2020届高考物理(全国通用)二轮复习钻石卷高考专题训练：磁场-Word版含解析.docx

高考专题训练磁场时间：40分钟 分值：100分1(2021上海市七校联考)如图所示，为某种用来束缚粒子的磁场的磁感线分布状况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()解析依据磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，以O点(图中白点)为坐标原点，沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为图C.答案C2(多选题)(2021广东省东莞市调研)如图两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为.质量为m、长为L的金属杆ab垂直导轨放置，整个装置处于垂直ab方向的匀强磁场中当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab保持静止则磁感应强度方向和大小可能为()A竖直向上，B平行导轨向上，C水平向右，D水平向左，解析金属杆受到竖直向下的重力、垂直导轨平面对上的支持力以及大小和方向未知的安培力的作用，三力平衡若磁感应强度的方向竖直向上，安培力水平向右，依据平衡条件可得BILmgtan，所以B，选项A正确；若磁感应强度的方向平行导轨向上，安培力垂直导轨平面对下，金属杆ab合力不行能为零，选项B错误；若磁感应强度的方向水平向右，安培力方向竖直向下，金属杆ab合力不行能为零，选项C错误；若磁感应强度的方向水平向左，安培力方向竖直向上，依据平衡条件可得BILmg，所以B，选项D正确答案AD3.(2021湖北省模拟)如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)开头两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN、Ff，后来两根导线通一图示方向大小相同的电流后，磁铁照旧静止，则与未通电时相比()AFN、Ff均变大 BFN不变，Ff变小CFN变大，Ff不变 DFN变小，Ff不变解析两根导线通一图示方向大小相同的电流后，导线受到安培力，由牛顿第三定律，磁铁受到垂直斜面对上的磁场力，斜面对磁铁的弹力减小、摩擦力不变，选项D正确答案D4.(2021浙江省名校联盟联考)质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是()AM带负电，N带正电BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功DM的运行时间大于N的运行时间解析依据左手定则，M带负电，N带正电，选项A正确；依据Bvq可得，v，由于两粒子的质量和电量相等，所以vr，M的r较大，所以其速率较大，选项B错误；洛伦兹力始终不做功，选项C错误；带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T，明显，两粒子做圆周运动的周期相等，它们的运行时间也相等，选项D错误答案A5.(2021湖南省十二校联考)美国物理学家劳伦斯于1932年制造的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是()A带电粒子每运动一周被加速一次BP1P2P2P3C加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关D加速电场方向需要做周期性的变化解析带电粒子每运动一周被加速一次，加速电场方向不需要做周期性的变化，选项A正确，D错误由nqUmv，rn，解得rn ，由此可知，P1P2P2P3，选项B错误答案A6.(2021安徽省师大附中摸底)如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v放射一个带正电的粒子(重力不计)则下列说法正确的是()A若v确定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B若v确定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远C若确定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大D若确定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短解析由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转若v确定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，选项A正确；若v确定，等于90时，粒子在离开磁场的位置距O点最远，选项B错误；若确定，粒子在磁场中运动的周期与v无关，粒子在磁场中运动的角速度与v无关，粒子在磁场中运动的时间与v无关，选项C、D错误答案A7.(2021黑龙江省牡丹江市联考)导体导电是导体中的自由电荷定向移动的结果，这些可以移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是自由电子现代广泛应用的半导体材料可以分成两大类，一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类为P型半导体，它的载流子是“空穴”，相当于带正电的粒子假如把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直长方体中通入水平向右的电流，测得长方体的上、下表面M、N的电势分别为UM、UN，则该种材料()A假如是P型半导体，有UMUNB假如是N型半导体，有UMUNC假如是P型半导体，有UMUND假如是金属导体，有UMUN解析假如是P型半导体，它的载流子是“空穴”，由左手定则可知，“空穴”受到的洛伦兹力指向N，“空穴”偏向N，有UMUN，选项B错误假如是金属导体，它的载流子是电子，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力指向N，电子偏向N，有UMUN，选项D错误答案C8(多选题)(2021江西省景德镇检测)如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，A60，AOa.在O点放置一个粒子源，可以向各个方向放射某种带负电粒子，粒子的比荷为q/m，放射速度大小都为v0，且满足v0，放射方向由图中的角度表示对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是()A粒子有可能打到A点B以60飞入的粒子在磁场中运动时间最短C以30飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D在AC边界上只有一半区域有粒子射出解析粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径ra，当粒子以0飞入磁场区域时，最终将从AC边的中点射出，随着的增大，粒子在AC边上的射出点将向A点靠拢，当60飞入时粒子将从A点射出磁场区域，选项A、D正确；粒子的速度大小相等，在磁场中做圆周运动的轨迹弧长越小，运动时间越短，过O点做AC边的垂线，找出垂足位置，当粒子从该垂足位置射出时粒子在磁场中的运动时间最短，选项B错误；以时，粒子从PA段射出；当B时，粒子从AC段射出；当B时，粒子从CD段射出答案(1)(2)见解析12.(2021湖南省六校联考)如图，OAC的三个顶点的坐标分别为O(0,0)、A(0，L)、C(L,0)，在OAC区域内有垂直于xOy平面对里的匀强磁场在t0时刻，同时从三角形的OA边各处以沿y轴正向的相同速度将质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，已知在tt0时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用(1)求磁场的磁感应强度B的大小；(2)若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P(P点图中未标出)射出磁场，求这两个粒子在磁场中运动的时间t1与t2之间应满足的关系；(3)从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔最大值为，求粒子进入磁场时的速度大小解析(1)粒子在t0时间内，速度方向转变了90，故周期T4t0由T得B(2)在同一点射出磁场的两粒子轨迹如图，轨迹所对应的圆心角分别为1和2，由几何关系有11802故t1t22t0(3)由圆周运动学问可知，两粒子在磁场中运动的时间差t与21成正比，由得2122180依据式可知2越大，时间差t越大由tT由代入数据得2的最大值为150在磁场中运动时间最长的粒子轨迹如图，由几何关系18030tanA得A6090A30RcosL解得R依据qvBm(或v或v均可)代入数据解得v答案(1)(2)t1t22t0(3)13.(2021广东省东莞市期末调研)如图所示，在真空中，半径为d的虚线所围的圆形区域内只存在垂直纸面对外的匀强磁场，在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为d，板长为l.板间存在匀强电场，两板间的电压为U0.两板的中心线O1O2，与磁场区域的圆心O在同始终线上有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场，从圆周上的O1点飞出磁场后沿两板的中心线O1O2射入匀强电场，从两板右端某处飞出不计粒子所受重力求：(1)磁场的磁感应强度B的大小；(2)粒子在磁场和电场中运动的总时间；(3)当粒子在电场中经过时间t时，突然转变两金属板带电性质，使电场反向，且两板间电压变为U1，则粒子恰好能从O2点飞出电场，求电压U1和U0的比值解析(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，由牛顿其次定律qv0Bm，由几何关系知rd，所以B(2)粒子在磁场中运动的周期T，在磁场中运动时间为四分之一个周期，t1T，粒子在电场中做类平抛运动，平行板的方向做匀速直线运动xv0t2l，所以t2.在电磁场中运动的总时间t总t1t2.(3)依据运动的独立性可知：粒子在竖直方向先做匀加速直线运动，再做等时间的匀减速直线运动，第一阶段：a，sat2其次阶段：a1，s1vta1t2at2a1t2竖直方向总位移为零，ss10，所以a13a，故U1:U03:1.答案(1)(2)(3)3:1