专题11 磁场-2022年高考真题和模拟题物理分项汇编.pdf

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1、专题1 1磁场【真题汇编】1、（2 0 2 2 湖南卷T 3）如 图（a）,直导线A/N 被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴0。上，其所在区域存在方向垂直指向。的磁场，与。距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（6）所示。导线通以电流/,静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为仇下列说法正确的是（）图(b)A.当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB.电流/增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C.ta n。与电流/成正比D.s i n。与电流/成正比q 右（2 0 2 2 广 东 卷 T 8）如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强

2、磁场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知、P在同一等势面上，下列说法正确的有（）A.电子从N到尸，电场力做正功B.N点的电势高于P点的电势C.电子从M到 N,洛伦兹力不做功D.电子在点所受的合力大于在P点所受的合力3、（2 0 2 2 广东卷T 7）如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（）4、（2022 全国甲卷0 8）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直

3、于纸面（宜万平面）向里,电场的方向沿y 轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点。由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）5、（2022 全国乙卷0 8）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度心 如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xQy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y 轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（）测量序号M i T5v/gTM i T1021-4520-2 0-4 632 10-4 54-2 10-4 5A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50MTC

4、第 2 次测量时y 轴正向指向南方D.第 3 次测量时夕轴正向指向东方6、（2 0 2 2 浙 江 6月 卷门5）如图为某一径向电场示意图，电场强度大小可表示为 =。为常量。r比荷相同的两粒子在半径 不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（）A.轨道半径厂小的粒子角速度一定小B.电荷量大的粒子的动能一定大C.粒子的速度大小与轨道半径厂一定无关D.当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动7、（2022 浙 江 1 月 卷T7）如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件尸和左端有玻璃挡板的凹形底座。构成，其重量分别为Gp和GQ。用手使P 的左端与玻璃挡板靠近时，感受到尸对

5、手有靠向玻璃挡板的力，P 与挡板接触后放开手，尸处 于“磁悬浮”状态（即 P 和。的其余部分均不接触），P 与。间的磁力大小为凡 下列说法正确的是（）A.Q灿P磁力大小等于GpB.P对。的磁力方向竖直向下C.。对电子秤的压力大小等于GQ+尸D.电子秤对0 的支持力大小等于GP+GQ8、（2022 浙 江 1 月 卷T3）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L 不变，改变电流/的大小，然后保持电流/不变，改变导线通电部分的长度工，得到导线受到的力尸分别与/和/的关系图像，则正确的是（）9、（2022 湖 北T8）在如图所示的平面

6、内，分界线SP将宽度为上的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B,S P与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30。角。已知离子比荷为k,不计重力。若离子从P点射出，设出射方向与入射方向的夹角为。则离子的入射速度和对应9角的可能组合为（）IA.-kBL,0 B.;kBL,0 C.kBL,60 D.2kBL,603210、（2022 湖 北 T il）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场

7、中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向 的 夹 角 可 调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为且g；减速时，加3速度的最大值为G g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（）A.棒与导轨间的动摩擦因数为立6B.棒与导轨间的动摩擦因数为立3C.加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，i?=60D.减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，9=150。11、（2 0 2 2 浙 江 1 月 卷T 2 2）如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的

8、信息。在 x Qy平 面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板 N中间有一小孔O。有一由x 轴、y轴和以。为圆心、圆心角为9 0 的半径不同的两条圆弧所围的区域I ,整个区域I 内存在大小可调、方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为5、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域I 右侧还有一左边界与y轴平行且相距为/、下边界与x 轴重合的匀强磁场区域n,其宽度为。，长度足够长，其中的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板间电压。加 速（板间电场视为匀强电场），调节区域I 的电场强度和区域H的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（。+2/,0）的点上

9、，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为?、电荷量为e,板 的 逸 出 功 为 麻，普朗克常量为人忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为v 的光照射板时有光电子逸出，（1）求逸出光电子的最大初动能E k m,并求光电子从。点射入区域I 时的速度四的大小范围；（2）若区域I 的电场强度大小E =也,区域H的磁感应强度大小B,=业巫，求被探测到的电子V m -ea刚从板 逸出时速度V M 的大小及与x 轴的夹角0；（3）为了使从。点以各种大小和方向的速度射向区域I 的电子都能被探测到，需要调节区域I 的电场强度E和区域I I 的磁感应强度B2,求 E的最大值和52的最大值。M N1 2、（2 0

10、 2 2 浙 江 6 月 卷T 2 2）离子速度分析器截面图如图所示 半径为R的空心转筒P,可绕过。点、垂直xQ y 平 面（纸面）的中心轴逆时针匀速转动（角速度大小可调），其上有一小孔5。整个转筒内部存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。转筒下方有一与其共轴的半圆柱面探测板0,板 0与y轴 交 于/点。离子源”能沿着x 轴射出质量为加、电荷量为-q （q 0）、速度大小不同的离子，其中速度大小为v o 的离子进入转筒，经磁场偏转后恰好沿y轴负方向离开磁场。落在接地的筒壁或探测板上的离子被吸收且失去所带电荷，不计离子的重力和离子间的相互作用。（1）口求磁感应强度2的大小;匚若速度大小为V。的离子能打

11、在。板的N处，求转筒尸角速度3的大小;(2)较长时间后，转筒尸每转一周有N个离子打在板。的 C处，0C与 x 轴负方向的夹角为仇求转筒转动一周的时间内，C处受到平均冲力F的大小；6。(3)若转筒P的角速度小于一1,且/处探测到离子，求板。上能探测到离子的其他夕的值(为探测点R位置和。点连线与x 轴负方向的夹角)。邕 瞿M13、(2 0 2 2 全国甲卷T 2 5)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示。图中4为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；随为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆。的一端与“固连且与镜面垂直，另一端与

12、弹簧下端相连，P Q为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，P。的圆心位于的中心使用前需调零，使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入 射 细 光 束 沿 水 平 方 向 经 上 的。点射到上后沿原路反射、线圈通入电流后弹簧长度改变，使河发生倾斜，入射光束在上的入射点仍近似处于尸。的圆心，通过读取反射光射到上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为后，磁场磁感应强度大小为8,线圈C的匝数为 N。沿水平方向的长度为/,细杆。的 长 度 为 以 圆 弧 的 半 径 为，/乩“远大于弹簧长度改变量的绝对值。(1)若在线圈中通入的微小电流为/,求平衡后弹簧长度改变量的绝对值A r 及 P。

13、上反射光点与。点间的弧长s；(2)某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，P0上反射光点出现在。点上方，与。点间的弧长为s i.保持其它条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在。点下方，与。点间的弧长为S 2。求待测电流的大小。p反射光。入射光Q1 4、（2 0 2 2 山 东 卷 T 1 7）中 国“人造太阳”在核聚变实验方而取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速高能离子，其部分电磁场简化模型如图所示，在三维坐标系。孙z中，04，d空间内充满匀强磁场I,磁感应强度大小为3,方向沿x 轴正方向；-3 d,z 0,y.O 的空间内充满匀强磁场n,磁感应强度大小为48,方

14、向平行于x O y 平面，与x 轴正方向夹角为4 5；z 0 空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x 轴正方向的匀强电场。一质量为机、电荷量为g的带正电粒子（不计重力），以大小为丫、方向与y轴正方向夹角。=6 0。的速度沿纸面从坐标为（0,垂,L）的尸点进入磁场中，然后从坐标为（0,-L）的 2 2 点进入电场区域，最后从x 轴上的尸 3点（图中未画出）垂直于 x 轴射出电场。求：（1）磁场的磁感应强度大小B；（2）粒子从P 点运动到P 2 点所用的时间t；（3）电场强度的大小E.3.（2 0 2 2 福建厦门市高三下学期二模）实验室有一装置可用于探究原子核 性质，该装置

15、的主要原理可简化为：空间中有一直角坐标系。呼z,在 紧 贴（-0.2 m,0,0）的下侧处有一粒子源P,能沿x 轴正方向以v o=l X 1 0 6 mzs 的速度持续发射比荷为=5x 1 0?C/k g 的某种原子核。在 x 0 的空间有垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=0.2 T。忽略原子核间的相互作用，平面图如图甲所示。（1）求原子核第一次穿过y轴时的速度大小；（2）若原子核进入磁场后，经过加瞬间分裂成人 6 两个新核。两新核的质量之比为?：=1:2；电荷量之比为/=1:2；速度大小之比为吃：口=4:1,方向仍沿原运动方向。求：a粒子第1次经过y 轴时的位置(3)若电场E

16、可 在 lX105v/mG x W V/m 之间进行调节(不考虑电场变化而产生的磁场)。在 xOz平面7T内x0区域放置一足够大的吸收屏，屏上方施加有沿少方向大小为名=1 T 的匀强磁场，如图乙所示。原子核打在吸收屏上即被吸收并留下印迹，求该印迹长度。4.(2022 福建漳州市高三下学期二模)质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。a、6 是同位素原子核，它们的电荷量均为g,。的质量为，。如图所示，它们从静止开始经电压为U 的电场加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场,最后打在照相底片上。从照相底片上获知在磁场中的轨迹直径分别为x、瓜。不计“、6 的重力及其相互作用。求：(1)。进入磁场时的速度大小v；(2)磁场的磁感应强度大小8；(3)6 的质量。