1、20212021 年高考高三下学期开学考试物理试题汇编年高考高三下学期开学考试物理试题汇编 专题 19 磁场(一) 1 1、(2021(2021山东省实验中学西校区高三下学期山东省实验中学西校区高三下学期 2 2 月测试月测试) )在竖直平面内建立直角坐标系，曲线 y= 2 20 x 位于第 一象限的部分如图所示，在曲线上不同点以一定的初速度 v0向 x轴负方向水平抛出质量为 m、带电荷量为 q的小球，小球下落过程中都会通过坐标原点 O，之后进入第三象限的匀强电场和匀强磁场区域(图中未 画出)，结果小球恰好在竖直面内做匀速圆周运动，并且都能打到 y 轴负半轴上。已知匀强磁场的磁感应强 度大小为
2、 B(g 取 10m/s2)，则下列说法正确的是( ) A. 第三象限的电场强度大小为 mg q ，方向竖直向下 B. 小球的初速度为 10m/s C. 第三象限的磁场方向一定是垂直纸面向里 D. 要使所有的小球都能打到 y轴的负半轴，所加磁场区域的最小面积是 2 0 1 () 2 mv qB 【答案】BCD 【解析】 A小球在第三象限做匀速圆周运动，则 mg=qE 即 E= mg q ，方向竖直向上，A 错误； B设小球释放点的坐标为(x，y)，初速度为 v0，由平抛规律可知 x=v0t y= 1 2 gt2 由以上两式可得 y= 2 0 2 g v x2，又由题意可知 y= 2 20 x
3、，联立可得 v0=10m/s，B正确； C根据题意结合左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里，C正确； D设小球最初进入第三象限时合速度为 v，与 y轴负半轴夹角为 ，则有 v0=vsin 洛伦兹力提供向心力 qvB=m 2 v r 联立可得 r= 0 sin mv qB ，小球在磁场中的偏转角恒为 2且运动轨迹的弦长不变，恒为 0 2mv qB ，要使小球都能 打到 y 轴负半轴上，所加磁场区域的最小面积为 Smin= 1 2 R2= 2 0 1 () 2 mv qB D 正确。 故选 BCD。 2 2、 (2021(2021 山东省实验中学西校区高三下学期 山东省实验中学西校区高三下学期 2
4、2 月测试月测试) )如图所示， 某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场， 电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面水平向里。一带电微粒由 a 点以一定的初速度进入电磁场，刚好能 沿直线 ab 斜向上运动，则下列说法正确的是( ) A. 微粒可能带正电，也可能带负电 B. 微粒的动能可能变大 C. 微粒的电势能一定减少 D. 微粒的机械能一定不变 【答案】C 【解析】 本题考查了带电微粒在复合场中的运动，意在考查考生综合能量的相关规律处理问题的能力 A微粒受到重力、电场力和洛伦兹力作用，在复合场中做直线运动，其合力为零，根据做直线运动的条件 可知微粒的受力情况如图所示，所以微粒一定带负电，A 错误； B
5、微粒一定做匀速直线运动，否则速度变化，洛伦兹力大小变化，微粒将做曲线运动，因此微粒的动能保 持不变B错误； C微粒由 a沿直线 ab 运动的过程中，电场力做正功，电势能一定减小，C正确； D在微粒的运动过程中，洛伦兹力不做功，电场力做正功，则微粒的机械能一定增加，D错误。 故选 C。 3 3、(2021(2021天津市三中高三下学期天津市三中高三下学期 2 2 月月考月月考) )如图所示，A 板发出的电子(重力不计)经加速后，水平射入水 平放置的两平行金属板 M、N 间，M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏 P 上，关于电子的运动，下列说法中正确的是 A. 当滑动触
6、头向右移动时，电子打在荧光屏的位置上升 B. 当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间不变 C. 若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度大小不变 D. 若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度变大 【答案】AC 【解析】 当滑动触头向右移动时，电场的加速电压增大，加速后动能增大，进入磁场的初速度增大，向下偏转程度 变小，位置上升，故 A正确；粒子的周期与带电粒子的速度无关，速度变大，则半径变大，轨迹变得平缓， 则圆心角变小，穿过磁场区所用的时间变小，故 B 错误；由于洛伦兹力不做功，所以磁感应强度的大小不 影响带电粒子运动的速度大小，故 C正确、D 错误 故选 AC。
7、4 4、 (2021(2021 浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考 浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考) )如图所示， 某霍尔元件样品的材料为金属， 现将该样品置于磁场中，其上下表面与磁场方向垂直，磁场由电磁铁提供；电源 2 E通过图中的 1、3接线 端给前后表面提供电压，左右表面间通过图中的 2、4接线端与电压表(零值在中间)相连；当开关 S1、S2闭 合后，该样品发生了“霍尔效应”，则( ) A. 断开 S1，样品也会发生“霍尔效应”；断开 S2，样品不会发生“霍尔效应” B. 与接线端 2 相连的霍尔元件样品右侧面带正电 C. 仅将电源 E2反向接入电路，电压表的
8、偏转方向不变 D. 若适当将 1 R、 2 R都增大，则电压表示数一定减小 【答案】D 【解析】 A断开 S1则磁场消失，样品不会发生“霍尔效应”，断开 S2，霍尔元件中的电子没有定向移动，就不会 受到洛仑兹力作用，样品也不会发生“霍尔效应”，故 A 错误； B由右手螺旋定则知，将产生竖直向下的磁场，由于霍尔元件样品的材料为金属，金属中只有自由电子能 定向移动，由左手定则，自由电子将聚集在霍尔元件样品右侧面从而带负电，故 B错误； C仅将电源 E2反向接入电路，由左手定则自由电子受力的方向将发生变化，电压表的偏转方向将相反， 故 C 错误； D根据题意稳定时有 U eevB d 结合电流的微观
9、表达式Inesv，可得 d UIB nes 当 1 R、 2 R都增大时，则IB减小，电压表示数一定减小，故 D正确。 故选 D。 5 5、 (2021(2021 浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期 浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考返校联考) )如图所示， 从混合放射源射出的正离子 a、 b、c分别从 O点水平射入竖直向下的匀强电场中，a、b打到倾斜的绝缘板 A上不同的点，c 打在水平绝缘 板 B 上，不计重力，则( ) A. c的初速度一定大于 a的初速度 B. c从 O到 B 板的时间一定大于 a从 O到 A 板的时间 C. c打在 B板时的速度方向一定与 b 打在 A
10、板时的速度方向不平行 D. a、b打在 A板上的速度方向可能不平行 【答案】C 【解析】 AB正离子 a、b、c 均做类平抛运动，由于在竖直方向加速度的大小关系无法确定，AB 错误： C由类平抛运动的二级结论，设速度偏向角为，位移偏向角为，则tan2tan，c打在 B板的位移 偏向角一定与 b 打在 A 板的偏向角不同，C正确： Da，b 打在 A 板上的位移偏向角相等，则速度方向一定平行，D错误。 故选 C。 6 6、(2021(2021浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考) )如图所示，在通电螺线管正上方，用绝缘 细杆悬挂一根通有恒定
11、电流的硬直导线ab(ab水平方向上被限制，不会发生转动)，直导线中的电流方向 由 a向 b，P 点位于导线ab中点正下方，同时也位于螺线管中点正上方，当闭合开关 S 稳定后( ) A. 通电螺线管在导线ab中点处产生的磁场方向水平向右 B. 导线ab对通电螺线管没有作用力 C. 导线 b 端所受安培力的方向是垂直纸面向内 D. P 点的磁感应强度增强 【答案】D 【解析】 A由右手螺旋定则，通电螺线管在导线ab中点处产生的磁场方向水平向左，所以 A 错误； B由左手定则可知，通电螺线管对导线ab有安培力作用，由牛顿第三定律，导线ab对通电螺线管也有反 作用力，所以 B错误； C由左手定则，导线
12、 b 端所受安培力的方向是垂直纸面向外。所以 C 错误； D通电螺线管在导线 p点处产生的磁场方向水平向左，导线ab在 P 点处的磁场方向垂直于纸面向内，由 平行四边形定则，P 点处的合磁感应强度增强，所以 D 正确； 故选 D。 7 7、(2021(2021江苏省名校联盟高三下学期开学考试江苏省名校联盟高三下学期开学考试) )如图，三个完全相同的带正电的小球，从一高度开始自由 落下，其中 a直接落地，b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，c下落时经过一个水平方向的匀强 磁场区，不计空气阻力，设它们落地的速度大小分别为 va、vb、vc，则( ) A. va=vb =vc B. vb va
13、 vc C. va vb = vc D. va =vc vb 【答案】D 【解析】 根据题意可知，a 球做自由落体运动，下落过程中只有重力做功；而 b 球除竖直方向做自由落体运动外，水 平方向受到电场力作用做初速度为零的匀加速运动，由于 b 球在下落的过程中电场力对小球做正功，故根 据动能定理知 b 球的落地速度大于 a 球的落地速度；c 球在下落过程中经过磁场，c 球受到洛伦兹力作用， 因洛伦兹力始终与速度垂直且对小球始终不做功，c 球下落过程中只有重力对小球做功，根据动能定理知 c 球下落的末动能与 a 球的末动能相等，即速度大小相等，由此分析知，ABC错误，D 正确 8 8、(2021(
14、2021江苏省苏州市高三下学期期初调研江苏省苏州市高三下学期期初调研) )零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线 圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在 指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 AC如图所示，当指针向左偏转时， 铝框或铝板可能会离开磁场， 产生不了涡流， 起不到电磁阻尼的作用， 指针不能很快停下，A、C方案不合理，AC 错误； B此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应
15、电流，起 不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B方案不合理，B错误； D 此图是铝板， 磁场在铝板中间， 无论指针偏转角度大小， 都会在铝板上产生涡流， 起到电磁阻尼的作用， 指针会很快稳定的停下，便于读数，D方案合理，D正确。 故选 D。 9 9、 (2021(2021 湖北省名校联盟高三下学期开学考试 湖北省名校联盟高三下学期开学考试) )如图所示,MN 是磁感应强度为 B 的匀强磁场的边界. 一质 量为 m、电荷量为 q 的粒子在纸面内从 O 点射入磁场. 若粒子速度为 v0,最远能落在边界上的 A 点. 下列 说法正确的有 A. 若粒子落在 A 点的左侧,其速度一定小于 v0 B.
16、若粒子落在 A 点的右侧,其速度一定大于 v0 C. 若粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内,其速度不可能小于 v0 -qBd/2m D. 若粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内,其速度不可能大于 v0 +qBd/2m 【答案】BC 【解析】 试题分析：当粒子垂直于 MN 入射时，经过 MN 时离 O 点最远，此时 OA=2R0；若粒子的速度大于 v0，则粒 子的半径将变大，但是粒子如果速度方向与 MN 成一定角度入射，则仍可以到达 A 点；选项 A 错误；若粒 子落在 A 点的右侧，则说明粒子运动的圆半径大于 R0，则其速度一定大于 v0，选项 B 正确；当粒子从 O 点 垂直 MN 入
17、射，落在 A 点左侧相距为 d 的位置时，有，则，即， 解得：， 则若粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内， 其速度不可能小于 v0 2 qBd m ， 选项 C 正确； 当粒子从 O 点垂直 MN 入射，落在 A 点右侧相距为 d 的位置时，有，则，即 ，解得：，则若粒子大于 v，但不是垂直 MN 入射，粒子同样可以落在 A 点左 右两侧 d 的范围内，选项 D 错误；故选 BC. 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动. 1010、(2021(2021湖北省宜昌市高三下学期开学考试湖北省宜昌市高三下学期开学考试) )如图所示，A、B、C 三根通电长直导线均水平固定，导线 通入的恒定电流大小相等， 方向如图， 其中A、 B垂直纸面且关于C对称， 则导线C所受磁场力的情况是( ) A. 大小为零 B. 方向竖直向上 C. 方向竖直向下 D. 方向水平向左 【答案】A 【解析】 由右手螺旋定则， 对称性与磁感应强度的叠加原理， AB通电直导线在导线C处的合磁场方向总是水平向右， 所以导线 C所受磁场力大小为零，则 A 正确；BCD错误； 故选 A。
