專題08 磁場(chǎng)-【好題匯編】5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（解析版）

專題08磁場(chǎng)一、單選題1．（2023·北京·高考）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，固定一內(nèi)部真空且內(nèi)壁光滑的圓柱形薄壁絕緣管道，其軸線與磁場(chǎng)垂直。管道橫截面半徑為a，長(zhǎng)度為l（）。帶電粒子束持續(xù)以某一速度v沿軸線進(jìn)入管道，粒子在磁場(chǎng)力作用下經(jīng)過(guò)一段圓弧垂直打到管壁上，與管壁發(fā)生彈性碰撞，多次碰撞后從另一端射出，單位時(shí)間進(jìn)入管道的粒子數(shù)為n，粒子電荷量為，不計(jì)粒子的重力、粒子間的相互作用，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧半徑為aB．粒子質(zhì)量為C．管道內(nèi)的等效電流為D．粒子束對(duì)管道的平均作用力大小為【答案】C【詳解】A．帶正電的粒子沿軸線射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧半徑為r=a故A正確，不符合題意；B．根據(jù)可得粒子的質(zhì)量故B正確，不符合題意；C．管道內(nèi)的等效電流為故C錯(cuò)誤，符合題意；D．粒子束對(duì)管道的平均作用力大小等于等效電流受的安培力故D正確，不符合題意。故選C。2．（2022·北京·高考）正電子是電子的反粒子，與電子質(zhì)量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從P點(diǎn)發(fā)出兩個(gè)電子和一個(gè)正電子，三個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中1、2、3所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 B．軌跡1對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大C．軌跡2對(duì)應(yīng)的粒子初速度比軌跡3的大 D．軌跡3對(duì)應(yīng)的粒子是正電子【答案】A【詳解】AD．根據(jù)題圖可知，1和3粒子繞轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，則1和3粒子為電子，2為正電子，電子帶負(fù)電且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，A正確，D錯(cuò)誤；B．電子在云室中運(yùn)行，洛倫茲力不做功，而粒子受到云室內(nèi)填充物質(zhì)的阻力作用，粒子速度越來(lái)越小，B錯(cuò)誤；C．帶電粒子若僅在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知解得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為根據(jù)題圖可知軌跡3對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)的半徑更大，速度更大，粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到云室內(nèi)物質(zhì)的阻力的情況下，此結(jié)論也成立，C錯(cuò)誤。故選A。3．（2021·北京·高考）如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子在P點(diǎn)以與x軸正方向成60的方向垂直磁場(chǎng)射入，并恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，OP=a。不計(jì)重力。根據(jù)上述信息可以得出（）A．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程B．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率C．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度【答案】A【詳解】粒子恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)，做兩速度的垂線交點(diǎn)為圓心，軌跡如圖所示A．由幾何關(guān)系可知因圓心的坐標(biāo)為，則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為故A正確；BD．洛倫茲力提供向心力，有解得帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率為因軌跡圓的半徑可求出，但磁感應(yīng)強(qiáng)度未知，則無(wú)法求出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率，故BD錯(cuò)誤；C．帶電粒子圓周的圓心角為，而周期為則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為因磁感應(yīng)強(qiáng)度未知，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間無(wú)法求得，故C錯(cuò)誤；故選A。4．（2020·北京·高考）如圖所示，在帶負(fù)電荷的橡膠圓盤(pán)附近懸掛一個(gè)小磁針?，F(xiàn)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周?chē)嬖陔妶?chǎng)B．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周?chē)a(chǎn)生了磁場(chǎng)C．僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，偏轉(zhuǎn)方向不變D．僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性，偏轉(zhuǎn)方向不變【答案】B【詳解】AB．小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閹ж?fù)電荷的橡膠圓盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)形成電流，而電流周?chē)写艌?chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)放入其中的小磁針有力的作用，故A錯(cuò)誤，B正確；C．僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，故C錯(cuò)誤；D．僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，故D錯(cuò)誤。故選B。一、單選題1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）如圖所示，真空區(qū)域內(nèi)有寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，MN、PQ是磁場(chǎng)的邊界。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計(jì)重力），沿著與MN夾角θ為30°的方向以某一速度射入磁場(chǎng)中，粒子恰好未能從PQ邊界射出磁場(chǎng)。下列說(shuō)法不正確的是（）A．可求出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑B．可求出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小C．若僅減小射入速度，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定變短D．若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定變短【答案】C【詳解】AB．根據(jù)題意可以分析粒子到達(dá)PQ邊界時(shí)速度方向與邊界線相切，如圖所示則根據(jù)幾何關(guān)系可知在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力解得則加速度為故AB正確；CD．根據(jù)若僅減小射入速度，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑減小，可知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心角不變，時(shí)間不變，若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心角不變，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短，故C錯(cuò)誤，D正確；本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)；故選C。2．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，水平絕緣桌面上放著一個(gè)閉合鋁環(huán)。絕緣材料制成的輕彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，磁鐵位于鋁環(huán)中心上方。將磁鐵下端N極向下拉，在其下降一定高度時(shí)由靜止釋放。此后，磁鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，鋁環(huán)保持靜止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。則在磁鐵向下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（

）A．俯視看鋁環(huán)中的電流沿順時(shí)針?lè)较?B．鋁環(huán)對(duì)桌面的壓力大于它的重力C．磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到兩個(gè)力的作用 D．磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【答案】B【詳解】在磁鐵向下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量向下增大，根據(jù)楞次定律可知，俯視看鋁環(huán)中的電流沿逆時(shí)針?lè)较?；根?jù)“來(lái)拒去留”可知磁鐵受到向上的磁場(chǎng)力，則鋁環(huán)受到向下的磁場(chǎng)力鋁環(huán)對(duì)桌面的壓力大于它的重力；磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到重力、彈簧彈力和磁場(chǎng)力三個(gè)力作用；由于鋁環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，鋁環(huán)中有焦耳熱產(chǎn)生，根據(jù)能量守恒可知，磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少。故選B。3．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向均水平向右。一個(gè)正離子在某時(shí)刻速度的大小為v，方向與電場(chǎng)磁場(chǎng)方向夾角為θ。當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)不垂直時(shí)，可以將速度分解為平行于磁場(chǎng)方向的分量和垂直于磁場(chǎng)方向的分量來(lái)進(jìn)行研究。不計(jì)離子重力，此后一段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（

）A．離子受到的洛倫茲力變大 B．離子加速度的大小不變C．電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率不變 D．速度與電場(chǎng)方向的夾角θ變大【答案】B【詳解】AB．根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解可知離子水平方向的分速度變大，垂直于磁場(chǎng)方向的分量不變，則洛倫茲力不變，電場(chǎng)力也不變，離子受合力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度大小不變，故A錯(cuò)誤，B正確；C．根據(jù)功率的計(jì)算公式可知，電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率變大，故C錯(cuò)誤；D．由于變大，根據(jù)速度的合成可知速度與電場(chǎng)方向的夾角θ變小，故D錯(cuò)誤；故選B。4．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）用如圖所示裝置作為推進(jìn)器加速帶電粒子。裝置左側(cè)部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。使大量電荷量絕對(duì)值均為q0的正、負(fù)離子從左側(cè)以速度v0水平入射，可以給右側(cè)平行板電容器PQ供電?？拷黁板處有一放射源S可釋放初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量絕對(duì)值為q的粒子，粒子被加速后從S正上方的孔噴出P板，噴出的速度大小為v。下列說(shuō)法正確的是（）A．放射源S釋放的粒子帶負(fù)電B．增大q0的值，可以提高vC．PQ間距變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可使v變?yōu)樵瓉?lái)倍D．v0和B同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可使v變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【答案】D【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，正負(fù)離子進(jìn)入MN區(qū)域，正離子受到向下的洛倫茲力，負(fù)離子受到向上的洛倫茲力，所以正離子打到N板，負(fù)離子打到M板，N板電勢(shì)高于M板，即Q板電勢(shì)高于P板，S釋放的粒子受到向上的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，則粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)力的平衡可得S釋放的粒子，加速過(guò)程有聯(lián)立可得由此可知，粒子射出的速度與q0、PQ間距無(wú)關(guān)，故BC錯(cuò)誤；D．由以上分析可知，當(dāng)v0和B同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可使v變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故D正確。故選D。5．（2024·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）如圖所示，水平放置的內(nèi)壁光滑半徑為R的玻璃圓環(huán)，有一直徑略小于圓環(huán)口徑的帶正電q的小球，在圓環(huán)內(nèi)以速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)（俯視）。在時(shí)刻施加方向豎直向上的變化磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電荷量不變，不計(jì)小球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)及相對(duì)論效應(yīng)。加上磁場(chǎng)后，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力不斷增大B．小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力不斷減小C．小球所受的磁場(chǎng)力一定不斷增大D．小球每運(yùn)動(dòng)一周增加的動(dòng)能為【答案】C【詳解】AB．由楞次定律判斷可得當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻臏u旋電場(chǎng)，電場(chǎng)力先對(duì)小球做正功使其沿順時(shí)針?lè)较蜃黾铀龠\(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得未加磁場(chǎng)時(shí)加磁場(chǎng)后，小球所受洛倫茲力方向指向圓心，圓環(huán)對(duì)小球的壓力與小球洛倫茲力的合力提供向心力，沒(méi)有確定的數(shù)量關(guān)系去比較洛倫茲力與向心力的大小，所以小球與圓環(huán)之間的彈力變化情況不明。故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知小球所受的磁場(chǎng)力一定不斷增大。故C正確；D．由動(dòng)能定理可得小球每運(yùn)動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功為聯(lián)立，解得故D錯(cuò)誤。故選C。6．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）如圖所示，真空中一根絕緣輕桿兩端分別固定兩個(gè)帶等量異種電荷的小球M、N（可看成點(diǎn)電荷），O點(diǎn)為輕桿的中點(diǎn)。情境一：小球及輕桿處于靜止?fàn)顟B(tài)；情境二：輕桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A．情境一中，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．情境一中，O點(diǎn)與無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)相等C．情境二中，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外D．情境二中，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里【答案】B【詳解】A．M在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，N在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故A錯(cuò)誤；B．等量異種電荷中垂線為等勢(shì)面，其電勢(shì)等于0，與無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)相等，故B正確；CD．當(dāng)桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，N形成的等效電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，N形成的等效電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，根據(jù)安培定則可知，M在O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，N在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，M、N距離O點(diǎn)的距離相等，所以O(shè)點(diǎn)的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故CD錯(cuò)誤。故選B。7．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）一束含有兩種比荷的帶電粒子，以各種不同的初速度沿水平方向進(jìn)入速度選擇器，從O點(diǎn)進(jìn)入垂直紙面向外的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，打在O點(diǎn)正下方的粒子探測(cè)板上的，和點(diǎn)，如圖甲所示。撤去探測(cè)板，在O點(diǎn)右側(cè)的磁場(chǎng)區(qū)域中放置云室，若帶電粒子在云室中受到的阻力大小，k為常數(shù)，q為粒子的電荷量，其軌跡如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．打在點(diǎn)的帶電粒子的比荷小B．增大速度選擇器的磁感應(yīng)強(qiáng)度，、向下移動(dòng)C．打在點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動(dòng)的路程更長(zhǎng)D．打在點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間更短【答案】D【詳解】A．只有豎直方向受力平衡的離子，才能沿水平方向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)速度選擇器，即可得可知粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度相等，根據(jù)可得則可知打在點(diǎn)的帶電粒子的比荷大，故A錯(cuò)誤；B．增大速度選擇器的磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子經(jīng)過(guò)速度選擇器過(guò)程中向洛倫茲力方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，可知粒子到達(dá)磁場(chǎng)的速度變小，根據(jù)可知粒子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變小，則、向上移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；CD．在云霧室內(nèi)受到的阻力始終與速度方向相反，做負(fù)功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理可得兩個(gè)帶電粒子的速度大小相等，結(jié)合A選項(xiàng)分析可知打在點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動(dòng)的路程更長(zhǎng)，打在點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動(dòng)的路程更短，打在點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間更短故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。8．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）如圖所示為洛倫茲力演示儀的示意圖。電子槍發(fā)出的電子經(jīng)電場(chǎng)加速后形成電子束，玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，在電子束通過(guò)時(shí)能夠顯示電子的徑跡，勵(lì)磁線圈能夠產(chǎn)生垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是（）A．僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變小B．僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子運(yùn)動(dòng)的周期將變大C．僅升高電子槍加速電場(chǎng)的電壓，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變小D．僅升高電子槍加速電場(chǎng)的電壓，電子運(yùn)動(dòng)的周期將變大【答案】A【詳解】AC．有題意可得可得僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大，則運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變??；僅升高電子槍加速電場(chǎng)的電壓U，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變大，故A正確，C錯(cuò)誤；BD．由可得電子的周期為電子周期與電子槍加速電場(chǎng)的電壓無(wú)關(guān)，且僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子運(yùn)動(dòng)的周期將變小，故BD錯(cuò)誤。故選A。9．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）霍爾傳感器中的霍爾元件為一長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)寬高分別為a、b、c。如圖所示，將霍爾傳感器放入豎直向下的磁場(chǎng)中，霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓為前表面（圖中陰影部分）電勢(shì)高。下列說(shuō)法正確的是（

）A．霍爾元件中電流I的載流子是負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)，霍爾電壓將減小C．同時(shí)改變磁場(chǎng)和電流的方向，電壓表指針會(huì)偏向另一邊D．霍爾電壓大小與霍爾元件的長(zhǎng)寬高a、b、c都有關(guān)系【答案】A【詳解】AC．由題知，霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓為前表面（圖中陰影部分）電勢(shì)高，則根據(jù)左手定則可知霍爾元件中電流I的載流子是負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的，且同時(shí)改變磁場(chǎng)和電流的方向，粒子的偏轉(zhuǎn)方向不變，電壓表指針會(huì)偏向不變，故A正確、B錯(cuò)誤；BD．當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)滿足其中解得霍爾電勢(shì)差則霍爾電壓大小與霍爾元件的寬b有關(guān)系，且變阻器滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)，電流變大，U變大，故BD錯(cuò)誤。故選A。10．（2024·北京門(mén)頭溝·統(tǒng)考一模）如圖所示，兩平行金屬板A、B與電阻R相連，金屬板間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將一束等離子（含有大量等量正、負(fù)離子）垂直磁場(chǎng)噴入，下列說(shuō)法正確的是（

）A．A極板的電勢(shì)高于B極板 B．R中有從b到a的電流C．若只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，R中電流不變 D．若只增大兩極板間距，R中電流不變【答案】B【詳解】A．由左手定則，正離子受洛倫茲力向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子受洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，B板為電源的正極，A極板的電勢(shì)低于B極板，故A錯(cuò)誤；B．由A項(xiàng)分析可知，B板為電源的正極，A極板為電源的負(fù)極，R中有從b到a的電流，故B正確；CD．由平衡條件得電源電動(dòng)勢(shì)為兩板間等離子體的等效電阻為r，R中電流若只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，R中電流增大，若只增大兩極板間距，R中電流增大,故CD錯(cuò)誤。故選B。11．（2024·北京延慶·統(tǒng)考一模）在霍爾效應(yīng)中，霍爾電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流之比被定義為霍爾電阻，可用符號(hào)表示，通常情況下，霍爾電阻與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。但在超低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強(qiáng)磁場(chǎng)的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象：h是普朗克常數(shù)，e是電子的電量，v既可以取1、2、3…等整數(shù)，也可以取某些小于1的分?jǐn)?shù)，這就是量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)霍爾電阻處于量子態(tài)時(shí)，材料中的電子將沿邊緣帶做定向運(yùn)動(dòng)，幾乎不受阻力作用。2013年，清華大學(xué)薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在超低溫（0.03K）環(huán)境條件下，具備特殊結(jié)構(gòu)的拓補(bǔ)絕緣體材料可以自發(fā)地發(fā)生磁化，此時(shí)不需要外加磁場(chǎng)也會(huì)發(fā)生量子霍爾效應(yīng)，這種現(xiàn)象被稱為量子反?；魻栃?yīng)。結(jié)合以上資料，可以判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．同歐姆電阻類似，霍爾電阻越大，表明材料對(duì)通過(guò)它的電流的阻礙越強(qiáng)B．要發(fā)生量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，外部環(huán)境條件有兩個(gè)，一是要具備超低溫環(huán)境，二是要具備超強(qiáng)的磁場(chǎng)C．具備量子反?；魻栃?yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料已成為新一代低能耗芯片的制造材料D．霍爾電阻的量子態(tài)表達(dá)式中的常數(shù)組合與歐姆電阻具有相同的單位【答案】D【詳解】A．設(shè)半導(dǎo)體的與電流垂直方向長(zhǎng)為a，寬為b，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，電子定向運(yùn)動(dòng)的速率為v，則半導(dǎo)體兩端的霍爾電壓為根據(jù)霍爾電阻定義有則霍爾電阻不能反映對(duì)電流的阻礙作用，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，在超低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強(qiáng)磁場(chǎng)的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象，并不是所有的材料都會(huì)發(fā)生，故B錯(cuò)誤；C．具備量子反?；魻栃?yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料，有望成為新一代低能耗芯片的制造材料，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)功率的表達(dá)式，，結(jié)合牛頓第二定律，整理得則歐姆電阻的基本單位表示為；根據(jù)能量子表達(dá)式，功的表達(dá)式，牛頓第二定律，結(jié)合電流的定義式，整理得則常數(shù)組合的基本單位表示為，故D正確。故選D。12．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）水平放置的M、N兩金屬板，板長(zhǎng)均為L(zhǎng)，板間距為d，兩板間有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，在兩板左端點(diǎn)連線的左側(cè)足夠大空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速v0緊靠M板從右端水平射入電場(chǎng)，隨后從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從Q點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)（P、Q未畫(huà)出）。不考慮粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是A．PQ間距離與E的大小無(wú)關(guān)B．PQ間距離與v0的大小無(wú)關(guān)C．P點(diǎn)的位置與粒子的比荷無(wú)關(guān)D．帶電粒子不可能打在N板上【答案】A【詳解】AB．粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為，進(jìn)入磁場(chǎng)后粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)后從MN邊界離開(kāi)磁場(chǎng)，則由洛倫茲力充當(dāng)向心力有可得又粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與水平方向的夾角為，則有根據(jù)幾何關(guān)系可得，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的位置與射出磁場(chǎng)的位置之間的距離為所以PQ間距離與無(wú)關(guān)，與有關(guān)，故A正確，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有，水平方向豎直方向加速度可知可知P點(diǎn)的位置與粒子的比荷有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．題中的值未做明確限制，若，則帶電粒子有可能打在板上，故D錯(cuò)誤。故選A。13．（2024·北京順義·統(tǒng)考三模）在霍爾效應(yīng)中，霍爾電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流之比被定義為霍爾電阻，可用符號(hào)表示，通常情況下，霍爾電阻與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。但在超低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強(qiáng)磁場(chǎng)的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象：h是普朗克常數(shù)，e是電子的電量，v既可以取1、2、3…等整數(shù)，也可以取某些小于1的分?jǐn)?shù)，這就是量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)霍爾電阻處于量子態(tài)時(shí)，材料中的電子將沿邊緣帶做定向運(yùn)動(dòng)，幾乎不受阻力作用。2013年，清華大學(xué)薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在超低溫（0.03K）環(huán)境條件下，具備特殊結(jié)構(gòu)的拓補(bǔ)絕緣體材料可以自發(fā)地發(fā)生磁化，此時(shí)不需要外加磁場(chǎng)也會(huì)發(fā)生量子霍爾效應(yīng)，這種現(xiàn)象被稱為量子反?；魻栃?yīng)。結(jié)合以上資料，可以判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．同歐姆電阻類似，霍爾電阻越大，表明材料對(duì)通過(guò)它的電流的阻礙越強(qiáng)B．要發(fā)生量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，外部環(huán)境條件有兩個(gè)，一是要具備超低溫環(huán)境，二是要具備超強(qiáng)的磁場(chǎng)C．具備量子反?；魻栃?yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料已成為新一代低能耗芯片的制造材料D．霍爾電阻的量子態(tài)表達(dá)式中的常數(shù)組合與歐姆電阻具有相同的單位【答案】D【詳解】A．設(shè)半導(dǎo)體的與電流垂直方向長(zhǎng)為a，寬為b，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，電子定向運(yùn)動(dòng)的速率為v，則半導(dǎo)體兩端的霍爾電壓為根據(jù)霍爾電阻定義有則霍爾電阻不能反映對(duì)電流的阻礙作用，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，在超低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強(qiáng)磁場(chǎng)的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象，并不是所有的材料都會(huì)發(fā)生，故B錯(cuò)誤；C．具備量子反?；魻栃?yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料，有望成為新一代低能耗芯片的制造材料，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)功率的表達(dá)式，，結(jié)合牛頓第二定律，整理得則歐姆電阻的基本單位表示為；根據(jù)能量子表達(dá)式，功的表達(dá)式，牛頓第二定律，結(jié)合電流的定義式，整理得則常數(shù)組合的基本單位表示為，故D正確。故選D。14．（2024·北京順義·統(tǒng)考三模）用如圖所示裝置作為推進(jìn)器加速帶電粒子。裝置左側(cè)部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。使大量電荷量絕對(duì)值均為q0的正、負(fù)離子從左側(cè)以速度v0水平入射，可以給右側(cè)平行板電容器PQ供電?？拷黁板處有一放射源S可釋放初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量絕對(duì)值為q的粒子，粒子被加速后從S正上方的孔噴出P板，噴出的速度大小為v。下列說(shuō)法正確的是（）A．放射源S釋放的粒子帶負(fù)電B．增大q0的值，可以提高vC．PQ間距變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可使v變?yōu)樵瓉?lái)倍D．v0和B同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可使v變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【答案】D【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，正負(fù)離子進(jìn)入MN區(qū)域，正離子受到向下的洛倫茲力，負(fù)離子受到向上的洛倫茲力，所以正離子打到N板，負(fù)離子打到M板，N板電勢(shì)高于M板，即Q板電勢(shì)高于P板，S釋放的粒子受到向上的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，則粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)力的平衡可得S釋放的粒子，加速過(guò)程有聯(lián)立可得由此可知，粒子射出的速度與q0、PQ間距無(wú)關(guān)，故BC錯(cuò)誤；D．由以上分析可知，當(dāng)v0和B同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可使v變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故D正確。故選D。15．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖所示，正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)M以速度v垂直于ad邊射入磁場(chǎng)，并恰好從ab邊的中點(diǎn)N射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是（

）A．粒子帶負(fù)電B．若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，粒子將從a點(diǎn)射出C．若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，粒子將從b點(diǎn)射出D．若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變短【答案】D【詳解】A．根據(jù)左手定則可知粒子帶正電。故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)解得設(shè)正方形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，粒子以速度v和速度2v進(jìn)入磁場(chǎng)，有軌跡如圖可知若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，射出的位置在Nb之間。故BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)C選項(xiàng)分析可知，若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角將變小，由又粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變短。故D正確。故選D。16．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）質(zhì)譜儀可用來(lái)分析帶電粒子的基本性質(zhì)，其示意圖如圖所示。a、b是某元素的兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷量，不同的質(zhì)量。a、b兩種帶電粒子持續(xù)從容器A下方的小孔飄入加速電場(chǎng)，初速度幾乎為0，加速后從小孔射出，又通過(guò)小孔，沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上并被吸收。測(cè)得a、b打在底片上的位置距小孔的距離分別為、，a、b打在底片上的強(qiáng)度（數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)打在底片上某處的粒子的總動(dòng)能）分別為、。不計(jì)原子核的重力及相互作用力，下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)、b的質(zhì)量之比B．a(chǎn)、b分別形成的等效電流之比C．a(chǎn)、b對(duì)底片的作用力大小之比D．a(chǎn)、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比【答案】B【詳解】A．粒子在電場(chǎng)中加速過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，則有，根據(jù)幾何關(guān)系有，解得故A錯(cuò)誤；D．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，結(jié)合上述解得，根據(jù)軌跡可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為圓周運(yùn)動(dòng)的半個(gè)周期，則可解得故D錯(cuò)誤；B．a(chǎn)、b打在底片上的強(qiáng)度（數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)打在底片上某處的粒子的總動(dòng)能）分別為、，令對(duì)應(yīng)強(qiáng)度含有單位時(shí)間內(nèi)打在底片上的粒子數(shù)目分別為、，則有，根據(jù)電流的定義式可知，a、b分別形成的等效電流分別為，結(jié)合上述解得故B正確；C．結(jié)合上述，選擇在時(shí)間內(nèi)打在底片上的粒子為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理有，結(jié)合上述有，根據(jù)牛頓第三定律有，結(jié)合上述解得故C錯(cuò)誤。故選B。17．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）一束γ射線（從底部進(jìn)入而沒(méi)有留下痕跡）從充滿在氣泡室中的液態(tài)氫的一個(gè)氫原子中打出一個(gè)電子，同時(shí)γ光子自身轉(zhuǎn)變成一對(duì)正、負(fù)電子對(duì)（分別稱為正電子、負(fù)電子，二者速度接近），其徑跡如圖所示。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直照片平面向里，正、負(fù)電子質(zhì)量相等，則下列說(shuō)法正確的是（）A．左側(cè)螺旋軌跡為負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡B．正電子、負(fù)電子所受洛倫茲力大小時(shí)刻相等C．分離瞬間，正電子速度大于負(fù)電子速度D．正電子、負(fù)電子的動(dòng)能不斷減小，而被打出的電子動(dòng)能不變【答案】C【詳解】A．由圖可知?dú)湓又写虺龅碾娮酉蛏线\(yùn)動(dòng)，根據(jù)反沖原理，正、負(fù)電子對(duì)向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則，左側(cè)螺旋軌跡為正電子運(yùn)動(dòng)的軌跡，右側(cè)螺旋軌跡為負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡，故A錯(cuò)誤；B．正電子、負(fù)電子所受洛倫茲力大小為正電子、負(fù)電子的速度大小不是時(shí)刻相等，則正電子、負(fù)電子所受洛倫茲力大小不是時(shí)刻相等，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知正電子與負(fù)電子分離瞬間，左側(cè)正電子的軌跡半徑大于右側(cè)負(fù)電子的軌跡半徑，故分離瞬間，正電子速度大于負(fù)電子速度，故C正確；D．正、負(fù)電子在氣泡室運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)軌跡可知運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑逐漸減小，則速度逐漸減小，動(dòng)能逐漸減小，被打出的電