專題11 磁場-2022年高考真題和模擬題物理分專題訓(xùn)練（學(xué)生版）

專題11磁場【真題匯編】1、(2022·湖南卷·T3)如圖(a)，直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖(b)所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是()A.當導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)位置時，導(dǎo)線中電流方向由N指向MB.電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比2、(2022·廣東卷·T8)如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上，下列說法正確的有()A.電子從N到P，電場力做正功 B.N點的電勢高于P點的電勢C.電子從M到N，洛倫茲力不做功 D.電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力3、(2022·廣東卷·T7)如圖所示，一個立方體空間被對角平面劃分成兩個區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強磁場。一質(zhì)子以某一速度從立方體左側(cè)垂直平面進入磁場，并穿過兩個磁場區(qū)域。下列關(guān)于質(zhì)子運動軌跡在不同坐標平面的投影中，可能正確的是()

A.B.C.D.4、(2022·全國甲卷·T18)空間存在著勻強磁場和勻強電場，磁場的方向垂直于紙面(平面)向里，電場的方向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場和磁場的作用下，從坐標原點O由靜止開始運動。下列四幅圖中，可能正確描述該粒子運動軌跡的是()A. B.C. D.5、(2022·全國乙卷·T18)安裝適當?shù)能浖?，利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強度B。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學(xué)在某地對地磁場進行了四次測量，每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測量結(jié)果可推知()測量序號Bx/μTBy/μTBz/μT1021-4520-20-463210-454-210-45A.測量地點位于南半球B.當?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為50μTC第2次測量時y軸正向指向南方D.第3次測量時y軸正向指向東方6、(2022·浙江6月卷·T15)如圖為某一徑向電場示意圖，電場強度大小可表示為，a為常量。比荷相同的兩粒子在半徑r不同的圓軌道運動。不考慮粒子間的相互作用及重力，則()A.軌道半徑r小的粒子角速度一定小B.電荷量大的粒子的動能一定大C.粒子的速度大小與軌道半徑r一定無關(guān)D.當加垂直紙面磁場時，粒子一定做離心運動7、(2022·浙江1月卷·T7)如圖所示，水平放置的電子秤上有一磁性玩具，玩具由啞鈴狀物件P和左端有玻璃擋板的凹形底座Q構(gòu)成，其重量分別為和。用手使P的左端與玻璃擋板靠近時，感受到P對手有靠向玻璃擋板的力，P與擋板接觸后放開手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)(即P和Q的其余部分均不接觸)，P與Q間的磁力大小為F。下列說法正確的是()A.Q對P磁力大小等于B.P對Q的磁力方向豎直向下C.Q對電子秤的壓力大小等于＋FD.電子秤對Q的支持力大小等于＋8、(2022·浙江1月卷·T3)利用如圖所示裝置探究勻強磁場中影響通電導(dǎo)線受力的因素，導(dǎo)線垂直勻強磁場方向放置。先保持導(dǎo)線通電部分的長度L不變，改變電流I的大小，然后保持電流I不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度L，得到導(dǎo)線受到的力F分別與I和L的關(guān)系圖像，則正確的是()A.B.C. D.9、(2022·湖北·T8)在如圖所示的平面內(nèi)，分界線SP將寬度為L的矩形區(qū)域分成兩部分，一部分充滿方向垂直于紙面向外的勻強磁場，另一部分充滿方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，SP與磁場左右邊界垂直。離子源從S處射入速度大小不同的正離子，離子入射方向與磁場方向垂直且與SP成30°角。已知離子比荷為k，不計重力。若離子從Р點射出，設(shè)出射方向與入射方向的夾角為θ，則離子的入射速度和對應(yīng)θ角的可能組合為()A.kBL，0° B.kBL，0° C.kBL，60° D.2kBL，60°10、(2022·湖北·T11)如圖所示，兩平行導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)恒定。整個裝置置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角θ可調(diào)。導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運動，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通以圖示方向的恒定電流，適當調(diào)整磁場方向，可以使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌做勻加速運動或勻減速運動。已知導(dǎo)體棒加速時，加速度的最大值為g；減速時，加速度的最大值為g，其中g(shù)為重力加速度大小。下列說法正確的是()A.棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為B.棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為C.加速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向下，θ=60°D.減速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向上，θ=150°11、(2022·浙江1月卷·T22)如圖為研究光電效應(yīng)的裝置示意圖，該裝置可用于分析光子的信息。在xOy平面(紙面)內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板M、N與y軸平行放置，板N中間有一小孔O。有一由x軸、y軸和以O(shè)為圓心、圓心角為90°的半徑不同的兩條圓弧所圍的區(qū)域Ⅰ，整個區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在大小可調(diào)、方向垂直紙面向里的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小恒為B1、磁感線與圓弧平行且逆時針方向的磁場。區(qū)域Ⅰ右側(cè)還有一左邊界與y軸平行且相距為l、下邊界與x軸重合的勻強磁場區(qū)域Ⅱ，其寬度為a，長度足夠長，其中的磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小可調(diào)。光電子從板M逸出后經(jīng)極板間電壓U加速(板間電場視為勻強電場)，調(diào)節(jié)區(qū)域Ⅰ的電場強度和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強度，使電子恰好打在坐標為(a+2l，0)的點上，被置于該處的探測器接收。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，板M的逸出功為W0，普朗克常量為h。忽略電子的重力及電子間的作用力。當頻率為ν的光照射板M時有光電子逸出，(1)求逸出光電子的最大初動能Ekm，并求光電子從O點射入?yún)^(qū)域Ⅰ時的速度v0的大小范圍；(2)若區(qū)域Ⅰ的電場強度大小，區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強度大小，求被探測到的電子剛從板M逸出時速度vM的大小及與x軸的夾角；(3)為了使從O點以各種大小和方向的速度射向區(qū)域Ⅰ的電子都能被探測到，需要調(diào)節(jié)區(qū)域Ⅰ的電場強度E和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強度B2，求E的最大值和B2的最大值。12、(2022·浙江6月卷·T22)離子速度分析器截面圖如圖所示。半徑為R的空心轉(zhuǎn)筒P，可繞過O點、垂直xOy平面(紙面)的中心軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動(角速度大小可調(diào))，其上有一小孔S。整個轉(zhuǎn)筒內(nèi)部存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。轉(zhuǎn)筒下方有一與其共軸的半圓柱面探測板Q，板Q與y軸交于A點。離子源M能沿著x軸射出質(zhì)量為m、電荷量為–q(q>0)、速度大小不同的離子，其中速度大小為v0的離子進入轉(zhuǎn)筒，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好沿y軸負方向離開磁場。落在接地的筒壁或探測板上的離子被吸收且失去所帶電荷，不計離子的重力和離子間的相互作用。(1)①求磁感應(yīng)強度B的大小；②若速度大小為v0的離子能打在Q板的A處，求轉(zhuǎn)筒P角速度ω的大?。?2)較長時間后，轉(zhuǎn)筒P每轉(zhuǎn)一周有N個離子打在板Q的C處，OC與x軸負方向的夾角為θ，求轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，C處受到平均沖力F的大??；(3)若轉(zhuǎn)筒P的角速度小于，且A處探測到離子，求板Q上能探測到離子的其他θ′的值(為探測點位置和O點連線與x軸負方向的夾角)。13、(2022·全國甲卷·T25)光點式檢流計是一種可以測量微小電流的儀器，其簡化的工作原理示意圖如圖所示。圖中A為輕質(zhì)絕緣彈簧，C為位于紙面上的線圈，虛線框內(nèi)有與紙面垂直的勻強磁場；隨為置于平臺上的輕質(zhì)小平面反射鏡，輕質(zhì)剛性細桿D的一端與M固連且與鏡面垂直，另一端與彈簧下端相連，PQ為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數(shù)條，PQ的圓心位于M的中心使用前需調(diào)零，使線圈內(nèi)沒有電流通過時，M豎直且與紙面垂直；入射細光束沿水平方向經(jīng)PQ上的O點射到M上后沿原路反射。線圈通入電流后彈簧長度改變，使M發(fā)生傾斜，入射光束在M上的入射點仍近似處于PQ的圓心，通過讀取反射光射到PQ上的位置，可以測得電流的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，磁場磁感應(yīng)強度大小為B，線圈C的匝數(shù)為N。沿水平方向的長度為l，細桿D的長度為d，圓弧PQ的半徑為r﹐r>>d，d遠大于彈簧長度改變量的絕對值。(1)若在線圈中通入的微小電流為I，求平衡后彈簧長度改變量的絕對值x及PQ上反射光點與O點間的弧長s；(2)某同學(xué)用此裝置測一微小電流，測量前未調(diào)零，將電流通入線圈后，PQ上反射光點出現(xiàn)在O點上方，與O點間的弧長為s1．保持其它條件不變，只將該電流反向接入，則反射光點出現(xiàn)在О點下方，與O點間的弧長為s2。求待測電流的大小。14、(2022·山東卷·T17)中國“人造太陽”在核聚變實驗方而取得新突破，該裝置中用電磁場約束和加速高能離子，其部分電磁場簡化模型如圖所示，在三維坐標系中，空間內(nèi)充滿勻強磁場I，磁感應(yīng)強度大小為B，方向沿x軸正方向；，的空間內(nèi)充滿勻強磁場II，磁感應(yīng)強度大小為，方向平行于平面，與x軸正方向夾角為；，的空間內(nèi)充滿沿y軸負方向的勻強電場。質(zhì)量為m、帶電量為的離子甲，從平面第三象限內(nèi)距軸為的點以一定速度出射，速度方向與軸正方向夾角為，在在平面內(nèi)運動一段時間后，經(jīng)坐標原點沿軸正方向進入磁場I。不計離子重力。(1)當離子甲從點出射速度為時，求電場強度的大??；(2)若使離子甲進入磁場后始終在磁場中運動，求進入磁場時的最大速度；(3)離子甲以的速度從點沿軸正方向第一次穿過面進入磁場I，求第四次穿過平面的位置坐標(用表示)；(4)當離子甲以的速度從點進入磁場I時，質(zhì)量為、帶電量為的離子乙，也從點沿軸正方向以相同的動能同時進入磁場I，求兩離子進入磁場后，到達它們運動軌跡第一個交點的時間差(忽略離子間相互作用)。

15、(2022·湖南卷·T13)如圖，兩個定值電阻的阻值分別為和，直流電源的內(nèi)阻不計，平行板電容器兩極板水平放置，板間距離為，板長為，極板間存在方向水平向里的勻強磁場。質(zhì)量為、帶電量為的小球以初速度沿水平方向從電容器下板左側(cè)邊緣點進入電容器，做勻速圓周運動，恰從電容器上板右側(cè)邊緣離開電容器。此過程中，小球未與極板發(fā)生碰撞，重力加速度大小為，忽略空氣阻力。(1)求直流電源的電動勢；(2)求兩極板間磁場的磁感應(yīng)強度；(3)在圖中虛線的右側(cè)設(shè)計一勻強電場，使小球離開電容器后沿直線運動，求電場強度的最小值?！就黄凭毩?xí)】1.(2022·北京市延慶區(qū)高三下學(xué)期一模)如圖所示為回旋加速器原理圖，它的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室內(nèi)有兩個半圓形的金屬扁盒(D形盒)隔開相對放置，D形盒上加交變電壓，其間隙處產(chǎn)生交變電場。在D形盒所在處存在勻強磁場。置于中心附近的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子，在電場中被加速，帶電粒子在D形盒內(nèi)不受電場力，只在洛倫茲力作用下，在垂直磁場平面內(nèi)作勻速圓周運動。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子自半徑為R的D形盒的中心附近由靜止開始加速，D形盒上所加交變電壓大小恒為U，D形盒所在處的磁場的磁感應(yīng)強度為B，不考慮相對論效應(yīng)，求：(1)帶電粒子從D形盒邊緣飛出時的速度大小v；(2)交變電壓的周期T；(3)帶電粒子從釋放到飛出加速器，被加速的次數(shù)N。2.(2022·福建省龍巖市高三下學(xué)期一模)如圖所示，在xOy平面(紙面)內(nèi)，x＞0空間存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，第三象限空間存在方向沿x軸正方向的勻強電場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)，以大小為v、方向與y軸正方向夾角θ＝60°的速度沿紙面從坐標為(0，L)的P1點進入磁場中，然后從坐標為(0，L)的P2點進入電場區(qū)域，最后從x軸上的P3點(圖中未畫出)垂直于x軸射出電場。求：(1)磁場的磁感應(yīng)強度大小B；(2)粒子從P1點運動到P2點所用的時間t；(3)電場強度的大小E．3.(2022·福建廈門市高三下學(xué)期二模)實驗室有一裝置可用于探究原子核性質(zhì)，該裝置的主要原理可簡化為：空間中有一直角坐標系Oxyz，在緊貼(-0.2m，0，0)的下側(cè)處有一粒子源P，能沿x軸正方向以v0=1×106m/s的速度持續(xù)發(fā)射比荷為C/kg的某種原子核。在x<0，y<0的空間中沿-y方向的勻強電場V/m。在x>0的空間有垂直于xOy平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B1=0.2T。忽略原子核間的相互作用，xOy平面圖如圖甲所示。(1)求原子核第一次穿過y軸時的速度大?。?2)若原子核進入磁場后，經(jīng)過瞬間分裂成a、b兩個新核。兩新核的質(zhì)量之比為；電荷量之比為；速度大小之比為，方向仍沿原運動方向。求：a粒子第1次經(jīng)過y軸時的位置(3)若電場E可在1×105V/m～×105V/m之間進行調(diào)節(jié)(不考慮電場變化而產(chǎn)生的磁