2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題11 磁場（含解析）.doc
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2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題11 磁場（含解析） 一、單選題 1．下列說法正確的是（ ） A. 密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數值 B. 卡文迪許最先通過實驗測出了靜電力常量 C. 庫侖研究了電荷之間的作用力，安培提出了電荷周圍存在著它產生的電場 D. 奧斯特發(fā)現了判定電流產生磁場方向的右手螺旋定則 【答案】 A 【解析】密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數值,選項A正確；卡文迪許最先通過實驗測出了萬有引力常量，選項B錯誤；庫侖研究了電荷之間的作用力，法拉第提出了電荷周圍存在著它產生的電場，選項C錯誤；安培發(fā)現了判定電流產生磁場方向的右手螺旋定則，選項D錯誤；故選A. 2．如圖所示，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135。流經導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力( ) A. 方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB B. 方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB C. 方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB D. 方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB 【答案】 A 點睛：本題也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成。 視頻 3．如圖所示，a、b是兩根垂直紙面的通有等值電流的直導體，兩導線外有一點P，P點到a、b距離相等，要使P點的磁場方向向右，則a、b中電流的方向為 A. 都向紙里 B. 都向紙外 C. a中電流方向向紙外，b中向紙里 D. a中電流方向向紙里，b中向紙外 【答案】 C 【解析】A、若a、b中均向紙外，根據安培定則判斷可知：a在p處產生的磁場Ba方向垂直于ap連線向上，b在p處產生的磁場Bb方向垂直于連線向上，根據平行四邊形定則進行合成，P點的磁感應強度方向豎直向上，如圖所示，故A錯誤； B、若a、b中均向紙里，同理可知，P點的磁感應強度方向豎直向下．故B錯誤； C、若a中向紙外，b中向紙里，同理可知，P點的磁感應強度方向水平向右．故C正確； D、若a中向紙里，b中向紙外，同理可知，則得P點的磁感應強度方向水平向左．故D錯誤； 故選C。 4．如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流，L1中電流方向與L2、 L3中的相同，下列說法正確的是（ ） A. L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直 B. L2所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面平行 C. L3在L1處的磁場方向與L1、L2所在平面垂直 D. L2與L3在L1處的合磁場方向與L1、L2所在平面平行 【答案】 A 5．一個用于加速質子的回旋加速器，其核心部分如圖所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強磁場的磁感應強度為B，兩盒分別與交流電源相連，高頻交流電周期為T，下列說法正確的是 A. 質子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大 B. 質子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大 C. 只要R足夠大，質子的速度可以被加速到任意值 D. 不需要改變任何量，這個裝置也能用于加速α粒子 【答案】 A 【解析】A、由得 ,當時,v最大, ,由此可以知道質子的最大速度隨B、R的增大而增大，故A正確； B、由得 ,當時,v最大, ,由此可以知道質子的最大速度只與粒子本身的荷質比,加速器半徑,和磁場大小有關,與加速電壓無關,故B錯誤; C、考慮到狹義相對論,任何物體速度不可能超過光速,故C錯誤; D、此加速器加速電場周期 ,加速粒子時 ,兩個周期不同,不能加速粒子.故D錯誤; 綜上所述本題答案是：A 6．教師在課堂上做了兩個小實驗，讓小明同學印象深刻。第一個實驗叫做“旋轉的液體”，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導電液體，例如鹽水，如果把玻璃皿放在磁場中，液體就會旋轉起來，如圖甲所示。第二個實驗叫做“振動的彈簧”，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，通電后，發(fā)現彈簧不斷上下振動，如圖乙所示。下列關于這兩個趣味實驗的說法正確的是（ ） A. 圖甲中，如果改變磁場的方向，液體的旋轉方向不變 B. 圖甲中，如果改變電源的正負極，液體的旋轉方向不變 C. 圖乙中，如果改變電源的正負極，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動 D. 圖乙中，如果將水銀換成酒精，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動 【答案】 C 【解析】圖甲中，僅僅調換N、S極位置或僅僅調換電源的正負極位置，安培力方向肯定改變，液體的旋轉方向要改變，故AB均錯誤；圖乙中，當有電流通過彈簧時，構成彈簧的每一圈導線周圍都產生了磁場，根據安培定則知，各圈導線之間都產生了相互的吸引作用，彈簧就縮短了，當彈簧的下端離開水銀后，電路斷開，彈簧中沒有了電流，各圈導線之間失去了相互吸引力，彈簧又恢復原長，使得彈簧下端又與水銀接觸，彈簧中又有了電流，開始重復上述過程，可以觀察到彈簧不斷上下振動；如果改變電源的正負極，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動；但是如果將水銀換成酒精，酒精不導電，則彈簧將不再上下振動，故選項C正確，D錯誤；故選C. 7．如圖所示為航母上電磁彈射裝置的等效電路圖（俯視圖），使用前先給超級電容器C充電，彈射時，電容器釋放儲存電能所產生的強大電流經過導體棒EF，EF在磁場（方向垂直紙面向外）作用下加速。則下列說法正確的是 （ ） A. 電源給電容器充電后，M板帶正電 B. 導體棒在安培力作用下向右運動 C. 超級電容器相當電源，放電時兩端電壓不變 D. 在電容器放電過程中，電容器電容不斷減小 【答案】 B 【解析】電容器下極板接正極，所以充電后N乙極帶正電，故A錯誤；放電時，電流由F到E，則由左手定則可知，安培力向右，所以導體棒向右運動，故B正確；電容器放電時，電量和電壓均減小，故C錯誤；電容是電容器本身的性質，與電壓和電量無關，故放電時，電容不變，故D錯誤．故選B． 點睛：本題考查電容以及安培力的性質，要注意掌握左手定則以及電容的性質等基本內容，明確電容由導體本身的性質決定． 8．如圖所示，a、b為豎直正對放置的平行金屬板構成的偏轉電場，其中a板帶正電，兩板間的電壓為U，在金屬板下方存在一有界的勻強磁場，磁場的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁場范圍足夠大，磁場的磁感應強度大小為B，一帶正電粒子以速度v0從兩板中間位置與a、b平行方向射入偏轉電場，不計粒子重力，粒子通過偏轉電場后從PQ邊界上的M點進入磁場，運動一段時間后又從PQ邊界上的N點射出磁場，設M、N兩點距離為x（M、N點圖中未畫出），從N點射出的速度為v，則以下說法中正確的是 A. 只增大帶電粒子的比荷大小，則v減小 B. 只增大偏轉電場的電壓U的大小，則v減小 C. 只減小初速度v0的大小，則x不變 D. 只減小偏轉電場的電壓U的大小，則x不變 【答案】 D 【解析】粒子在電場中，水平方向；豎直方向，；，解得，則只增大帶電粒子的比荷大小，則v增大，選項A錯誤；只增大偏轉電場的電壓U的大小，則E變大，v變大，選項B錯誤；減小初速度v0的大小，則導致進入磁場的速度減小，由半徑公式R=，可知，導致半徑減小，則x也減小，故C錯誤；減小偏轉電場的電壓U的大小，設速度與磁場邊界的夾角為θ，則由半徑公式，結合幾何關系，可得：x=2Rsinθ=，則會導致x不變，故D正確；故選D． 點睛：考查粒子做類平拋運動與勻速圓周運動的處理規(guī)律，掌握圓周運動的半徑公式，注意運動的合成與分解的方法． 9．如圖所示，平行板電容器的兩個極板與水平方向成θ角，極板間距為d，兩極板M、N與一直流電源相連，且M板接電源正極，MN間電勢差為U，現有一帶電粒子以初速度v0進入并恰能沿圖中所示水平直線從左向右通過電容器。若將電容器撤走，在該區(qū)域重新加上一個垂直于紙面的勻強磁場，使該粒子仍以原來初速度進入該區(qū)域后的運動軌跡不發(fā)生改變，則所加勻強磁場的磁感應強度方向和大小正確的是 A. 垂直于紙面向里 B. 垂直于紙面向里 C. 垂直于紙面向外 D. 垂直于紙面向外 【答案】 C 【解析】根據題意可知，粒子做直線運動，則電場力與重力的合力與速度在同一直線上，所以電場力只能垂直極板向上，受力如圖所示 因為上極板帶正電，電場力方向與板間場強方向相反，故微粒帶負電； 根據受力圖，粒子做直線運動，則電場力與重力的合力與速度方向反向，在豎直方向： 在該區(qū)域重新加上一個垂直于紙面的勻強磁場，粒子做直線運動，由于粒子受到的洛倫茲力的方向始終與速度的方向垂直，則根據二力平衡可知，洛倫茲力的方向向上．根據左手定則可知，磁場的方向垂直于紙面向外． 根據二力平衡得： 所以： C正確；ABD錯誤； 故選C。 10．如圖所示，MN和PQ表示垂直于紙面的兩個相互平行的平面，在這兩個平面之間的空間區(qū)域內存在著相互垂直的勻強電場和勻強磁場，其中磁場方向與紙面垂直。一個帶電粒子以某一初速度由MN平面上的A點沿垂直MN平面的方向進入這個場區(qū)恰能沿直線運動，并從PQ平面上的C點離開場區(qū)，AC連線與兩平面垂直。如果這個區(qū)域只有電場，其他條件不變，則粒子從PQ平面上的B點離開場區(qū)；如果這個區(qū)域只有磁場，其他條件不變，則粒子從PQ平面上的D點離開場區(qū)。若粒子在上述三種情況下通過場區(qū)的總時間分別是t1、t2和t3，運動的加速度大小分別為a1、a2和a3，不計空氣阻力及粒子所受重力的影響，則下列判斷中正確的是（ ） A. t1=t2=t3，a1
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