专项08 磁场-高考压轴专项突破 (原卷版)

2022届高考压轴专项突破—磁场一、单选题1．（2022·福建龙岩·三模）扫描机器是医院常用的检测仪器，图示是某种机主要部分的剖面图。电子束从电子枪射出，进入两极之间的加速电场，加速后进入由偏转线圈产生的偏转磁场，磁场方向垂直于纸面。电子束沿带箭头的实线所示的方向前进，最终打到靶上P点，产生的射线（如图中带箭头的虚线所示）照射受检人员后到达探测器。下列说法正确的是（）A．偏转磁场的方向垂直于纸面向外B．靶产生的射线是由于原子的内层电子受电子束的激发而产生的C．若只减小偏转磁场的磁感应强度大小，P点一定向左移D．若同时增大之间的加速电压和偏转磁场的磁感应强大小，P点一定向左移2．（2022·四川省宜宾市第四中学校二模）中核集团核工业西南物理研究院预计2019年建成我国新托卡马克装置——中国环流期二号M装置，托卡马克装置意在通过可控热核聚变方式，给人类带来几乎无限的清洁能源，俗称“人造太阳”．要实现可控热核聚变，装置中必须有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是通过磁约束，使之长时间束缚在某个有限空间内．如图所示，环状磁场的内半径为R1，外半径为R2，磁感应强度大小为B，中空区域内带电粒子的质量为m，电荷量为q，具有各个方向的速度．欲保证带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约束在半径为R2的区域内，则带电粒子的最大速度为A． B．C． D．3．（2022·北京·模拟预测）安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极。闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路闭合的瞬间（）A．从右侧看，铜环中有逆时针的感应电流B．从右侧看，铜环中有顺时针的感应电流C．铜环仍保持不动D．铜环会远离磁铁4．（2022·北京·模拟预测）如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（）A．制动过程中，导体不会产生热量B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力C．制动力的大小与导体运动的速度无关D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流5．（2022·北京·模拟预测）现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，图乙为真空室的俯视图。当电磁铁线圈通入如图丙所示的正弦式交变电流时，可使电子在真空室中做加速圆周运动。以图甲中所示电流方向为正方向，不考虑相对论效应，在每个周期T内，电子能沿逆时针方向（俯视）做加速圆周运动的时间为（）A． B． C． D．6．（2022·浙江金华·模拟预测）有一种磁悬浮地球仪，如图甲所示。其原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮在空中。下列说法正确的是（）A．线圈的两端应该接交流电源B．线圈的a端点须连接直流电源的正极C．线圈的a端点须连接直流电源的负极D．地球仪根据异名磁极互相排斥的原理工作二、多选题7．（2022·广东佛山·二模）据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推进器用以空间站的轨道维持。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为处处相等；垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e，质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。则以下说法正确的是（）A．电场方向垂直环平面向外 B．电子运动周期为C．垂直环平面的磁感强度大小为 D．电场强度大小为8．（2022·福建·模拟预测）如图所示是某兴趣小组制作的电磁炮简易模拟装置，距地面高h处水平放置距离为L的两根光滑金属导轨，导轨区域有一垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，跟导轨正交的水平方向的线路上依次有电池、开关及质量为m充当弹体的金属杆。闭合开关K，金属杆水平向右飞出做平抛运动，测得其水平射程为s，则下列说法正确的是（）A．磁场方向竖直向上 B．磁场方向竖直向下C．该过程安培力对金属杆做的功为 D．飞出后导体棒的运动时间9．（2022·广东·模拟预测）如图，高压输电线上使用“正方形间隔棒”支撑导线、、、，目的是固定导线间距，防止导线相碰．的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时（）A．几何中心O点的磁感应强度不为零B．几何中心O点的磁感应强度为零C．对的安培力小于对的安培力D．所受安培力的方向沿正方形的对角线方向10．（2022·福建·模拟预测）2020年爆发了新冠肺炎疫情，新冠病毒传播能力非常强，在医院中需要用到呼吸机和血流计检测患者身体情况。血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是（）A．离子所受洛伦兹力方向由M指向NB．血液中正离子多时，M点的电势低于N点的电势C．血液中负离子多时，M点的电势低于N点的电势D．血液流量11．（2022·辽宁·模拟预测）如图所示，下端封闭、上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=10g、电荷量q=0.2C的小球，整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。取g=10m/s2，则（）A．小球在管中运动的过程中所受洛伦兹力为阻力B．小球带正电C．小球在管中运动的时间为1sD．小球在管中运动的过程中增加的机械能1J12．（2022·河北·模拟预测）如图所示，长方形abcd长，宽，e、f分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。一群不计重力、质量、电荷量的带电粒子以速度从左右两侧沿垂直ad和bc方向射入磁场区域（不考虑边界粒子），则以下正确的是（）A．从ae边射入的粒子，出射点分布在ab边B．从ed边射入的粒子，出射点全部分布在bf边C．从bf边射入的粒子，出射点全部分布在ae边D．从fc边射入的粒子，全部从d点射出三、解答题13．（2022·广东茂名·一模）电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用，如图所示，在坐标平面内，电子从x轴上的点垂直x轴射入第一象限。当第一象限只存在大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场时，电子从y轴正方向的P点射出（图中P点未标出），电子偏转的角度为；当第一象限只存在沿x轴正方向的匀强电场时，电子还是从P点射出。电子的比荷为，求：（1）电子在磁场中运动的轨道半径和从x轴入射的速度；（2）匀强电场的电场强度。14．（2022·广东潮州·二模）在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。甲图是我国自主研发的离子注入机，乙图是离子注入机的部分工作原理示意图。从离子源发出的离子经电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后经N点打在硅片（未画出）上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：（1）能从速度选择器中心线通过的离子的速度大小v；（2）能通过N打到硅片上的离子的比荷，并判断该离子的带电性质。15．（2022·天津·模拟预测）如图所示为一台利用可折叠光屏制成的质谱仪原理图，可折叠光屏可以绕垂直于纸面且过P点的轴转动，使光屏、两部分互相垂直。现有电荷量相同、质量不同的离子由静止开始经过电压为的电场加速后，通过狭缝O垂直磁场边界进入垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后离子打在光屏上，已知光屏部分在上，，，。求：（1）打在光屏上M、P两点的离子质量之比；（2）若离子打在光屏上N点，该离子在磁场中运动的轨道半径。16．（2022·四川省德阳中学校二模）为了研究行星的磁场对宇宙高能粒子及行星生态环境的作用，研究小组建立了以下模型，如图所示，在圆心为O1半径为R的接地的金属圆柱外，有一个匀强磁场均匀的分布在半径为R、2R的两边界1、II之间的圆环区域内，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B（未知）．在磁场左侧有一长为4R的带状粒子源，中点为O2，可以放出速度大小为v。、方向平行O1O2连线的带正电粒子，带电粒子沿线均匀分布，每单位时间放出的粒子数为n0已知带电粒子的比荷为，不计重力及任何阻力。求：（1）若从O2点放出的粒子，恰好能被金属圆柱接收到，则磁感应强度B的大小；（2）若，则圆柱在单位时间内接收到的粒子数n1；（3）若某粒子在磁场中轨迹恰好与金属圆柱内切时，则该粒子进入磁场的位置与O1O2连线间的距离。17．（2022·山东临沂·二模）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，如图所示，真空中存在多组紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，已知电场和磁场的宽度均为d，长度足够长，电场强度大小为E，方向水平向右，磁场的磁感应强度大小为，垂直纸面向里，电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在电场左侧边界某处由静止释放，不计粒子的重力及运动时的电磁辐射。求：（1）粒子刚进入第1组磁场时的速度的大小；（2）粒子在第1组磁场中运动的时间；（3）粒子最多能进入第几组磁场。18．（2022·山东青岛·一模）