2022年高考物理专题训练-磁场.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载磁场时间： 60 分钟,分值： 100 分 一、单项挑选题本大题共5 小题,每道题6 分,共 30 分,每道题只有一个选项符合题意 质1如下列图, 两平行光滑金属导轨MN 、PQ 间距为 l,与电动势为E、内阻不计的电源相连量为 m、电阻为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面的夹角为,回路其余电阻不计为使ab 棒静止,需在空间施加一匀强磁场,其磁感应强度的最小值及方向分别为 mgR A. El,水平向右B.mgRcos El,垂直于回路平面对上mgRtan C. El,竖直向下D. mgRsin El,垂直于回路平面对下2. 用如下列图的回旋加速器分别加速氘核21H 和氦核 42He.以下说法中正确选项 A它们的最大速度相同 B它们的最大动能相同 C加速氘核 21H 时高频电源的频率大于加速氦核 42He 的频率 D加速氘核 21H 时高频电源的频率小于加速氦核 42He 的频率如下列图,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放一金属棒 MN.现从 t0 时刻起, 给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即 Ikt,其中 k 为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好以下关于金属棒的速度 v、加速度 a 随时间 t 变化的关系图象,可能正确选项 4. 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载如下列图,在其次象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E；在第一、四象限内分别存在如下列图的匀强磁场,磁感应强度大小相等有一个带电粒子以初速度 v0 从 x 轴上的 P 点垂直进入匀强电场,恰好与 y 轴成 45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入下面的磁场已知 O、P 之间的距离为 d,就带电粒子 2dA在电场中运动的时间为 v0B在磁场中做圆周运动的半径为 2d 7 dC自进入磁场至其次次经过 x 轴所用时间为 4v0D从进入电场时开头计时,粒子在运动过程中其次次经过 x 轴的时间为 2v05. 空间存在垂直于纸面方向的匀称磁场其方向随时间做周期性变化,磁感应强度B 随时间t变化的图线如下列图规定 B>0 时,磁场的方向穿出纸面,一带电荷量 q5 × 107 C,质量m5× 1010 kg 的带电粒子,位于某点 O 处,在 t0 时刻以初速度 v0 m/s沿垂直磁场方向开头运动, 不计重力的作用,不计磁场的变化及可能产生的一切其他影响就在磁场变化 N个N 为整数 周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于 A m/s B. 2 m/s C2 2 m/s D. 2 m/s 二、多项挑选题 本大题共 4 小题,每道题 6 分,共 24 分,每道题有多个选项符合题意 6. 有两根长直导线a、b 相互平行放置, 如下列图为垂直于导线的截面图在图中所示的平面内,O 点为两根导线连线的中点,M、N 为两根导线邻近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与 O 点的距离相等如两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,就关于线段MN 上各点的磁感应强度的说法中正确选项 A M 点和 N 点的磁感应强度大小相等,方向相同 B M 点和 N 点的磁感应强度大小相等,方向相反 C在线段 MN 上各点的磁感应强度都不行能为零 D在线段 MN 上只有一点的磁感应强度为零名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载7. 如下列图,一个半径为 R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场到处正交,环上各点的磁感应强度 B 大小相等,方向均与环面轴线方向成 角环面轴线为竖直方向如导电圆环上载有如下列图的恒定电流I,就以下说法正确选项 A导电圆环有收缩的趋势B导电圆环所受安培力方向竖直向上C导电圆环所受安培力的大小为 2BIR D导电圆环所受安培力的大小为 2 BIRsin 8.一电子以与磁场垂直的速度 v 从 P 处沿 PQ 方向进入长为 d、宽为 h 的匀强磁场区域,从 N点射出,如下列图,如电子质量为 m,电荷量为 e,磁感应强度为 B,就 A hd B电子在磁场中运动的时间为d vC电子在磁场中运动的时间为PN vD洛伦兹力对电子做的功为零9. 如下列图,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开头经电压U 加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 的复合场中 E 和 B 已知 ,小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,就 A小球可能带正电B小球做匀速圆周运动的半径为r1 B2UEgC小球做匀速圆周运动的周期为T2 E BgD如电压 U 增大,就小球做匀速圆周运动的周期增加 三、非挑选题 本大题共 3 小题,共 46 分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值运算的要 注明单位 10. 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载MN 的中点处通过一挂12 分如下列图为一电流表的原理示意图质量为m 的均质细金属棒钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为 k.在矩形区域 abcd 内有匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面对外 与 MN 的右端 N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN 的长度大于 ab .当 MN 中没有电流通过且处于平稳状态时,MN 与矩形区域的 cd 边重合,当 MN 中有电流通过时,指针示数可表示电流强度1当电流表示数为零时,弹簧伸长多少？重力加速度为 g 2如要电流表正常工作,MN 的哪一端应与电源正极相接？3如 k2.0 N/m , ab 0.20 m , cb 0.050 m ,B0.20 T,此电流表的量程是多少？不计通电时电流产生的磁场的作用 4如将量程扩大 2 倍,磁感应强度应变为多大？11. 一圆筒的横截面如下列图,其圆心为O.筒内有垂直于纸面对里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d 的平行金属板M 、N,其中 M 板带正电荷, N 板带等量负电荷 质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子自M 板边缘的 P 处由静止释放, 经 N 板的小孔 S以速度 v 沿半径 SO方向射入磁场中 粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从 S孔射出, 设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能缺失,且电荷量保持不变,在不计重力的情形下,求：名师归纳总结 1M、N 间电场强度E的大小；第 4 页,共 9 页2圆筒的半径R；3保持 M 、N 间电场强度E 不变, 仅将 M 板向上平移2 3d,粒子仍从 M 板边缘的 P处由静止释放,粒子自进入圆筒至从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数n. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载12. 19 分如下列图,在 xOy 平面内,第一象限中有匀强电场,场强大小为E,方向沿 y 轴正方向 在x 轴的下方有匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面对里今有一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电的粒子 不计粒子的重力和其他阻力 ,从 y 轴上的 P 点以初速度 v0 垂直于电场方向进入电场经电场偏转后,沿着与 1求 P点离坐标原点 O 的距离 h；x 轴正方向成 30°角的方向进入磁场2求粒子从 P 点动身到粒子第一次离开磁场时所用的时间；3其他条件不转变,只转变磁感应强度,当磁场的磁感应强度 开磁场后能否返回到原动身点 P,并说明理由B 取某一合适的数值,粒子离1选 D.对金属棒 ab 受力分析可知,为使 ab 棒静止, ab 受到沿斜面对上的安培力作用时,安培力最小,此时对应的磁感应强度也就最小,由左手定就可知此时磁场方向垂直于回路平面名师归纳总结 向下,再由平稳关系可知IlBmgsin ,其中 IE R,可得磁感应强度BmgRsin El,对比各选第 5 页,共 9 页项可知,选D. 2选 A.依据 qvBmv2 r得 vqBr m,当 rR回旋加速器的半径时,速度最大, 由于两核的比荷q m相同,所以A 正确；它们的质量不等,B 错误；在回旋加速器中,欲使核得到加速,高频电源的频率必需等于核做圆周运动的频率,C、D 均错误- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3选 D.从 t0 时刻起,金属棒通以电流Ikt,由左手定就可知,安培力方向垂直纸面对里,使其紧压导轨,导致金属棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,当滑动摩擦力小于重力时速度与加速度方向相同,所以金属棒做加速度减小的加速运动当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,此时速度达到最大当安培力连续增大时导致加速度方向竖直向上,就显现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动vt 图象的斜率肯定值表示加速度的大小,应选项 A、B 均错误对金属棒 MN ,由牛顿其次定律得 mg FNma,而 FNBILBktL,即 mg BktLma,因此 ag kBL m t,明显加速度 a 与时间 t 成线性关系,应选项 C 错误, D 正确v04选 D.粒子在电场中做类平抛运动,沿 x 轴方向上的平均速度为 2,所以在电场中运动的时间为2d v0.由题意知,进入磁场时竖直方向速度等于水平方向速度 v0,故速度为 2v0,在磁场中做圆周运动的半径为 2 2d,在第一象限内运动时间为 t13 8T2 r2v0×83 d 2v0,在第四象限内运动时间为 t21 2T r2v02 d v0,所以自进入磁场至其次次经过 x 轴的时间为 tt1 t2 7 d 2v0,从进入电场到其次次经过 x 轴的时间为 t 2d v0 t2v0,所以只有 D 正确5选 C.由题意可得 TqB0.02 s,Rmv0 qB0.01 m,又 t5× 103 s T 4,而磁场的变化周 2 m期为 T1× 102 s,就粒子运动的平均速度为 v N·2 2R2 2 m/s ,选项 C正确NT6选 BD.两根导线分别在 M 点和 N 点产生的磁感应强度大小相等,方向相反,所以 M 点、 N点的磁感应强度大小相等,方向相反,选项 B 正确；线段 MN 中点 O 的磁感应强度为零,选项 D 正确7选 ABD.B的水平重量为 B 水平 B·sin ,竖直向上的重量为 B 竖直 B·cos ,B竖直对环上各点的安培力方向均指向圆心,故 A 正确 B水平对环上各点的安培力方向向上,大小为 FB·sin ·,故 B、D 正确8选 CD.过 P 点和 N 点作速度的垂线, 两垂线的交点即为电子在磁场中做匀速圆周运动时 PN的圆心 O,由勾股定理可得 R h2 d2 R2,整理知 d2Rhh2,而 Rmv eB,故 d2mvheBh2,所以 A 错误 由带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动,得 t PN v,故 B 错误,C 正确又由于洛伦兹力方向和粒子运动的速度方向总垂直,对粒子永久也不做功,故 D 正确9选 BC.小球在复合场中做匀速圆周运动,就小球受到的电场力和重力满意 mg Eq,就小球带负电, A 错误； 由于小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力供应,由牛顿其次定律和动能定理可得： Bqvmv2 r,Uq1 2mv2,联立两式可得：小球做匀速圆周运动的半径r12UE g,由BT2 r v可以得出 T 2 E Bg,与电压 U 无关,所以B、C正确, D 错误101设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为 x就有 mgk x2分 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解得： xmg k .1 分 学习必备欢迎下载2为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必需向下,因此M 端应接正极 2 分 3设电流表满偏时通过MN 的电流强度为Im,就有BIm ab mgk cb x2分 联立并代入数据得 Im 2.5 A1 分 4设量程扩大后,磁感应强度变为 B,就有2BImab mgk cb x2 分 k cb解得： B . 2Im ab代入数据得： B0.10 T2 分 1mg2M 端32.5 A k40.10 T 111设两板间的电压为U,由动能定理得qU1 2mv2由匀强电场中电势差与电场强度的关系得U Ed联立式可得 Emv2 2qd .2 粒子进入磁场后做匀速圆周运动,运用几何关系作出圆心为O ,圆半径为 r.设第一次碰撞点为名师归纳总结 A,由于粒子与圆筒发生两次碰撞又从S孔射出,因此,SA弧所对的圆心角AO S等于 3. 第 7 页,共 9 页由几何关系得rRtan 3粒子运动过程中洛伦兹力供应向心力,由牛顿其次定律,得qvBmv2 r联立式得R3mv 3qB .3保持 M 、N 间电场强度E 不变, M 板向上平移2 3d 后,设板间电压为U ,就- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - U Ed 3U 3学习必备欢迎下载设粒子进入S孔时的速度为v,由式看出UUv 2综合式可得v3 3 v,比较两式得到r R,设粒子做圆周运动的半径为r ,就 r 3mv 3qB设粒子从 S到第一次与圆筒碰撞期间的轨迹所对圆心角为可见 210粒子需经过四个这样的圆弧才能从S孔射出,故n3. 1mv223mv33 2qd3qB121由几何关系得：vy3 3 v01 分 v23v01 分 3依据动能定理有：1 1qEh2mv22mv202 分 联立解得：hmv20 6qE1 分 vy2粒子在电场中运动的时间 t1a1 分 加速度为 aqE m 1 分 联立解得：t13mv0 1 分 3qE在磁场中运动的时间由几何关系知名师归纳总结 t25 6T2 分 第 8 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 速率与周期的关系T2 R v1 分 学习必备欢迎下载依据牛顿其次定律及圆周运动公式有：v2qvB m R1 分 联立解得：T2 m qB . 1 分 联立 . 解得： t22 m 3qB . 1 分 联立 . 得共用时间tt1 t2 3mv03qE5 m 3qB . 1 分 3能够返回到原动身点 P1分 只要 B 连续变化, 圆的半径就连续变化,由几何关系知粒子在 x 轴上离开磁场的位置就可以连续变化,在第象限没有电场和磁场,粒子在该象限做匀速直线运动,每次运动方向都与 x轴正方向成 30°角,当 B 取某一合适数值时必有一个满意条件的 |x| ,同时必有h|x|tan 30 3 分 见解析名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页