专题10 磁场-2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编

2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编 专题10 磁场 1、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）云室是借助过饱和水蒸气在离子上凝结来显示通过它的带电粒子径迹的装置。右图为一张云室中拍摄的照片。云室中加了垂直于纸面向里的磁场。图中a、b、c、d、e是从O点发出的一些正电子或负电子的径迹。有关a、b、c三条径迹以下判断正确的是 A．a、b、c都是正电子的径迹 B．a径迹对应的粒子动量最大 C．c径迹对应的粒子动能最大 D．c径迹对应的粒子运动时间最长 【答案】C 【解析】由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，粒子由上向下进入磁场，则向右偏转的是带正电的电子，向左偏转的是带负电的电子，而abc的粒子都是向左偏的，所以它们均带负电，选项A错误； 由图可知，a的半径最小，根据Bqv=，则动量mv=BqR，所以a对应的动量最小，选项B错误； 通过观察发现，c粒子的半径最大，故它的动量最大，选项C正确； 因为c粒子的半径最大，故在磁场中它偏转的圆心角最小，而粒子的比荷都相等，粒子在磁场中转动的周期是相等的，粒子在磁场中的时间t=，所以c在磁场中的时间最小，选项D错误。 2、（2021·北京市房山区高三下学期4月一模）两根长直导线，垂直穿过光滑绝缘水平面，与水平面的交点分别为M和N，两导线内通有大小相等、方向相反的电流I，图7为其俯视图。A、B是该平面内M、N连线中垂线上两点，从B点以一指向A点的初速度v释放一个带正电的小球，则小球的运动情况是 A．小球将做匀速直线运动 B．小球先做减速运动后做加速运动 C．小球将向左做曲线运动 D．小球将向右做曲线运动 【答案】A 【解析】根据直导线周围的磁感线的分布可知，B点受到的合磁场方向是垂直MN向下的，而带正电的小球的运动方向与磁场方向相同，故小球不受磁场力的作用；同理在小球运动到其他点的时候，合磁场的方向也是与运动方向相反的，所以也不会受到磁场力的作用，故小球将做匀速直线运动，选项A正确，BCD错误。 3、（2021·北京市朝阳区高三下学期4月一模）科学家们曾设想存在磁单极子，即一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质。假设在P点有一个固定的磁单极子，在其周围形成均匀辐射磁场，磁感线如图所示。当质量为m、半径为R的导体圆环通有恒定的电流时，恰好能静止在该磁单极子正上方，环心与P点的距离为H，且圆环平面恰好沿水平方向。已知距磁单极子r处的磁感应强度大小为B＝，其中k为已知常量，重力加速度为g。下列选项正确的是 A．圆环静止时磁场对环的安培力使其有沿半径方向扩张的趋势 B．圆环静止时可由题中条件求出环中电流的大小 C．若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，下落过程中环中电流不受影响 D．若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，下落过程中环的加速度先增大后减小 【答案】B 【解析】由于圆环静止时，磁场对环的安培力的合力与环的重力相平衡，而安培力的方向一定是垂直于磁感线方向的，结合图示的磁感线的方向可知，圆环右侧安培力或者垂直磁感线斜向下，或者垂直磁感线斜向上，而斜向下时不会与环的重力相平衡，所以安培力的方向一定是垂直磁感线的方向斜向上的，该力的分力会使得圆环有收缩的趋势，选项A错误； 圆环静止时，重力与圆环的安培力的合力相平衡，mg=F安合，而重力mg已知，安培力与竖直方向的夹角可以求出，则安培力可求出，因为安培力F=BIL，L就是圆环的周长，L=2πR可求出，B的大小根据题中的公式也可以求出，所以电流可以求出，选项B正确； 若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，如果设单磁极是N极，则可判断出圆环中产生安培力的电流从上向下看是顺时针方向，而圆环向下运动时，圆环感应磁场的方向向下，故感应电流的方向也是顺时针方向，即圆环中的电流会受到影响，选项C错误； 4、（2021·北京市朝阳区高三下学期4月一模）如图所示，两个平行金属板水平放置，要使一个电荷量为-q、质量为m的微粒，以速度v沿两板中心轴线S1S2向右运动，可在两板间施加匀强电场或匀强磁场。设电场强度为E，磁感应强度为B，不计空气阻力，已知重力加速度为g。下列选项可行的是 A．只施加竖直向上的电场，且满足 B．只施加竖直向上的磁场，且满足 C．同时施加竖直向下的电场和竖直向上的磁场，且满足 D．同时施加竖直向下的电场和垂直纸面向里的磁场，且满足 【答案】D 【解析】若要使微粒，以速度v沿两板中心轴线S1S2向右运动，则微粒需要受平衡力的作用；若只施加竖直向上的电场，且微粒是带负电的，故会受到向下的电场力，重务也是向下的，所以微粒不可能受平衡力的作用，选项A错误； 若只施加竖直向上的磁场，由于微粒产生的洛伦兹力