2023屆高考一輪復(fù)習(xí) 十一 磁場(chǎng) 質(zhì)量檢測(cè)卷5（含解析）

2023屆高考一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題十一磁場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)卷5（含解析）

一、單選題

1.如圖所示，等腰AMPQ的底邊長(zhǎng)為2x,ZM=Z2=30°.在M點(diǎn)固定一條長(zhǎng)直導(dǎo)線，

電流方向垂直紙面向里；在。點(diǎn)固定一條長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外，兩導(dǎo)線中

的電流大小均為/?已知在無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可用

公式8（左是常數(shù)，/是導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度，/?是該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離）表示，則尸

r

點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）

M?-：--8--詢(xún)O

6klRW「2也kl口3W

2xx3x2x

2.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)E方向豎直向下，水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)8垂直紙面向里，三個(gè)油滴〃、

b、c帶有等量同種電荷；已知“靜止，6、c在紙面內(nèi)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（軌跡未畫(huà)出）.以

下說(shuō)法正確的是（）

A.a的質(zhì)量最大，c的質(zhì)量最小，6、c都沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)

B.b的質(zhì)量最大，a的質(zhì)量最小，b、c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)

C.三個(gè)油滴質(zhì)量相等，6沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，c?沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)

D.三個(gè)油滴質(zhì)量相等，氏c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)

3.1932年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，這臺(tái)加速器由兩

個(gè)銅質(zhì)。形盒。八。2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說(shuō)法正確的是（）

A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

C.離子從磁場(chǎng)中獲得能量

D.離子從電場(chǎng)和磁場(chǎng)中共同獲得能量

4.發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是（）

A.牛頓B.奧斯特C.安培D.韋伯

5.如圖所示，在半徑為R的圓形（虛線）區(qū)域外存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在

此區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都為跳某一放射性元素

的原子核X開(kāi)始時(shí)靜止于邊界上某點(diǎn)，放出一個(gè)粒子后變?yōu)樵雍薡,衰變后兩種粒

子的軌跡如圖中實(shí)線所示，半徑大小分別為R/、R2,且R<4,下列說(shuō)法正確的是（）

XXRX*、X

A.半徑為冷的圓為原子核Y的軌跡B.原子核X釋放出的粒子為a粒子

C.原子核Y與粒子的電荷量之比為R/：R2D.原子核Y與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期

一定相同

6.如圖所示，兩個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子M和N,同時(shí)由小孔S垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中，又同時(shí)飛出磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。忽略?xún)闪Ｗ娱g的相互影響，下列表

述正確的是（）

XXXX

xMX

A.M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B.M的比荷小于N的比荷

C.M的比荷大于N的比荷D.M的速率小于N的速率

7.如圖所示，某帶電粒子（重力不計(jì)）由M點(diǎn)以垂直于磁場(chǎng)以及磁場(chǎng)邊界的速度丫射

入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與原來(lái)射入方向的夾角為。=30。。磁場(chǎng)

的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8.由此推斷該帶電粒子（）

A.帶正電B.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線

C.電荷量與質(zhì)量的比值為之D.穿越磁場(chǎng)的時(shí)間為黑

dB3v

8.國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)規(guī)定，高鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)輻射的安全標(biāo)準(zhǔn)為100〃T以下。

則用國(guó)際單位制基本單位表示該磁感應(yīng)強(qiáng)度正確的是（）

A.lT=lkgm2/AB.IT=1kg/（A.s）

C.lT=lN/（Am）D.1T=lkg/（A-s2）

9.如圖所示，空間中存在一平面直角坐標(biāo)系xQy,其第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向

里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將一帶負(fù)電的粒子從y軸上的40,4）點(diǎn)以一定初速度，沿著與＞軸正半

軸成6=45。的方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，粒子從x軸上的C點(diǎn)垂直x軸離開(kāi)磁場(chǎng)。

已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,粒子的比荷和電荷量分別為公4,粒子的重力不計(jì)。下列說(shuō)

B.從射入磁場(chǎng)到離開(kāi)磁場(chǎng)，粒子所受洛倫茲力沖量的大小為還幽

4

C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為4

D.C與。點(diǎn)相距（夜+l）a

10.下列選項(xiàng)正確的是（）

A.電磁波的傳播速度一定是3x108mzs

B.雷達(dá)探測(cè)物體的基本原理是利用了電磁波的衍射現(xiàn)象

C.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)

D.麥克斯韋是證實(shí)電磁波理論的第一人

11.三根相互平行長(zhǎng)直導(dǎo)線6、c分別從等腰直角三角形三個(gè)頂點(diǎn)處垂直穿過(guò)紙面且

固定，導(dǎo)線中通有大小和方向均相同的恒定電流，如圖所示.若6導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的

磁場(chǎng)在4、C連線中點(diǎn)。處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo,則。點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）

b

0

/'、、

-----Q------

A.5/5BnB.5/2BoC.3BoD.Bn

12.以下物理量為矢量，且單位用國(guó)際單位制基本單位表示正確的是（）

A.磁通量T-n?

B.電場(chǎng)強(qiáng)度kg-m/（C-s2）

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度kg/（A-s2）

D.電流A

二、多選題

13.如圖為一具有速度選擇功能的質(zhì)譜儀原理圖，P為粒子加速器，加速電壓為q；Q

為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為用，兩板間距離為d：M為偏轉(zhuǎn)分離

器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為與。一質(zhì)量為，”、電荷量為e的帶電粒子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后，

該粒子恰能通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則（）

c.速度選擇器兩板間電壓力的大小與G無(wú)關(guān)

D.該粒子在分離器磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑與。2、均無(wú)關(guān)

14.磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)。如圖表示了它的原理：將一束等離子體（即高溫下電

離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子，而從整體來(lái)說(shuō)呈電中性）噴射入磁場(chǎng)，在場(chǎng)中有

兩塊金屬板4、B,這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體速度

均為v,板間距離為乩板平面的面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于速

度方向，負(fù)載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間，其電阻率為小當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)

電時(shí)，A、B就是一個(gè)直流電源的兩個(gè)電極。下列說(shuō)法正確的是（）

等離子體

A.圖中A板是電源的負(fù)極

B.A、B間的電壓即為該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)

C.正對(duì)面積S越大，該發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)越大

D.電阻R越大，該發(fā)電機(jī)輸出效率越高

15.下圖中關(guān)于磁場(chǎng)中的四種儀器的說(shuō)法中正確的是（）。

乙：質(zhì)譜儀

A.甲圖加速粒子A,不改變交流電頻率和磁感應(yīng)強(qiáng)度，一定不能用它加速粒子B

B.乙圖中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)磁場(chǎng)時(shí)，擊中光屏不同位置的粒子速度相同

C.丙圖中金屬導(dǎo)體的霍爾元件通上如圖所示電流和加上如圖磁場(chǎng)時(shí)N側(cè)電勢(shì)高

D.丁圖中電磁流量計(jì)，前后兩個(gè)金屬側(cè)的電壓U,其它如上圖，則流量。=乎

D

三、解答題

16.邊長(zhǎng)為。的等邊三角形線框MZJV由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源相接.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為B,通過(guò)ML棒的電流大小為求：

（1）導(dǎo)體棒受到的安培力大小F”

（2）線框受到的安培力大小乃。

17.如圖所示，平面直角坐標(biāo)X。），的第一象限內(nèi)存在著有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。直線

y=d與y軸相交于尸點(diǎn)，磁場(chǎng)分布在x軸與直線y=d之間，方向垂直紙面向里；電場(chǎng)

分布在直線y=d上方，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=0晅，方向豎直向下。質(zhì)量為機(jī)、電荷量為

m

的帶正電荷的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)。垂直磁場(chǎng)方向射入，射入時(shí)的速度大小為V。，方向與X

軸正方向成60。，并恰好從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力。

（1）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

（2）若將磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)榫?，其他條件不變，求：

2

①粒子能達(dá)到的縱坐標(biāo)的最大值yrn-,

②粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間人

參考答案

1.D

【解析】

【詳解】

根據(jù)安培定則可知，固定在M點(diǎn)和。點(diǎn)的通電直導(dǎo)線在尸點(diǎn)的磁場(chǎng)如圖所示，兩通電直導(dǎo)

線在P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小4、層，均為

kl

2x

根據(jù)幾何關(guān)系可知，4、的夾角為60。，則P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

B=2B.cos30=—

12x

故選D。

/w、、、

M&------方——:?Q

2.D

【解析】

【詳解】

三個(gè)油滴帶等量同種電荷，由。靜止可知帶負(fù)電，電場(chǎng)力等于重力，氏c做勻速圓周運(yùn)動(dòng),

電場(chǎng)力也等于重力，故三者質(zhì)量相等；由左手定則可知從c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。

故選D。

3.A

【解析】

【詳解】

AB.離子從加速器中心附近進(jìn)入加速器，由洛倫茲力提供向心力，隨著速度增大，運(yùn)動(dòng)半

徑增大，從邊緣射出，A正確，B錯(cuò)誤；

CD.電場(chǎng)加速離子，洛倫茲力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，不能從磁場(chǎng)獲得能量，可以

從電場(chǎng)獲得能量，但是磁場(chǎng)可以使離子做圓周運(yùn)動(dòng)，多次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域加速，C、D錯(cuò)誤。

故選A。

4.B

【解析】

【詳解】

發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是奧斯特，通過(guò)實(shí)驗(yàn)揭示了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)；牛頓在力學(xué)方面做

出了卓越貢獻(xiàn)，牛頓建立了三大力學(xué)定律和發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力；安培總結(jié)出了電流周?chē)拇艌?chǎng)

方向和電流方向的關(guān)系定則-安培定則；紐曼和韋伯總結(jié)得到了法拉第電磁感應(yīng)定律，故

ACD錯(cuò)誤，故B正確；

故選B。

5.B

【解析】

【詳解】

AC.根據(jù)牛頓第二定律得

解得

tnv

r=——

qB

再根據(jù)動(dòng)量守恒定律，衰變前原子核X處于靜止?fàn)顟B(tài)，衰變后兩粒子的動(dòng)量大小一定相等，

所以它們?cè)诖艌?chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為8）中的運(yùn)動(dòng)半徑跟電荷量成反比，半徑小的軌跡為

原子核Y的軌跡，則兩個(gè)粒子的電荷量之比為

AC錯(cuò)誤；

B.由題意只小圓為新核的軌跡，粒子帶正電，在切點(diǎn)向心力指向圓心水平向右，因此新核

的粒子速度向下，因此可知衰變產(chǎn)生的粒子速度方向向上，洛倫茲力水平向右，因此粒子帶

正電，衰變?yōu)閍衰變，B正確；

D.由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期公式丁=一7可知，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的磁場(chǎng)

qB

中，帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期與比荷的倒數(shù)成正比，由題中條件無(wú)法確定兩者比荷大小，D錯(cuò)誤。

故選B。

6.A

【解析】

【詳解】

A.N向左偏轉(zhuǎn)，在S處所受洛倫茲力向左，”向右偏轉(zhuǎn)，在S處所受洛倫茲力向右，由左

手定則可知M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，故A正確；

BCD.在磁場(chǎng)中，根據(jù)

qvB=m—

r

可得

mv

r=——

qB

又

.2兀R

I=-----

v

可得

2m7?

/=----

qB

兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，所對(duì)應(yīng)的圓心角相等，所以周期T相等，則比荷相等，由

于M的軌跡半徑大于N的軌跡半徑，所以M的速率大于N的速率，故BCD錯(cuò)誤。

故選A。

7.D

【解析】

【詳解】

A.根據(jù)左手定則，粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；

B.該粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓周的一部分，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)牛頓第二定律

V2

qvB=m—

又因?yàn)?/p>

sin30°=-

r

解得

三二上

m2dB

C錯(cuò)誤；

D.穿越磁場(chǎng)的時(shí)間為

12

-2mn

I=-----

qB

解得

1d

t=——

3v

D正確。

故選Do

8.D

【解析】

【詳解】

根據(jù)

B=E

IL

可得磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是N/(A,m),但N不是國(guó)際單位制基本單位，又由

F-ma

可得

IN=1kg-m/s2

聯(lián)立可得

!T=lkg/(A-s2)

故ABC錯(cuò)誤，D正確。

9.D

【解析】

【詳解】

作出粒子的軌跡，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

_（兀-6）2M_3兀

27iqB4kB

A錯(cuò)誤；

BC.由幾何關(guān)系得粒子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑

R=42a

由洛倫茲力提供向心力有

qvB=m—

R

解得

qBREqBa

mm

因?yàn)槁鍌惼澚κ亲兞?，所以粒子所受洛倫茲力沖量的大小/工（4田）r,即

/工\鳥(niǎo)］3M_3近TtqBa

BC錯(cuò)誤；

D.由幾何關(guān)系可知，C與。點(diǎn)距離為

s0c=R+a=（-72+1）a

D正確。

故選D。

10.C

【解析】

【詳解】

A.電磁波的傳播速度受介質(zhì)影響，A錯(cuò)誤；

B.雷達(dá)探測(cè)物體的基本原理是利用了電磁波的反射現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；

C.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，C正確；

D.赫茲是最早用實(shí)驗(yàn)證實(shí)麥克斯韋電磁波理論的科學(xué)家。D錯(cuò)誤。

故選C。

11.D

【解析】

【詳解】

由安培定則可知，導(dǎo)線。與導(dǎo)線c在。點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和等于零，則。點(diǎn)

的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于導(dǎo)線b在。點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，則O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為8°,則D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

12.C

【解析】

【分析】

【詳解】

A.磁通量為標(biāo)量，故A錯(cuò)誤；

B.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，根據(jù)

?Fma

E=-=——

qh

可知電場(chǎng)強(qiáng)度單位可表示為kg-m/(A-s3),故B錯(cuò)誤;

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，根據(jù)

八￡=改

ILIL

可知磁感應(yīng)強(qiáng)度單位可表示為kg/(A。)，故C正確;

D.電流是標(biāo)量，故D錯(cuò)誤。

故選C。

13.BD

【解析】

【詳解】

AB.根據(jù)粒子在偏轉(zhuǎn)分離器中的運(yùn)動(dòng)，由左手定則判斷可知，粒子帶正電，故A錯(cuò)誤，B

正確;

C.粒子在加速電場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得

^mv2=eU1

粒子在速度選擇器中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由受力分析可得

^e=evB]

聯(lián)立求解得

Vm

可知，3與q有關(guān)，故c錯(cuò)誤;

D.粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器中的做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力

V

evB>=m—

2R

解得

RJ畫(huà)

Ve

可知，R與力、無(wú)關(guān)，故D正確。

故選BD..

14.AD

【解析】

【詳解】

A.根據(jù)左手定則，正電荷向下偏轉(zhuǎn)，所以B板帶正電，為直流電源的正極，A板為電源的

負(fù)極，A正確：

B.由于氣體也有電阻，因此兩極板之間的電壓為路端電壓，B錯(cuò)誤；

C.由于兩極板積累的電荷量逐漸增多，其間的電場(chǎng)力逐漸增大，最終電荷在電場(chǎng)力和洛倫

茲力作用下處于平衡，有

qvB=牛

a

解得電動(dòng)勢(shì)

E=Bdv

與正對(duì)面積無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；

D.該電源的效率為

因?yàn)?/p>

整理可得

顯然外電阻R越大，電源的效率越高，D正確。

故選AD。

15.BD

【解析】

【詳解】

A.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與加速電場(chǎng)的周期相等，根據(jù)

2兀m

T=------

qB

知，不改變交流電頻率和磁感應(yīng)強(qiáng)度，若換用荷質(zhì)比不變的粒子，同樣可以被加速，故A

錯(cuò)誤;

B.設(shè)粒子的速度大小為v時(shí)才能夠通過(guò)速度選擇器，則

qE-qvBy

解得

E

v=一

設(shè)粒子在磁場(chǎng)比中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,根據(jù)牛頓第二定律有

v2

qvB?=m—

r

mvmE

r=----

B2qB'B^q

粒子擊中屏的位置到進(jìn)入磁場(chǎng)82位置的距離為

x=2，=*

8出現(xiàn)

所以乙圖中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)、磁場(chǎng)時(shí)擊中光屏不同位置的粒子比荷不同，但速度

相同。故B正確;

C.由題意可知霍爾元件中自由電荷的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知N側(cè)帶

負(fù)電荷，電勢(shì)低。故C錯(cuò)誤;

D.當(dāng)前后兩個(gè)金屬側(cè)面間電壓穩(wěn)定時(shí)，液體中離子所受洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，即

液體的流量為

Q=vS=bcv

解得

。岑

故D正確。

故選BD。

16.(1)6=2B/a；(2)F,=3Bia

【解析】

【詳解】

(1)根據(jù)電阻定律和歐姆定律可知通過(guò)MN的電流大小為21,則安培力為

F\=2Bla

(2)MLN段有效長(zhǎng)度為a,MAN段的安培力大小為

F=BIa

線框的安培力為

F2=FI+F

解得

F2=3>BIa