廣西專用2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)單元質(zhì)檢九磁場(chǎng)含解析新人教版

單元質(zhì)檢九磁場(chǎng)

（時(shí)間:45分鐘滿分：100分）

一、選擇題（本題共8小題,每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1名題只有一項(xiàng)

符合題目要求，第6年題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的

得。分）

1.在一根南北方向放置的直導(dǎo)線的正下方10cm處放一個(gè)羅盤。導(dǎo)線沒有通電時(shí)小磁針的N極指

向北方;當(dāng)給導(dǎo)線通入電流時(shí),發(fā)現(xiàn)羅盤的指針偏轉(zhuǎn)一定角度?，F(xiàn)己測(cè)出此地的地磁場(chǎng)水平分量

合石.0X105T,通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置，如圖所示。由此測(cè)出該通電直導(dǎo)線在該處

產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）

A.5.0X10^TB.1.0X10"T

C.8.66X10^TD.7.07X10-5T

答案:C

解析：電流在羅盤處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向水平向東,合磁場(chǎng)方向東偏北30°,由圖可

知：艮66X10/。故C正確。

tan30

2.如圖所示,在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極B,沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極A,把48分別與

電源的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體,現(xiàn)把玻璃皿放在如圖所示的磁場(chǎng)中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)

起來。若從上向下看，下列判斷正確的是（）

A.A接電源正極,8接電源負(fù)極,液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

B.A接電源負(fù)極,6接電源正極,液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

C.A.B與50Hz的交流電源相接,液體持續(xù)旋轉(zhuǎn)

D.僅磁場(chǎng)的N、S極互換后,重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向不變

答案：A

解析:若/接電源正極,8接電源負(fù)極,在電源外部電流由正極流向負(fù)極,因此電流由邊緣流向中心，

玻璃皿所在處的磁場(chǎng)豎直向下，由左手定則可知,導(dǎo)電液體受到的安培力沿順時(shí)針方向，因此液體沿

順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),故A正確；同理,若/接電源負(fù)極,6接電源正極,根據(jù)左手定則可知,液體沿逆時(shí)針

方向旋轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤;4、8與50Hz的交流電源相接,4、8電極之間的電流方向不斷發(fā)生改變，液體

不會(huì)持續(xù)旋轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;若磁場(chǎng)的N、S極互換后,重做該實(shí)驗(yàn),液體旋轉(zhuǎn)方向會(huì)改變,故D錯(cuò)誤。

3.電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置,如圖所示,兩相距很近的通電平行線圈/和II,線圈/固定，

線圈〃置于天平托盤上,當(dāng)兩線圈均無電流通過時(shí),天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是（）

A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí),兩線圈電流方向相同

B.當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí),兩線圈電流方向相同

C.線圈/對(duì)線圈〃的作用力大于線圈〃對(duì)線圈/的作用力

D.線圈/對(duì)線圈〃的作用力與托盤對(duì)線圈〃的作用力是一對(duì)相互作用力

答案:A

解析:裝置的構(gòu)造模型為兩個(gè)線圈和一個(gè)杠桿,當(dāng)線圈中通有同向電流時(shí)互相吸引，通有異向電流時(shí)

互相排斥,故當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)表示兩線圈互相吸引，所以為同向電流,A正確,B錯(cuò)誤。根據(jù)牛頓第

三定律可知線圈I對(duì)線圈II的作用力等于線圈n對(duì)線圈I的作用力，由相互作用力的特點(diǎn)知，線圈

I對(duì)線圈n的作用力與托盤對(duì)線圈II的作用力不是一對(duì)相互作用力,c、D錯(cuò)誤。

4.如圖所示,兩個(gè)橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓的直徑和

正方形的邊長(zhǎng)相等。兩個(gè)電子分別以相同的速度飛入兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直,

進(jìn)入圓形磁場(chǎng)的電子初速度方向?qū)?zhǔn)圓心;進(jìn)入正方形磁場(chǎng)的電子初速度方向垂直于邊界,從中點(diǎn)

進(jìn)入。則下列判斷錯(cuò)誤的是（）

/Ix4、!xxxxx

/XXXXx]?xXXXX

/XXXX，[XXXXX

；XXXXX

A.兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),其半徑一定相同

B.兩電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有可能相同

C.進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子可能先飛離磁場(chǎng)

D.進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子可能后飛離磁場(chǎng)

答案:【）

2

解析：電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,有qvB時(shí),整理得R一,兩過程電子速

度r相同,所以半徑相同，選項(xiàng)A判斷正確；電子在磁場(chǎng)中的可能運(yùn)動(dòng)情況如圖所示,軌跡1和3先

出圓形磁場(chǎng),再出正方形磁場(chǎng),軌跡2顯示電子同時(shí)從圓形與正方形邊界出磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,所

以B、C判斷正確,D判斷錯(cuò)誤。

5.如圖所示,三根長(zhǎng)為1的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形，電流的方向垂直紙面向里。電流大小

均為I,其中A.6電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為尻導(dǎo)線C位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài),

則導(dǎo)線，受到的靜摩擦力是（）

蟀、

I、、

「'》

A.V5A〃，水平向左B.《盡〃，水平向右

C.亨瓜〃水平向左D.qA"水平向右

答案:B

解析:根據(jù)安培定則，/電流在。處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于4以8電流在。處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于

BC,如圖所示。根據(jù)平行四邊形定則及幾何知識(shí)可知,合磁場(chǎng)的方向豎直向下,與46邊平行,合磁感

應(yīng)強(qiáng)度8的大小為廬2氏cos30°印由公式F=BI1得,導(dǎo)線。所受安培力大小為F=用&II,根據(jù)

左手定則,導(dǎo)線。所受安培力方向水平向左,因?qū)Ь€。位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件知,導(dǎo)

線C受到的靜摩擦力方向?yàn)樗较蛴?故選;項(xiàng)B獷正確,A、C、D錯(cuò)誤。

6.下圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,在D形盒邊上的縫隙間放置一對(duì)中心開有小孔a、6的

平行金屬板欣A；每當(dāng)帶正電的粒子從a孔進(jìn)入時(shí),就立即在兩板間加上恒定電壓,經(jīng)加速后從6孔

射出，再立即撤去電壓,而后進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?？p隙間無磁場(chǎng),不考慮相

對(duì)論效應(yīng)，則下列說法正確的是（）

%二卡于手產(chǎn)）5形盒

A.D形盒中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

B.粒子運(yùn)動(dòng)的周期不斷變大

C.粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑的增加量越來越小

D.增大板間電壓,粒子最終獲得的最大動(dòng)能變大

答案:AC

解析:粒子從6孔進(jìn)入磁場(chǎng)后受到的洛倫茲力向右，由左手定則判斷可知,D形盒中的磁場(chǎng)方向垂直

紙面向里,A正確。根據(jù)注一可知,粒子運(yùn)動(dòng)的周期不變,B錯(cuò)誤。粒子第n次加速后,根據(jù)動(dòng)能定

理可得nqU*解得不——,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑『——,粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑

的增加量△理用（廠-LT）,隨轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)的增加，粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑的增加量越來越

小,C正確。當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí),速度最大,根據(jù)r—得片一知加速粒子的最大動(dòng)能與D

形盒的半徑有關(guān),與加速電壓無關(guān),D錯(cuò)誤。

7.如圖甲所示,空間同時(shí)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,一質(zhì)

量為小電荷量為q的帶正電小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在將磁場(chǎng)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,同時(shí)給小

球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向斜向下的速度匕如圖乙所示。則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是（）

甲乙

A.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B.小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒

C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加了

D.小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)歷時(shí)j

答案:AD

解析：小球在復(fù)合場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),只受兩個(gè)力作用，即重力和電場(chǎng)力,且兩者平衡。當(dāng)把磁場(chǎng)沿

順時(shí)針方向傾斜30°,且給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向的速度「時(shí),則小球受到的合力就是洛倫茲力,且

與速度方向垂直,所以帶電粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確；由于帶電粒子在垂直于紙面的傾斜

平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程中受到的電場(chǎng)力要做功,所以機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球做勻速圓

2

周運(yùn)動(dòng)的半徑為盾一,則小球從開始到最低點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為聆qERsin30?！?所以電勢(shì)能

的增加量為一一,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球從靜止到第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的時(shí)間為選項(xiàng)D正確。

8.如圖所示,有3塊水平放置的長(zhǎng)薄金屬板a、6和c,a、6之間相距為L(zhǎng)緊貼￡板下表面豎直放

置半徑為A的半圓形塑料細(xì)管，兩管口正好位于小孔欣N處。板a與6、6與c之間接有電壓可調(diào)

的直流電源，板6與c之間還存在方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未標(biāo)出）。當(dāng)體積為以密度為o、

電荷量為（7的帶電油滴，等間隔地以速度依從a板上的小孔豎直向下射入,調(diào)節(jié)板間電壓h=U\、

私心時(shí),油滴穿過6板"孔進(jìn)入細(xì)管，恰能與細(xì)管無接觸地從“孔射出。忽略小孔和細(xì)管對(duì)電場(chǎng)的

影響，不計(jì)空氣阻力。則以下說法正確的是（）

a

A.油滴帶負(fù)電,板b與c之間的磁場(chǎng)方向向外

2

B.油滴進(jìn)入材孔的速度為J0+2+—

C.b、c兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度后為一匚

2

D.6、c兩板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為一匚\0+2+—

答案:ABC

解析:依題意可知,油滴在板6和c之間恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其所受重力和靜電力平衡,洛倫茲

力提供向心力，由此判斷得出油滴帶負(fù)電,磁場(chǎng)方向向外,A正確;油滴進(jìn)入電場(chǎng)后，重力與靜電力均

做功，設(shè)到罰點(diǎn)時(shí)的速度為必,由動(dòng)能定理得g12-1a=mgl+qU”考慮到m=P幾解得

-J。2+2+—,B正確；由上面分析可得mg=qE,解得《一^一,C正確;油滴在半圓形細(xì)管

中運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力提供向心力，即⑺歸一解得B―J（）2+2+—,D錯(cuò)誤。

二、實(shí)驗(yàn)題（10分）

9.利用霍爾效應(yīng)可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度。如圖甲所示，將導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，沿垂直磁場(chǎng)方向通入電流,

在導(dǎo)體中垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)縱向電勢(shì)差如這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)。導(dǎo)體材料中

單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)目為〃,自由電荷所帶電荷量為°,將%—定義為霍爾系數(shù)。利用霍爾系

數(shù)k已知的材料制成探頭,其工作面（相當(dāng)于圖甲中垂直磁場(chǎng)的aH'a'面）的面積可以做到很小,因

此可用來較精確測(cè)量空間某一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

甲乙

圖乙為一種利用霍爾效應(yīng)測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的儀器，其中的探頭固定在探桿的前端,且使探頭的工作面

與探桿垂直。這種儀器既可以控制通過探頭的電流/的大小，又可以測(cè)出探頭所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)差

公并自動(dòng)計(jì)算出探頭所測(cè)位置磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

（1）在利用上述儀器測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的過程中,對(duì)探桿的放置方位有何要求？

（2）計(jì)算所測(cè)位置磁感應(yīng)強(qiáng)度,除了上I、優(yōu)外，還需要知道哪個(gè)物理量..（請(qǐng)?zhí)顚懴旅孢x

項(xiàng)前的字母）

A.探頭沿磁場(chǎng)方向的厚度/

B.探頭產(chǎn)生電勢(shì)差兩面間的距離h

C.探頭沿電流方向的長(zhǎng)度A

用上述物理量表示所測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=o

答案：（1）使探桿與磁場(chǎng)方向平行（或調(diào)整探桿的放置方位使霍爾電勢(shì)差達(dá)到最大）

（2）A。

解析：（1）由題給信息易知，應(yīng)使探桿與磁場(chǎng)方向平行（或調(diào)整探桿的放置方位使霍爾電勢(shì)差達(dá)到最

大）；（2）自由電荷在運(yùn)動(dòng)過程中受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力是一對(duì)平衡力，即qvB=q—I=nqvhl,k。,

聯(lián)立可得比上。所以還需要知道幾

三、計(jì)算題（本題共3小題,共42分）

10.（12分）（2018?全國(guó)卷/ZZ）如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓〃加速后在

紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自材點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界

豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為6并在磁場(chǎng)邊界的"點(diǎn)射出；乙種離子在助V的中點(diǎn)射

出;，楙‘長(zhǎng)為不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求：

I

[xXX

呼X

1r?XXX

離子源！.?xXX

口-—+**?*—

iT"儼,x

（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；

（2）甲、乙兩種離子的比荷之比。

答案：（Dr—（2）1/4

1

解析：（1）設(shè)甲種離子所帶電荷量為s、質(zhì)量為孫在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R\,磁場(chǎng)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由動(dòng)能定理有s嗎處12①

由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有

2

Qi

i

由幾何關(guān)系知2R=1③

由①②③式得④

1

（2）設(shè)乙種離子所帶電荷量為磔、質(zhì)量為膽射入磁場(chǎng)的速度為降,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

為石。同理有

3嗎加2之⑤

QiV2B=m>~

2

由題給條件有2尼q⑦

由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙兩種離子的比荷之比為」：，=1；4。⑧

12

11.（14分）（2020?湖北華中師大一附中模擬）如圖甲所示，以N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，

板間距離為d,兩板中央各有一個(gè)小孔0、0'正對(duì),在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度

隨時(shí)間的變化如圖乙所示。有一群正離子在t=0時(shí)垂直于〃板從小孔。射入磁場(chǎng)。已知正離子質(zhì)

量為加、電荷量為q,正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為幾不考

慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響,不計(jì)離子所受重力。

MN

oo—L'

M

甲

(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度氐的大小。

(2)要使正離子從0'垂直于4板射出磁場(chǎng),正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度外的可能值是多少？

答案：(1)工

0

(2)—(〃=1,2,3,-)

/0

解析:設(shè)垂直于紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颉?/p>

2

(1)正離子射入磁場(chǎng),洛倫茲力提供向心力,有氐。詼二1

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期4工

0

由以上兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度反之二。

0

(2)要使正離子從0'孔垂直于"板射出磁場(chǎng)，％的方向應(yīng)如圖所示,兩板之間正離子只運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期

即6時(shí),有仁-;當(dāng)兩板之間正離子運(yùn)動(dòng)〃個(gè)周期即時(shí),有什31,2,3,???)

正離子的速度的可能值為玲7—=白-(〃=1,2,3,…)o

20

12.(16分)如圖所示,區(qū)域中一部分有勻強(qiáng)磁場(chǎng),另一部分有勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電

場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行且向右。一帶正電粒子從1點(diǎn)以速度「射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向未知，經(jīng)

過一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)與電場(chǎng)交界處P點(diǎn),此時(shí)速度方向垂直于兩個(gè)場(chǎng)的分界線,此后粒子在電場(chǎng)

力的作用下，又經(jīng)過一段時(shí)間從C點(diǎn)離開電場(chǎng),4點(diǎn)和C點(diǎn)在同一豎直直線上。已知磁場(chǎng)寬度與電場(chǎng)

寬度分別