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)
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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0B.d点处的磁感应强度大小为0C.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B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B07.(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 gB.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2.4JC.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3N13.(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→aD.减小电流I重复实验,则、均减小
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