增大板間電壓，粒子最終獲得的最大動(dòng)能不變，選項(xiàng)C正確；D.根據(jù)k22mmv12mUUq=-mv2則R=粒子每運(yùn)動(dòng)一周，加速電壓的變化量相同，但是直徑的增加量不相等,qBBq選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C9、

15、（2020福建省廈門市高三上學(xué)期期末）如圖所示，光滑的絕緣水平桌面上存在邊界平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直桌面向上，正方形金屬線框的bc邊與磁場(chǎng)左邊界重合，其邊長(zhǎng)與磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)?，F(xiàn)施加一定外力，使線框斜向右下方沿直線勻速通過磁場(chǎng)，下列說法正確的是（通過磁場(chǎng)時(shí)，線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針再逆時(shí)針通過磁場(chǎng)時(shí)，線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針再順時(shí)針在線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程中，bc邊的電勢(shì)差大小相等D.外力方向垂直磁場(chǎng)邊界向右【答案】AD【解析】AB.通過磁場(chǎng)時(shí)，穿過線圈的磁通量先增加后減小，則線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向先順時(shí)3針再逆時(shí)針，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；C.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)bc邊是電源，bc兩端電壓為

16、4BLv；線圈出離磁場(chǎng)時(shí)，ad邊是電源，則bc兩端電壓為4BLv，則在線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程中，bc邊的電勢(shì)差大小不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.因安培力水平向左，則外力方向垂直磁場(chǎng)邊界向右，選項(xiàng)D正確；故選AD。10、（2020安徽省安慶市高三上學(xué)期期末）如圖所示，一定質(zhì)量的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為0的粗糙導(dǎo)軌上，在圖所加各種大小相同方向不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒ab均靜止，則下列判斷錯(cuò)誤的是A.四種情況導(dǎo)體受到安培力大小相等B.A中導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零C.B中導(dǎo)體棒ab可能是二力平衡D.C、D中導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間摩擦力可能零【答案】D【解析】A.導(dǎo)體棒受到安培力F=BIL，因B大小

17、相同，電流相同，故受到的安培力大小相等,故A正確，不符合題意；B.桿子受豎直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力，若三個(gè)力平衡，則不受摩擦力，故B正確，不符合題意；C.桿子受豎直向下的重力、豎直向上的安培力，若重力與安培力相等，則二力平衡，故C正確，不符合題意；D.桿子受重力、豎直向下的安培力、支持力，要想處于平衡，一定受摩擦力，D桿子受重力、水平向左的安培力，支持力，要想處于平衡，一定受摩擦力，故D錯(cuò)誤，符合題意；故選D.11、（2020安徽省安慶市高三上學(xué)期期末）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)以直線AB為分界線，上半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。下半圓內(nèi)有垂

18、直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知，圓的半徑為R。在磁場(chǎng)左側(cè)有一粒子水平加速器，質(zhì)量為m,電量大小為q的粒子在極板M右側(cè)附近，由靜止釋放，在電場(chǎng)力的作用下加速，以一定的速度沿直線CD射入磁場(chǎng)，直線CD與直徑AB距離為0.6R。粒子在AB上方磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后，恰能垂直直徑AB進(jìn)入下面的磁場(chǎng)，之后在AB下方磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后恰好從O點(diǎn)進(jìn)入AB上方的磁場(chǎng)。帶電粒子的重力不計(jì)。則【答案】AC【解析】A.從C點(diǎn)入射的粒子向下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即受到洛侖茲力向下，由左手定則知道粒子帶負(fù)電，所以選項(xiàng)A正確；B.由題意知，粒子在AB上方磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1=0.6R，mv29qB2R2在電場(chǎng)中加速有：Uq=mv2在AB上方磁場(chǎng)中：qvB=聯(lián)立得：U=所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；r50m1C.粒子在AB下方磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系：r+2r=R2-（0.6R）2解得r2=0.1R所以選12*2mv項(xiàng)C正確；D.由洛侖茲力提供向心力得到半徑：r=B由于r1=6r2，所以B2=6B1所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。12、（2020福建省南平市高三一模）如圖所示，寬度為L(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)高為L(zhǎng)的梯形閉合金屬線框abed沿垂直于磁場(chǎng)邊界向右勻速穿過磁