高中物理高考 专题11 磁场-2020年高考真题和模拟题物理分类训练（学生版）

专题11磁场

1．(2020·天津高考真题)如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点(图中未画出)垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则(    )

A．粒子带负电荷 B．粒子速度大小为

C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a D．N与O点相距

2．(2020·浙江省高考真题)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和，。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则(　　)

A．b点处的磁感应强度大小为0

B．d点处的磁感应强度大小为0

C．a点处的磁感应强度方向竖直向下

D．c点处的磁感应强度方向竖直向下

3．(2020·全国高考课标3卷)真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m，电荷量为e，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为(　　)

A． B． C． D．

4．(2020·全国高考课标2卷)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点。则(　　)

A．M处的电势高于N处的电势

B．增大M、N之间的加速电压可使P点左移

C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移

5．(2020·全国高考课标1卷)一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为(　　)

A． B． C． D．

6．(2020·江西省江西师大附中高三月考)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外。则(　　)　　

A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

7．(2020·四川省棠湖中学高三二模)如图所示，在xoy平面内的坐标原点处，有一个粒子源，某一时刻以同一速率v发射大量带正电的同种粒子，速度方向均在xoy平面内，且对称分布在x轴两侧的30°角的范围内。在直线x=a与x=2a之间包括边界存在匀强磁场，方向垂直于xoy平面向外，已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为2a。不计粒子重力及粒子间的相互作用力，下列说法正确的是(   )

A．最先进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为

B．最先进入和最后进入磁场中的粒子在磁场中运动的时间都相等

C．最后从磁场中射出的粒子在磁场中运动的时间为

D．最后从磁场中射出的粒子出场的位置坐标为

8．(2020·广东省广东实验中学高三月考)如图所示，竖直放置的两平行金属板，长为 L，板间距离为 d，接在电压为 U 的直流电源上。 在两板间加一磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为 m，电荷量为 q 的带 正电油滴，从距金属板上端高为 h 处由静止开始自由下落，并经两板上端连线中点 P 进入板间。 油滴在 P 点所受的电场力与磁场力大小恰好相等，且最后恰好从金属板的下边缘离开电磁场区 域。空气阻力不计，重力加速度为 g，则下列说法正确的是(   )

A．油滴刚进入电磁场时的加速度为 g

B．油滴开始下落的高度

C．油滴从左侧金属板的下边缘离开

D．油滴离开电磁场时的速度大小为

9．(2020·江西省高三一模)如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与od成30°角的方向、大小不同的速率射入正方形内，则下列说法中正确的是(    )

A．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从ad边射 出磁场

B．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从cd边射出磁场

C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ab边射出磁场

D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从bc边射出磁场

10．(2020·湖南省湖南师大附中高三月考)如图所示，在直角坐标系xOy中x＞0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场(其他区域无磁场)，在y轴上有到原点O的距离均为L的C、D两点．带电粒子P(不计重力)从C点以速率v沿x轴正向射入磁场，并恰好从O点射出磁场；与粒子P相同的粒子Q从C点以速率4v沿纸面射入磁场，并恰好从D点射出磁场，则(　　)

A．粒子P带正电

B．粒子P在磁场中运动的时间为

C．粒子Q在磁场中运动的时间可能为

D．粒子Q在磁场中运动的路程可能为

11．(2020·四川省棠湖中学高三月考)如图所示，等腰直角三角形abc区域内(包含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。关于这些粒子，下列说法正确的是

A．速度的最大值为

B．速度的最小值为

C．在磁场中运动的最短时间为

D．在磁场中运动的最长时间为

12．(2020·鸡泽县第一中学高三零模)如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O的电势为零．当小球以2m／s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零．在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度.则下列判断正确的是

A．匀强电场的场强大小为

B．小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4J

C．小球做顺时针方向的匀速圆周运动

D．小球所受的洛伦兹力的大小为3N

13．(2020·河北省高三零模)如图所示，正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子垂直于bc边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场．已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1:2，质量之比为1:2，不计粒子重力． 以下判断正确的是

A．甲粒子带负电，乙粒子带正电

B．甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍

C．甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍

D．甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍

14．(2020·宁夏回族自治区高三其他)电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是(  )

A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同

B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同

C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力

D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力

15．(2020·浙江省高二学业考试)如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ．如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是

A．棒中的电流变大，θ角变大

B．两悬线等长变短，θ角变小

C．金属棒质量变大，θ角变大

D．磁感应强度变大，θ角变小

16．(2020·北京高三学业考试)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件．当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态．如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为．当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭．则元件的(    )

A．前表面的电势比后表面的低

B．前、后表面间的电压与无关

C．前、后表面间的电压与成正比

D．自由电子受到的洛伦兹力大小为

17．(2020·山东省高三月考)如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为

A． B． C． D．

18．(2020·山东省实验中学高三一模)某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。将线框的下边ab置于蹄形磁铁的、S极之间，使ab边垂直于磁场方向且ab边全部处于N、S极之间的区域中。接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为；保持ab中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为()。已知金属线框的匝数为n，ab边长为L，重力加速度为g，则可得到(　　)

A．金属线框的质量

B．N、S极之间的磁感应强度

C．传感器的读数为时，ab中的电流方向为b→a

D．减小电流I重复实验，则、均减小