【高考】2020年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题11-磁场物理.pdf
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1、2020 年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题 11 磁场物理 专题 11 磁场 1(2019新课标全国卷)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为 A2F B1.5F C0.5F D0【答案】B【解析】设每一根导体棒的电阻为 R,长度为 L,则电路中,上下两路电阻之比为12:2:2:1RRR R,根据并联电路两端各电压相等的特点可知,上下两路电流之比12:1:2II。如下图所示,由于上路通电的导体受安培力的有效长度为 L,根据安培
2、力计算公式FILB,可知12:1:2FFII,得12FF,根据左手定则可知,两力方向相同,故线框 LMN 所受的合力大小为32FFF,故本题选 B。2(2019新课标全国卷)如图,边长为 l 的正方形 abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外。ab 边中点有一电子发射源 O,可向磁场内沿垂直于 ab 边的方向发射电子。已知电子的比荷为 k。则从 a、d 两点射出的电子的速度大小分别为 A14kBl,54kBl B14kBl,54kBl C12kBl,54kBl D12kBl,54kBl【答案】B【解析】a 点射出粒子半径 Ra=4l=amvBq,
3、得:va=4Bqlm=4Blk,d 点射出粒子半径为2222lRlR,R=54l,故 vd=54Bqlm=54klB,故 B选项符合题意 3(2019新课标全国卷)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 A56mqB B76mqB C116mqB D136mqB【答案】B【解析】运动轨迹如图。即运动由两部分组成,第一部分是14个周期,第二部分是16个周期,粒子在第二象限运动转过的角度为 90,则运
4、动的时间为221 2442TmmtqBqB;粒子在第一象限转过的角度为 60,则运动的时间为111 226632TmmtBqBq;则粒子在磁场中运动的时间为:1227326mmmtttqBqBqB,故 B正确,ACD错误。.4(2019北京卷)如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出。下列说法正确的是 A粒子带正电 B粒子在b点速率大于在a点速率 C若仅减小磁感应强度,则粒子可能从 b 点右侧射出 D若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短【答案】C【解析】由左手定则确粒子的电性,由洛伦兹力的特点确定粒子在 b、a 两点的速率,根据2vqv
5、Bmr确定粒子运动半径和运动时间。由题可知,粒子向下偏转,根据左手定则,所以粒子应带负电,故 A错误;由于洛伦兹力不做功,所以粒子动能不变,即粒子在 b点速率与a点速率相等,故B错误;若仅减小磁感应强度,由公式2vqvBmr得:mvrqB,所以磁感应强度减小,半径增大,所以粒子有可能从 b点右侧射出,故 C正确,若仅减小入射速率,粒子运动半径减小,在磁场中运动的偏转角增大,则粒子在磁场中运动时间一定变长,故 D 错误。5(2019天津卷)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。
6、如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为 v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭。则元件的()A前表面的电势比后表面的低 B前、后表面间的电压U与 v 无关 C前、后表面间的电压U与c成正比 D自由电子受到的洛伦兹力大小为eUa【答案】D【解析】由图知电流从左向右流动,因此电子的运动方向为从右向左,根据左手定则可知电子偏转到后面表,因此前表面的电势比后表面的高,故 A 错误,电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡,有=,=UFev
7、B FeEea洛电,故=UFea洛,故 D 正确,由UevBea则电压UavB,故前后表面的电压与速度有关,与 a 成正比,故 BC错误。6(2019江苏卷)如图所示,在光滑的水平桌面上,a和b是两条固定的平行长直导线,通过的电流强度相等 矩形线框位于两条导线的正中间,通有顺时针方向的电流,在a、b产生的磁场作用下静止则a、b的电流方向可能是 A均向左 B均向右 Ca的向左,b的向右 Da的向右,b的向左【答案】CD【解析】由右手螺旋定则可知,若 a、b两导线的电流方向相同,在矩形线框上、下边处产生的磁场方向相反,由于矩形线框上、下边的电流方向也相反,则矩形线框上、下边所受的安培力相反,所以不
8、可以平衡,则要使矩形线框静止,a、b两导线的电流方向相反,故 CD正确。7(2019浙江选考)电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示。两相距很近的通电平行线圈和,线圈固定,线圈置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。下列说法正确的是 A当天平示数为负时,两线圈电流方向相同 B当天平示数为正时,两线圈电流方向相同 C线圈对线圈的作用力大于线圈对线圈的作用力 D线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力是一对相互作用力【答案】A【解析】当两线圈电流相同时,表现为相互吸引,电流方向相反时,表现为相互排斥,故当天平示数为正时,两者相互排斥,电流方向相反,当天平示数为负时,两者相互吸引,
9、电流方向相同,A正确 B错误;线圈对线圈的作用力与线圈对线圈的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误;静止时,线圈 II 平衡,线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力是一对平衡力,D错误【点睛】本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律:两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 电流方向相同时,将会吸引;电流方向相反时,将会排斥 8(2019浙江选考)磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为 v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为 B的匀强磁场中,在相距为 d、宽为 a、长为 b的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻 R 连接,上、下板就是一个直流电源的两极。若稳定时等离子体
10、在两板间均匀分布,电阻率为。忽略边缘效应,下列判断正确的是 A上板为正极,电流BdvabIRabd B上板为负极,电流2BvadIRabb C下板为正极,电流BdvabIRabd D下板为负极,电流2BvadIRabb【答案】C【解析】根据左手定则,正电荷受到的洛伦兹力方向向下,负电荷受到的洛伦兹力向上,因此下极板为电源的正极,根据平衡有EqvBqd,解得稳定时电源的电动势EBdv,则流过 R 的电流为EIRr,而drS,Sab,则得电流大小为BdvabIabRd,C正确【点睛】本题的关键是理解磁流体发电机的工作原理,知道稳定时,离子所受的电场力和洛伦兹力平衡,结合闭合电路欧姆定律进行分析 9
11、(2019山东省菏泽市高三下学期第一次模拟考试)如图所示,abcd 为边长为 L 的正方形,在四分之一圆 abd 区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为 B。一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子从 b 点沿 ba 方向射入磁场,结果粒子恰好能通过 c 点,不计粒子的重力,则粒子的速度大小为 AqBLm B2qBLm C21 qBLm D21 qBLm【答案】C【解析】粒子沿半径方向射入磁场,则出射速度的反向延长线一定经过圆心,由于粒子能经过 c 点,因此粒子出磁场时一定沿 ac 方向,轨迹如图:由几何关系可知,粒子做圆周运动的半径为221rLLL,根据牛顿第二定律得:20
12、0vqv Bmr 解得:021 qBLvm,故 C 正确。故选 C。10(2019山东省潍坊市高三模拟训练)如图所示,在磁感应强度大小为 B0的匀强磁场中,两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置,二者之间的距离为 l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里,大小相等的电流时,纸面内与两导线距离为 l 的 a 点处的磁感应强度为零。若仅让 P 中的电流反向,则 a 点处磁感应强度的大小为 A2B0 B02 33B C033B DB0【答案】B【解析】如图所示。设 P 和 Q 在 a 点的磁感应强度大小为 B,当 P 和 Q 的电流都垂直纸面向里时,根据右手螺旋定则可知,P 在 a 点的磁感应强度
13、方向为水平向右偏下 30,Q 点在 a 点的磁感应强度方向为水平向右偏上 30,两者在 a 点的合磁感应强度为3B,方向水平向右,因 a 点的磁感应强度为零,故03BB。B0的方向水平向左。当 P 中电流方向反向时,磁场如图所示。如图所示当 P 的电流反向后,P 在 a 点的磁感应强度方向为水平向左偏上 30,P 和 Q在 a 点的合磁感应强度为 B,方向竖直向上,则 a 点的磁感应强度为22220a00032 333BBBBBB,故 B 正确;ACD 错误;故选 B。11(2019天津市和平区高三高考三模)质量为m、电量为q的带电粒子以速率v垂直磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场中,在洛仑兹
14、力作用下做匀速圆周运动,带电粒子在圆周轨道上运动相当于一个环形电流,则下列说法中正确的是 A环形电流的电流强度跟q成正比 B环形电流的电流强度跟v成正比 C环形电流的电流强度跟B成正比 D环形电流的电流强度跟m成反比【答案】CD【解析】设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为 T,半径为 r,则由2vqvBmr,得qBmrT22v,环形电流:22qq BITm,可见,I 与 q 的平方成正比,与 v 无关,与 B 成正比,与 m 成反比,故 AB 错误,CD 正确。12(2019江苏省南京师范大学附属中学高三 5 月模拟物理试题)如图所示,半圆光滑绝缘轨道 MN 固定在竖直平面内,O 为其
15、圆心,M、N 与 O 高度相同,匀强磁场方向与轨道平面垂直。现将一个带正电的小球自 M 点由静止释放,它将沿轨道在 M、N 间做往复运动下列说法中正确的是 A小球在 M 点和 N 点时均处于平衡状态 B小球由 M 到 N 所用的时间大于由 N 到 M 所用的时间 C小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等 D小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等【答案】D【解析】A、小球在M点和N点只受到重力,所以小球在这两点不能处于平衡状态,故 A 错误;B、由于洛仑磁力总是与运动垂直,由于没有摩擦力,故对其速度大小由影响的只有重力,故小球无论从哪边滚下,时间都是一样的,故 B 错误;D、小球不
16、管从哪边滚下,只有重力做功,且重力做功相等,由动能定理可知,小球在最低点是,速度大小总是相等的,由2=vFmr合可知合力不变,故 D 正确。C、小球从M到N运动,在最低点受到向上的洛仑磁力、向上的支持力和向下的重力,由牛顿运动定律可得:21vFFmgmr洛,故此时小球对轨道的压力为:21vFmmgFr洛;小球从N到M运动,在最低点受到向下的洛仑磁力、向上的支持力和向下的重力,由牛顿可得:22vFmgFmr洛,故此时小球对轨道的压力为22vFmFmgr洛,所以小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小不相等,故 C 错误。2020 年高考真题和模拟题分项汇编物理:专题 05 曲线运动物理 专题 0
17、5 曲线运动 1(2019新课标全国卷)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用 v 表示他在竖直方向的速度,其 vt 图像如图(b)所示,t1和 t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则 A第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大 D竖直方向速度大小为 v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【答案】BD【解析】A由 vt 图面积易知第二次面积大于等于第一次面积,故第二次
18、竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以,A 错误;B由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故 B 正确 C由于 vt 斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由0vvat,易知 a1a2,故 C 错误;D由图像斜率,速度为 v1时,第一次图像陡峭,第二次图像相对平缓,故 a1a2,由 Gfy=ma,可知,fy1fy2,故 D 正确。2(2019江苏卷)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为,重力加速度为g,则座舱 A运动周期为2R B线速度的大小为R C受摩天轮作用力的大小始终为mg D所受合
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- 高考 2020 年高 考真题 模拟 题分项 汇编 物理 专题 11 磁场
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