单元十 磁场 专项测试 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦磁场核心概念与规律，通过分层题型构建从基础到综合的知识逻辑，强化科学思维与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念理解|单选1-2题|感应电流产生条件、磁场叠加|从磁通量变化本质到磁感应强度矢量合成，夯实物理观念| |规律应用|单选3-7、多选8-10题|洛伦兹力、安培力、磁流体发电|结合地磁场、粒子运动等情境，训练科学推理与空间想象| |实验探究|实验题11-12题|控制变量法、霍尔效应|通过操作与误差分析，培养科学探究能力| |综合计算|计算题13-15题|电磁弹射、粒子轨迹|以实际问题为载体，深化模型建构与科学论证，体现科学态度与责任|

单元十 磁场 2027届高考物理一轮复习 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 2．如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（   ） A．0 B．B C．2B D．3B 3．一种磁流体发电装置如图甲所示。间距为d的平行金属板M、N之间充满垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度 v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，M、N两板间便产生电压。某同学设想了另一种方案：如图乙所示，一细束质量为m、电荷量为q的带正电的离子束以相同的速度v紧邻下极板N射入磁场（N板接地），M、N两板间也同样能够产生电压。已知，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A．图甲中M板是电源的负极 B．图甲中M、N板间的最大电压大于Bdv C．图乙中M、N板间的最大电压为 D．图甲与图乙中M、N板间的最大电压均为Bdv 4．如图，从通电无限长直导线外一点P垂直于导线沿纸面射出一正离子（其所受重力不计），该正离子的运动轨迹大致是（    ） A． B． C． D． 5．如图所示，空间存在水平向右的匀强磁场的磁感应强度大小为B，从中点将长为2L的导线围成夹角为60°的折线置于纸面内，当导线中通有电流I时，下列说法正确的是（　　） A．图甲中导线所受的安培力大小为0 B．图乙中导线所受的安培力大小为BIL C．图丙中导线所受的安培力大小为 D．图丁中导线所受的安培力大小为 6．如图，直角三角形abc的∠a=37°、∠b=53°，a、b两点之间的距离为5L。两无限长通电直导线分别放置在a点和b点，电流方向垂直三角形abc所在平面，分别向外、向里；a处导线电流为4I，b处导线电流为3I。已知通有电流i的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小（其中k为常量），sin37°=0.6，cos37°=0.8。则c点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 7．如图，半径为R、圆心为O的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，点P、G、K为圆周三等分点。位于P点的粒子源在范围内沿纸面发射速率相同的同种粒子。一粒子经时间t从K点离开磁场，离开时速度方向与PO连线垂直。不计重力与粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子在磁场中运动的轨迹半径为 B．所有粒子离开磁场时，速度的偏转角都相同 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．在磁场边界的圆周上可观测到有粒子飞出 2、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（   ） A．地表电荷为负电荷 B．环形电流方向与地球自转方向相同 C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大 D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 9．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，半径OB与OC成60°角，带正电的粒子以速率v0从A点沿直径AB方向射入磁场，从C点射出。现仅把磁感应强度大小调整为3B，粒子从D点（未画出）射出磁场，不计粒子重力，则（　　） A．C、D间的距离为 B．C、D间的距离为R C．调整磁场前后，粒子在磁场中的运动时间之比为1:2 D．调整磁场前后，粒子在磁场中的运动时间之比为3:2 10．如图所示，水平面内边长为a的正三角形ABC区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在ABC区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。M为AB边上的一个离子源，能够沿垂直于AB方向向三角形区域内发射速度为v的带电粒子。已知，带电粒子的比荷均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用，则（　　） A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B．粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为3:5 C．粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为2:3 D．经时间粒子可能回到M点 非选择题：本题共5题，共54分。 3、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．某同学利用如图所示的装置探究“影响通电导线受磁场力的因素”。 (1)实验中，保持电流恒定，调节接线柱改变通电导线在磁场中的长度，观察并记录弹簧测力计的读数。实验操作时应使导线与磁场方向________（填“垂直”或“平行”）。 (2)若某次实验中，导线长度为，电流，磁感应强度，导线与磁场垂直，则导线受到的安培力大小为________N（保留2位有效数字）． (3)该实验采用的科学方法是_________（填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”或“微小量放大法”）。 (4)若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小变为原来的________倍。 12．某科技社团的同学到某市光伏新能源基地后，对其核心部件霍尔元件产生浓厚兴趣，他们通过查找资料得知霍尔电压满足关系式，其中为霍尔元件的灵敏度，现通过实验探究型号SS49E霍尔元件（其内可自由移动的粒子为电子）的特性。他们用强磁体（磁感应强度为恒定值）提供磁场，将霍尔元件置于磁场中，连接成如图甲所示的电路。 (1)闭合开关，调节滑动变阻器改变电流大小，用多用电表直流电压挡测量对应的时，应接多用电表的______表笔（红，黑）；其中某次测量电压时，多用电表指针位置如图乙所示，多用电表的读数为______。 (2)重复步骤（1），根据所测数据在图丙坐标纸上描点并画出图线。若已知该强磁体的磁感应强度，则该霍尔元件的灵敏度____（保留2位有效数字）。 (3)实验前，若未对多用电表的电压挡进行机械调零，在时指针在0刻度线右侧，但该同学未修正此误差，这会导致最终计算出的灵敏度的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．“福建舰”是我国第一艘电磁弹射型航空母舰。某实验室模拟电磁弹射原理如图所示，两根足够长光滑导轨固定在水平面上，匀强磁场垂直于导轨平面，开关左接充电储能，开关右接导体棒沿轨道向右弹射，已知金属棒质量为，接入电路的电阻为，导轨间距为，电容器电容为，磁感应强度为，电源输出电压为，不计导轨电阻和空气阻力。求： (1)充电完毕后电容器的上极板带电性质和电荷量； (2)金属棒刚开始运动时的加速度大小。 14．如图所示，水平放置且电阻不计的固定平行轨道，间距，两端连接电动势、内阻的电源及的电阻。一根质量为的金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，其在轨道间的电阻为，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过定滑轮连接金属杆及重物，空间中存在一垂直于水平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。忽略一切摩擦，重力加速度g取，求： (1)当金属杆静止时，流过金属杆的电流； (2)若金属杆能保持静止，重物的质量； (3)若金属杆与轨道间摩擦不能忽略，且动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若金属杆能保持静止，所挂重物的质量范围。 15．研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置，如题图所示，水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点，且在纸面内的同一直线上。发射管K（不计长度）位于O点正上方，仅可沿管的方向发射粒子，一端发射带正电粒子，另一端发射带负电粒子，同时发射的正、负粒子速度大小相同，方向相反，比荷均为。已知，，不计粒子所受重力及粒子间相互作用。 (1)若K水平发射的粒子在O点产生光点，求粒子的速度大小。 (2)若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求粒子的速度大小。 (3)要使（2）问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点，可在粒子发射t时间后关闭磁场，忽略磁场变化的影响，求t。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A C D A D D AC BD ABD 11．(1)垂直 (2)0.020 (3)控制变量法 (4)0.5 12．(1) 红 0.60 (2)1.0（0.90-1.1均可） (3)不变 13．(1)正电， (2) 【详解】（1）金属棒向右滑动可以判断金属棒电流方向向下，则上极板带正电，充电完毕后电容器的电荷量 （2）对金属棒由牛顿第二定律有 其中 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）当杆静止时，根据闭合电路的欧姆定律可得 代入数据解得，流过金属杆的电流 （2）对金属杆与重物整体进行分析，根据平衡条件则有 代入数据解得，重物的质量为 （3）当重物质量最大时，金属杆所受摩擦力达到最大值，方向水平向左，则有 代入数据解得 当重物质量最小时，金属杆所受摩擦力达到最大值，方向水平向右，则有 代入数据解得 综合上述可知，若金属棒能保持静止，所挂重物的质量范围 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意粒子水平发射后做匀速圆周运动，要在O点产生光点，其运动半径 运动过程中由洛伦兹力提供向心力有 联立解得 （2）若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，则两端粒子的轨迹正好构成一个完整的圆，且在N点相切，如图 由于K从水平方向逆时针旋转60°，则，根据和和关系可知此时粒子做匀速圆周运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力可知 解得 （3）由题意带正电粒子恰好在M点产生光点，则关闭磁场时粒子速度恰好指向M，过M点做正电粒子轨迹的切线，切点为P，如图 根据前面解析可知，所以 由于，且 根据几何关系可知，而 所以 粒子在磁场中运动的周期，对应的圆心角 所以 学科网（北京）股份有限公司 $