2022屆高考物理一輪練題：磁場含答案

2022屆高考物理練題：磁場（一輪）含答案

一、選擇題。

1、兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應強度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感

應強度方向垂直的帶電粒子（不計重力），從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后,

粒子的（）

A.軌道半徑減小，角速度增大

B.軌道半徑減小，角速度減小

C.軌道半徑增大，角速度增大

D.軌道半徑增大，角速度減小

2、如圖所示，一通電金屬環(huán)固定在絕緣的水平面上，在其左端放置一可繞中點

O自由轉動且可在水平方向自由移動的豎直金屬棒，中點O與金屬環(huán)在同一水

平面內(nèi)，當在金屬環(huán)與金屬棒中通有圖中所示方向的電流時，則（）

A.金屬棒始終靜止不動

B.金屬棒的上半部分向紙面外轉，下半部分向紙面里轉，同時靠近金屬環(huán)

C.金屬棒的上半部分向紙面里轉，下半部分向紙面外轉，同時靠近金屬環(huán)

D.金屬棒的上半部分向紙面里轉，下半部分向紙面外轉，同時遠離金屬環(huán)

3、已知直線電流在其空間某點產(chǎn)生的磁場，其磁感應強度B的大小與電流強度

成正比，與點到通電導線的距離成反比.現(xiàn)有平行放置的三根長直通電導線，分

別通過一個直角三角形AABC的三個頂點且與三角形所在平面垂直，如圖所示，

ZACB=60°,O為斜邊的中點.已知Ii=2l2=2h，b在O點產(chǎn)生的磁場磁感

應強度大小為B,則關于。點的磁感應強度，下列說法正確的是（）

40be

Z.A

A.大小為2B,方向垂直AB向左

B.大小為2小B,方向垂直AB向左

C.大小為2B,方向垂直AB向右

D.大小為2布B,方向垂直AB向右

4、（雙選）兩根固定的相互平行的直導線A和B,相距為L,電流方向如圖所示。

導線C用輕繩懸掛在AB導線的中間上方，距離AB為半L,三根導線通的電流

都為I。下列說法正確的是（）

ZZZZZZZZ/Z

A.從上往下看導線C順時針轉動，同時繩子的張力變小

B.從上往下看導線C逆時針轉動，同時繩子的張力變大

C.當C轉到與A、B平行時A、B和C單位長度所受的磁場作用力大小之比為

6s：1

D.當C轉到與A、B平行時A、B和C單位長度所受的磁場作用力大小之比為

1：1：1

5、如圖所示，直線0P上方分布著垂直紙面向里的勻強磁場，從粒子源。在紙

面內(nèi)沿不同的方向先后發(fā)射速率均為v的質子1和2,兩個質子都過P點。已知

OP=a,質子1沿與OP成30。角的方向發(fā)射，不計質子的重力和質子間的相互

作用力，則（）

A.質子1在磁場中運動的半徑為;a

B.質子2在磁場中的運動周期為如

V

C.質子1在磁場中的運動時間為產(chǎn)

D.質子2在磁場中的運動時間為廣

6v

6、（雙選）自行車速度計利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所

示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，

傳感器會輸出一個脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當磁場靠近霍爾元

件時，導體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉，最終使導體在與磁場、

電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差。下列說法正確的是

()

甲乙

A.根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小

B.自行車的車速越大，霍爾電勢差越高

C.圖乙中霍爾元件的電流I一定是由正電荷定向運動形成的

D.如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小

7、（多選）一質量為m、電荷量為q的負電荷在磁感應強度為B的勻強磁場中繞

固定的正電荷沿固定的光滑軌道做勻速圓周運動，若磁場方向垂直于它的運動平

面，且作用在負電荷的電場力恰好是磁場力的三倍，則負電荷做圓周運動的角速

度可能是（）

A3￡B2gB￡B

mmmm

8、（雙選）如圖所示，虛線MN將平面分成I和II兩個區(qū)域，兩個區(qū)域都存在與

紙面垂直的勻強磁場。一帶電粒子僅在磁場力作用下由I區(qū)運動到UK,弧線

aPb為運動過程中的一段軌跡，其中弧aP與弧Pb的弧長之比為2：1,下列判斷

一定正確的是（）

A.兩個磁場的磁感應強度方向相反，大小之比為2：1

B.粒子在兩個磁場中的運動速度大小之比為1：1

C.粒子通過aP、Pb兩段弧的時間之比為2：1

D.弧aP與弧Pb對應的圓心角之比為2：1

9、如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子以速度

v從A點沿直徑AOB方向射入磁場，經(jīng)過At時間從C點射出磁場，0C與0B

成60°角.現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?，仍從A點沿原方向射入磁場，不計重力,

則粒子在磁場中的運動時間變?yōu)椋ǎ?/p>

A.-AtB.2AtC.-AtD.3At

10、如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平

行），磁場方向垂直于紙面向里.三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質量

分別為明、mb、nv已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)

向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動.下列選項正確的是（）

左右

A.ma>mb>mcB.mb>ma>mc

C.mc>mil>mbD.mc>mb>ma

11、如圖甲所示為海影號電磁推進試驗艦艇，船體下部的大洞使海水前后貫通。

艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側壁M和N分別連接艦艇

內(nèi)電源的正極和負極，艦艇內(nèi)超導體在M、N間產(chǎn)生強磁場，使M、N間海水

受到磁場力作用被推出，船因此前進。要使圖乙中的艦艇向右前進，則所加磁場

A.水平向左B.水平向右C.豎直向上D.豎直向下

12、（雙選）如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁

鐵垂直的長直導線，當導線中通以圖示方向的電流時（）

A.磁鐵對桌面的壓力增大

B.磁鐵對桌面的壓力減小

C.磁鐵受到向右的摩擦力作用

D.磁鐵受到向左的摩擦力作用

13、如圖所示，一段長方體形導電材料，左右兩端面的邊長都為a和b,內(nèi)有帶

電量為q的某種自由運動電荷.導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁

場中，內(nèi)部磁感應強度大小為B.當通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時，測得導電材

料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電勢比下表面的低.由此可得該導電

材料單位體積內(nèi)自由運動電荷數(shù)及自由運動電荷的正負分別為（）

上

與

-a-1

....."Pf

下

IB八IB十「IB心「IB十

A..|,y>vtB.|I[T'正C.|171,負D...r>正

IqlaUIqlaU|q|bUlq|bU

14、筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時

磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄

滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、長為c的矩形半導體霍爾元件，

元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定

向移動速度為V。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場

中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的（）

A.前表面的電勢比后表面的低

B.前、后表面間的電壓U與v無關

C.前、后表面間的電壓U與c成正比

D.自由電子受到的洛倫茲力大小為一

a

15、（雙選）如圖所示，有一個正方形的勻強磁場區(qū)域abed,e是ad的中點，f

是cd的中點，如果在a點沿對角線方向以速度v射入一帶負電的帶電粒子，恰

好從e點射出，則（）

b

、、xXX，,

ey于

A.如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點射出

B.如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點射出

C.如果粒子的速度不變，磁場的磁感應強度變?yōu)樵瓉淼?倍，也將從d點射出

D.只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點射出時，在磁場中運動時間關系為：

te=

二、非選擇題

16、如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿

扇形區(qū)域向外輻射速率為v=3.2義106nVs的a粒子.已知屏蔽裝置寬AB=9cm,

縫長AD=18cm,a粒子的質量m=6.64X10-27kg,電荷量q=3.2義1019C.若

在屏蔽裝置右側條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應強度B=0.332T,

方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中.

xx

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

⑴若所有的a粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側穿出，則磁場的寬度d至少

是多少？

⑵若條形磁場的寬度d=20cm,則射出屏蔽裝置的a粒子在磁場中運動的最長

時間和最短時間各是多少？（結果保留2位有效數(shù)字）

17、如圖所示，xOy坐標系中，在y軸右側有一平行于y軸的邊界PQ,PQ左側

B

和右側存在磁感應強度大小分別為B與一的勻強磁場，磁場方向均垂直于xOy平

2

面向里。y軸上有一點A與原點0的距離為1。帶電荷量為q、質量為m的帶正電

4.47rm

粒子，以某一速度從坐標原點。處沿X軸正方向射出，經(jīng)過時間1=——時恰好

3qB

到達A點，不計粒子的重力。

XXX

XX

XX旦

XXXX~2

Xx

XXXX

XXXXD

XX

Q

（1）求邊界PQ與y軸的距離d和粒子從0點射出的速度大小v。。

（2）若相同的粒子以更大的速度從原點0處沿x軸正方向射出，為使粒子能經(jīng)過

A點，粒子的速度大小應為多大？

2022屆高考物理練題：磁場（一輪）含答案

一、選擇題。

1、兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應強度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感

應強度方向垂直的帶電粒子（不計重力），從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后,

粒子的（）

A.軌道半徑減小,角速度增大

B.軌道半徑減小,角速度減小

C.軌道半徑增大,角速度增大

D.軌道半徑增大，角速度減小

【答案】D

2、如圖所示，一通電金屬環(huán)固定在絕緣的水平面上，在其左端放置一可繞中點

0自由轉動且可在水平方向自由移動的豎直金屬棒，中點0與金屬環(huán)在同一水

平面內(nèi)，當在金屬環(huán)與金屬棒中通有圖中所示方向的電流時，則（）

A.金屬棒始終靜止不動

B.金屬棒的上半部分向紙面外轉，下半部分向紙面里轉，同時靠近金屬環(huán)

C.金屬棒的上半部分向紙面里轉，下半部分向紙面外轉，同時靠近金屬環(huán)

D.金屬棒的上半部分向紙面里轉，下半部分向紙面外轉，同時遠離金屬環(huán)

【答案】B

3、已知直線電流在其空間某點產(chǎn)生的磁場，其磁感應強度B的大小與電流強度

成正比，與點到通電導線的距離成反比.現(xiàn)有平行放置的三根長直通電導線，分

別通過一個直角三角形aABC的三個頂點且與三角形所在平面垂直，如圖所示，

ZACB=60°,0為斜邊的中點.已知Ii=2b=2l3，b在0點產(chǎn)生的磁場磁感

應強度大小為B,則關于。點的磁感應強度，下列說法正確的是（）

............be

/1A

A.大小為2B,方向垂直AB向左

B.大小為2咐B,方向垂直AB向左

C.大小為2B,方向垂直AB向右

D.大小為245B,方向垂直AB向右

【答案】B.

4、（雙選）兩根固定的相互平行的直導線A和B,相距為L,電流方向如圖所示。

導線C用輕繩懸掛在AB導線的中間上方，距離AB為由L,三根導線通的電流

都為I。下列說法正確的是（）

爭：

&....-L....0

AB

A.從上往下看導線C順時針轉動，同時繩子的張力變小

B.從上往下看導線C逆時針轉動，同時繩子的張力變大

C.當C轉到與A、B平行時A、B和C單位長度所受的磁場作用力大小之比為

?。盒。?

D.當C轉到與A、B平行時A、B和C單位長度所受的磁場作用力大小之比為

1：1：1

【答案】BD

5、如圖所示，直線0P上方分布著垂直紙面向里的勻強磁場，從粒子源。在紙

面內(nèi)沿不同的方向先后發(fā)射速率均為v的質子1和2,兩個質子都過P點。已知

OP=a,質子1沿與OP成30。角的方向發(fā)射，不計質子的重力和質子間的相互

作用力，則（）

A.質子1在磁場中運動的半徑為;a

B.質子2在磁場中的運動周期為要

v

C.質子1在磁場中的運動時間為廣

3v

D.質子2在磁場中的運動時間為嬰

【答案】B

6、（雙選）自行車速度計利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所

示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，

傳感器會輸出一個脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當磁場靠近霍爾元

件時，導體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉，最終使導體在與磁場、

電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差。下列說法正確的是

A.根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小

B.自行車的車速越大，霍爾電勢差越高

C.圖乙中霍爾元件的電流I一定是由正電荷定向運動形成的

D.如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小

【答案】AD

7,（多選）一質量為m、電荷量為q的負電荷在磁感應強度為B的勻強磁場中繞

固定的正電荷沿固定的光滑軌道做勻速圓周運動，若磁場方向垂直于它的運動平

面，且作用在負電荷的電場力恰好是磁場力的三倍，則負電荷做圓周運動的角速

度可能是（）

AIqB3qB2qBqB

A.D.U.

mmmm

【答案】AC

8、（雙選）如圖所示，虛線MN將平面分成I和H兩個區(qū)域，兩個區(qū)域都存在與

紙面垂直的勻強磁場。一帶電粒子僅在磁場力作用下由I區(qū)運動到II區(qū)，弧線

aPb為運動過程中的一段軌跡，其中弧aP與弧Pb的弧長之比為2：1,下列判斷

一定正確的是（）

A.兩個磁場的磁感應強度方向相反，大小之比為2：1

B.粒子在兩個磁場中的運動速度大小之比為1：1

C.粒子通過aP、Pb兩段弧的時間之比為2：1

D.弧aP與弧Pb對應的圓心角之比為2：1

【答案】BC

9、如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子以速度

v從A點沿直徑AOB方向射入磁場，經(jīng)過At時間從C點射出磁場，0C與0B

成60°角.現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)椴饺詮腁點沿原方向射入磁場，不計重力,

則粒子在磁場中的運動時間變?yōu)椋ǎ?/p>

2AtC.D.3At

【答案】B

10、如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平

行），磁場方向垂直于紙面向里.三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質量

分別為nt、mb、me.已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)

向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動.下列選項正確的是（）

左右

A.ma>mb>m；B.rr)b>ma>mc

C.rrt>ma>mbD.mc>mb>ml

【答案】B.

11、如圖甲所示為海影號電磁推進試驗艦艇，船體下部的大洞使海水前后貫通。

艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側壁M和N分別連接艦艇

內(nèi)電源的正極和負極，艦艇內(nèi)超導體在M、N間產(chǎn)生強磁場，使M、N間海水

受到磁場力作用被推出，船因此前進。要使圖乙中的艦艇向右前進，則所加磁場

的方向應為（）

水平向右C.豎直向上D.豎直向下

【答案】C

12、（雙選）如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁

鐵垂直的長直導線，當導線中通以圖示方向的電流時（）

A.磁鐵對桌面的壓力增大

B.磁鐵對桌面的壓力減小

C.磁鐵受到向右的摩擦力作用

D.磁鐵受到向左的摩擦力作用

【答案】BC.

13、如圖所示，一段長方體形導電材料，左右兩端面的邊長都為a和b,內(nèi)有帶

電量為q的某種自由運動電荷.導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁

場中，內(nèi)部磁感應強度大小為B.當通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時，測得導電材

料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電勢比下表面的低.由此可得該導電

材料單位體積內(nèi)自由運動電荷數(shù)及自由運動電荷的正負分別為（）

上

——"—-?a/—I?

:/a

...........次

下

IB七cIB丁cIBArIB/

A..IylB?.??正C..I,>負D?.?正

IqlaTUIqlTaUTIqlTbUTlq|bUT

【答案】C.

14、筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時

磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄

滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、長為c的矩形半導體霍爾元件，

元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定

向移動速度為V。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場

中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的（）

A.前表面的電勢比后表面的低

B.前、后表面間的電壓U與v無關

C.前、后表面間的電壓U與c成正比

D.自由電子受到的洛倫茲力大小為巴

a

【答案】D

15、（雙選）如圖所示，有一個正方形的勻強磁場區(qū)域abed,e是ad的中點，f

是cd的中點，如果在a點沿對角線方向以速度v射入一帶負電的帶電粒子，恰

好從e點射出，則（）

、、xXX，,

ey于

A.如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點射出

B.如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點射出

C.如果粒子的速度不變，磁場的磁感應強度變?yōu)樵瓉淼?倍，也將從d點射出

D.只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點射出時，在磁場中運動時間關系為：

te=td>tf

【答案】AD.

二、非選擇題

16、如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置0點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿

扇形區(qū)域向外輻射速率為v=3.2X106m/s的a粒子.已知屏蔽裝置寬AB=9cm,

縫長AD=18cm,a粒子的質量m=6.64X10-27kg,電荷量q=3.2X1019C.若

在屏蔽裝置右側條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應強度B=0.332T,

方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中.

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

⑴若所有的a粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側穿出，則磁場的寬度d至少

是多少？

(2)若條形磁場的寬度d=20cm,則射出屏蔽裝置的a粒子在磁場中運動的最長

時間和最短時間各是多少？(結果保留2位有效數(shù)字)

【答案】⑴0.34m(2)2.0x107s6.5x108s

【解析】(1)由題意：AB=9cm,AD=18cm,可得

NBAO=NODC=45°

所有a粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑相同，設為R,根據(jù)牛頓第二定律有

mv2

Bqv=T

解得R=0.2m=20cm

由題意及幾何關系可知：若條形磁場區(qū)域的右邊界與沿OD方向進入磁場的a粒

子的圓周軌跡相切，則所有a粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)右側穿出，此時磁場

的寬度最小，如圖甲所示.

設此時磁場寬度€1=如，由幾何關系得

do=R+Rcos45°=(20+10\[2)cm=0.34m.

⑵設a粒子在磁場內(nèi)做勻速圓周運動的周期為T,則

e2兀m?！薩八

T=的=尸°6s

設速度方向垂直于AD進入磁場區(qū)域的a