磁場(chǎng)-2021年高考高三一模物理試題匯編（解析版）

2021年高考高三一模物理試題匯編

專(zhuān)題17磁場(chǎng)

1、（2021?上海市楊浦區(qū)高三一模）如圖，a、c是通電螺線(xiàn)管軸線(xiàn)上的兩點(diǎn)，b、d是通電螺線(xiàn)管中垂線(xiàn)上、

關(guān)于軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，其中（）

A.“點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大

B.b、"兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同

C.b、c,兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

D.4、C兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反

【答案】B

【解析】

A.。點(diǎn)在螺線(xiàn)管的端面處，。點(diǎn)在螺線(xiàn)管的內(nèi)部，b,d兩點(diǎn)在螺線(xiàn)管中部，所以c點(diǎn)的磁感線(xiàn)比較密集，

磁場(chǎng)較強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；

BCD.根據(jù)磁鐵周?chē)鸥芯€(xiàn)的分布特點(diǎn)可知b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都水平向左，。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方

向水平向右，。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向右，故B正確，CD錯(cuò)誤。

故選B。

2、（2021?上海市徐匯區(qū)高三一模）a、。兩個(gè)相同螺線(xiàn)管，電流、導(dǎo)線(xiàn)和匝數(shù)都相同，繞法不同。測(cè)得螺

線(xiàn)管。內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則在螺線(xiàn)管b內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（）

A.0B.BC.2BD.-B

【答案】A

【解析】

在圖（b）中，由于兩根導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向相反，產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，所以在螺線(xiàn)管。內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小為零。

故選A?

3、（2021?上海市浦東新區(qū)高三一模）如圖所示，一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長(zhǎng)都為〃和從

內(nèi)有帶電量為4的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷.導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，內(nèi)部磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為既當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流/時(shí)，測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電

勢(shì)比下表面的低.由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為

IB

B-麗7,正

IB

D'\^bU'正

【答案】C

【解析】

因?yàn)樯媳砻娴碾妱?shì)比下表面的低，根據(jù)左手定則，知道移動(dòng)的電荷為負(fù)電荷；根據(jù)電荷所受的洛倫茲力和

電場(chǎng)力平衡可得：

qvB=q—

a

解得：

U

v=——

Ba

因?yàn)殡娏鳛椋?/p>

I=nqvs=nqvah

解得：

IB

n=-----

|加7

A.與分析不符，故A錯(cuò)誤；

B.與分析不符，故B錯(cuò)誤；

C.與分析相符，故C正確；

D.與分析不符，故D錯(cuò)誤.

4、（2021?上海市閔行區(qū)高三一模）如圖為一由干電池、銅線(xiàn)圈和鈦磁鐵組成的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)，此裝置中的

銅線(xiàn)圈能從靜止開(kāi)始繞虛線(xiàn)。。'軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，那么（）

A.若磁鐵上方為N極，從上往下看，線(xiàn)圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

B.若磁鐵上方為S極，從上往下看，線(xiàn)圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

C.線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線(xiàn)圈的動(dòng)能

D.線(xiàn)圈加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線(xiàn)圈的動(dòng)能

【答案】A

【解析】

A.若磁鐵上方為N極,線(xiàn)圈左邊的電流是向下的，磁場(chǎng)是向左的，根據(jù)左手定則可知安培力是向內(nèi)的。同

理，線(xiàn)圈右邊的電流也是向下的，磁場(chǎng)是向右的，根據(jù)左手定則可知安培力是向外的，故從上往下看，線(xiàn)

圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。故A正確；

B.若磁鐵上方為S極，根據(jù)A項(xiàng)的分析，易知，從上往下看，線(xiàn)圈將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。故B錯(cuò)誤；

C.線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線(xiàn)圈的動(dòng)能和電路的焦耳熱。故。錯(cuò)誤；

D.線(xiàn)圈加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線(xiàn)圈的動(dòng)能和電路的焦耳熱。故D錯(cuò)誤。

故選Ao

5、（2021?上海市虹口區(qū)高三一模）在“用DIS研究通電螺線(xiàn)管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”實(shí)驗(yàn)中，探管從螺線(xiàn)管的一

端到另一端，以螺線(xiàn)管中央為坐標(biāo)原點(diǎn),測(cè)得磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨位置x的變化圖像可能是（）

，土匕\，士"七

【答案】D

【解析】

通電螺線(xiàn)管的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)線(xiàn)的疏密有關(guān)，可見(jiàn)內(nèi)部的磁場(chǎng)最大，而且是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)逐漸減弱，所以只有D可能正確。

故選D。

6、（2021?江蘇省新高考高三適應(yīng)性考試）如圖所示，光滑的平行長(zhǎng)導(dǎo)軌水平放置，質(zhì)量相等的導(dǎo)體棒心

和心靜止在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好已知心的電阻大于“，兩棒間的距離為d,不計(jì)導(dǎo)軌電阻，忽

略電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。將開(kāi)關(guān)S從1撥到2,兩棒運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則（）

A.心中的電流大于心B.S撥到2的瞬間，心的加速度大于小

C.運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，電容器C的電荷量為零D.運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，兩棒之間的距離大于d

【答案】D

【解析】

A.電源給電容器充電，穩(wěn)定后，S撥到2的瞬間，電容器相當(dāng)于電源和導(dǎo)體棒心和上組成閉合電路，由

于匕的電阻大于無(wú)，則心中的電流小于心中的電流，A錯(cuò)誤：

B.S撥到2的瞬間，心中的電流小于〃中的電流，根據(jù)尸=8〃可得，則心的受到的安培力小于心的安

培力，根據(jù)牛頓第二定律，。的加速度小于心的加速度，B錯(cuò)誤；

C.S撥到2后，導(dǎo)體棒心和上受到的安培力作用，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于電容

器兩端的電壓時(shí)，電路穩(wěn)定，此時(shí)電容器c的電荷量不為零，c錯(cuò)誤；

D.S撥到2后，導(dǎo)體棒心和心受到的安培力作用，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，當(dāng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩端的電

壓時(shí)，電路穩(wěn)定，此時(shí)導(dǎo)體棒心和42的速度相等，因?yàn)樨暗募铀俣刃∮谝?的加速度，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則

的位移小于G的位移，即運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，兩棒之間的距離大于d,D正確。

故選Do

7、（2021?湖南省永州市高三一模）如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌C。、E尸間距為L(zhǎng)與電動(dòng)勢(shì)為反的

電源相連，質(zhì)量為加、電阻為R的金屬棒帥垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面成。角，回

路其余電阻不計(jì)，重力加速度為g。為使岫靜止，需在空間施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及其方向

分別為（）

F

E

mgRmgRcos0

A.-ry-水平向右B.———，垂直于回路平面向下

E°L

mgRtan0mgRsin0

豎直向下D..,垂直于回路平面向上

EF°L

【答案】D

【解析】

對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示

從圖像可以看出，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最??；故安培力的最小值為

FA—mgsin0

故磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為

B二巴=，〃gsin<9

~1L~~7L~

根據(jù)歐姆定律，有

_mgRsmd

D—

電

根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向垂直平面向上。

故選D。

8、（2021?廣東省潮州市高三第一次質(zhì)檢）如圖所示，兩根平行固定放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)。和b載有大小、方

向均相同的電流，〃受到的磁場(chǎng)力大小為F,當(dāng)加入一與導(dǎo)線(xiàn)所在平面垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，n受到

的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?兄則此時(shí)6受到的磁場(chǎng)力大小為（）

八八

ab

A.FB.2FC.3PD.4F

【答案】A

【解析】

根據(jù)安培定則和左手定則可知a導(dǎo)線(xiàn)受到的尸水平向右，由牛頓第三定律可知人受到a施加的磁力也為F,

方向水平向左。加勻強(qiáng)磁場(chǎng)后a受到的磁場(chǎng)力3F向右，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)施加給a的力向右為2凡施加給同向電

流。的力也向右，則匕的合力為

2F—F=F

所以A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

9、（2021?廣東省潮州市高三第一次質(zhì)檢）如圖為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖。勵(lì)磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方

向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直。電子速度大小可通過(guò)電子槍的加速

電壓來(lái)控制，磁場(chǎng)強(qiáng)弱可通過(guò)勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.電子在電子槍里做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B.電子磁場(chǎng)里做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C.增大勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流，磁場(chǎng)將變?nèi)?/p>

D.僅增大勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大

【答案】B

【解析】

A.電子在加速電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用，且電場(chǎng)力方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同，因此電子在電子槍里做加速直

線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤;

B.運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)里受到洛倫茲力作用，洛倫茲力方向與電子運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此電子在磁場(chǎng)里做勻速圓

周運(yùn)動(dòng)，B正確:

C.增大勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將增強(qiáng)，C錯(cuò)誤;

D.電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有

?/27r，

eBv0=???(—)-r

解得電子運(yùn)動(dòng)周期為

2兀m

I=---

eB

僅增大勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變小，D錯(cuò)誤。

故選B。

10、（2021?福建省寧德市高三第一次質(zhì)檢）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示為特高壓直流

輸電塔仰視圖，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別通有方向相同的電流L和，2，A=A?〃、b、c

三點(diǎn)連線(xiàn)與兩根導(dǎo)線(xiàn)等高并垂直，人點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線(xiàn)間的中點(diǎn)，c兩點(diǎn)與。點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于〃點(diǎn)

正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響，則（）

A."點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上B.匕點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零

C.c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上D.4點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零

【答案】BC

【解析】

A.由安培定則可知，兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在“處都是豎直向下，則兩電流的合磁場(chǎng)在a處方向豎直向下，A

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)安培定則可知，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在人處，和電流/2產(chǎn)生的磁場(chǎng)在人處，由于/|=八，則兩根導(dǎo)線(xiàn)

在6處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相反，B正確；

C.由安培定則可知，兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在c處都是豎直向上，則兩電流的合磁場(chǎng)在c處方向豎直向上，C

正確;

D.根據(jù)安培定則，兩電流產(chǎn)生磁場(chǎng)在d點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向分別為斜右上方和斜右下方，兩者的和場(chǎng)強(qiáng)不為

零，D錯(cuò)誤。

故選BC。

11、（2021?福建省寧德市高三第一次質(zhì)檢）如圖所示，一個(gè)靜止的質(zhì)量為相、帶電荷量為q的粒子（不計(jì)

重力），經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)半個(gè)圓周后打在尸點(diǎn)，測(cè)出

OP距離為x,下列x-U圖像可能正確的是（）

x(

【答案】B

【解析】

在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得

qU--mv'

2

磁場(chǎng)中，洛倫茲力提供向心力，有

V-

qvB-m——

解得

12mU

r--------

列q

則得

-2呼

列q

B、m,g都一定，則由數(shù)學(xué)知識(shí)得到，x-U圖像是拋物線(xiàn)。

故選B。

12、（2021?安徽省蕪湖市高三第一次質(zhì)檢）如圖所示，僅在后0,龍0的空間中存在垂直xO），平面向里的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,在x軸上有一粒子源P,到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為L(zhǎng),可垂直于磁場(chǎng)沿著與

x軸成30。角的方向發(fā)射速率不同的相同粒子，粒子質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為十?,不計(jì)重力的影響，則下列有

關(guān)說(shuō)法中正確的是（）

A.當(dāng)粒子速率w至四時(shí)，粒子將垂直于y軸射出

m

B.粒子從x軸上射出的位置坐標(biāo)可能是（§,0）

6

7rm

C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能小于F

qB

7rm

D.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為一二

qB

【答案】ACD

【解析】

A.當(dāng)粒子速率v=2B"時(shí)，根據(jù)qvB=m—可得

mR

mv

R2L

畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖:

根據(jù)幾何關(guān)系可知圓心在y軸上，所以粒子將垂直于y軸射出，選項(xiàng)A正確;

B.畫(huà)出粒子從x軸最左側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖:

此時(shí)軌跡圓與y軸相切，由幾何關(guān)系可知a=30°,則有

R+-R=L

2

解得

R=lL

此時(shí)從x軸上射出的位置坐標(biāo)為（與,0）,所以粒子從x軸上射出的位置坐標(biāo)不可能是（芻,0）,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

36

—^―時(shí)，根據(jù)qvB=可得

CD,由于粒子的速率不定，當(dāng)粒子的是速率取v=

mR

R3L

則畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖:

粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間恰為

Tnm

——---

2qB

當(dāng)粒廣的速率大于這個(gè)速率外時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于工，即粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能小

m2

7im._

f--?選項(xiàng)CD正確。

qB

故選ACDo

13、（2021?上海市虹口區(qū)高三一模）如圖，三塊完全相同的磁鐵A、B、C套在固定的光滑豎直桿上，相

鄰磁鐵間同名磁極相對(duì)。平衡后A、B均懸浮在空中，C在桌面上，則相鄰兩塊磁鐵間的距離用/?2

（選填或若緩慢下壓磁鐵A,則磁鐵之間因?yàn)橄嗷プ饔昧Χ哂械膭?shì)能將（選填“增大”、

“減小”或“不變

【答案】⑴.>（2）.增大

【解析】

［1］對(duì)A受力分析，受重力和B的排斥力根據(jù)平衡條件，有

弓=mg

對(duì)B受力分析，受重力，A對(duì)其向下的排斥力6',C對(duì)其向上的排斥力&,根據(jù)平衡條件

mg+F；=F2

根據(jù)牛頓第三定律

耳=與,

故居＞耳,由于間距越小斥力越大，故加＞/72；

［2］向下壓系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)做正功，故系統(tǒng)儲(chǔ)存的勢(shì)能增加。

14、（2021?上海市松江區(qū)高三一模）如圖所示，一塊蹄形磁鐵放在水平臺(tái)秤上，金屬棒AB固定在兩個(gè)磁

極之間。當(dāng)AB中通入電流時(shí)，臺(tái)秤示數(shù)減小。則AB棒所受安培力的方向?yàn)?，電流的方向?yàn)?/p>

【答案】⑴.向下⑵.B指向A

【解析】

”］根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵對(duì)金屬棒有安培力的作用，金屬棒對(duì)磁鐵也有與安培力方向相反、大小相等的

力的作用。根據(jù)題意，當(dāng)AB中通入電流后，臺(tái)秤的示數(shù)減小，即磁鐵對(duì)臺(tái)秤的壓力減小，根據(jù)力的平衡,

磁鐵受到向上的力，此力是由AB施加給磁鐵的力，所以磁鐵對(duì)AB的安培力方向是向下的。

⑵根據(jù)左手判定定則，AB棒的電流由8指向4。

15、（2021?上海市閔行區(qū)高三一模）如圖，逆時(shí)針環(huán)形電流/外有一被擴(kuò)張的軟金屬?gòu)椈扇?，?dāng)其由環(huán)形

電流外側(cè)收縮到內(nèi)側(cè)虛線(xiàn)位置過(guò)程中，彈簧圈P內(nèi)的磁通量大小變化情況為；彈簧圈P