2022屆高考壓軸專項(xiàng)突破—磁場一、單選題1．（2022·福建龍巖·三模）掃描機(jī)器是醫(yī)院常用的檢測儀器，圖示是某種機(jī)主要部分的剖面圖。電子束從電子槍射出，進(jìn)入兩極之間的加速電場，加速后進(jìn)入由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場，磁場方向垂直于紙面。電子束沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)，最終打到靶上P點(diǎn)，產(chǎn)生的射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）照射受檢人員后到達(dá)探測器。下列說法正確的是（）A．偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于紙面向外B．靶產(chǎn)生的射線是由于原子的內(nèi)層電子受電子束的激發(fā)而產(chǎn)生的C．若只減小偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，P點(diǎn)一定向左移D．若同時(shí)增大之間的加速電壓和偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)大小，P點(diǎn)一定向左移2．（2022·四川省宜賓市第四中學(xué)校二模）中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院預(yù)計(jì)2019年建成我國新托卡馬克裝置——中國環(huán)流期二號(hào)M裝置，托卡馬克裝置意在通過可控?zé)岷司圩兎绞剑o人類帶來幾乎無限的清潔能源，俗稱“人造太陽”．要實(shí)現(xiàn)可控?zé)岷司圩?，裝置中必須有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是通過磁約束，使之長時(shí)間束縛在某個(gè)有限空間內(nèi)．如圖所示，環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1，外半徑為R2，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，具有各個(gè)方向的速度．欲保證帶電粒子都不會(huì)穿出磁場的外邊緣而被約束在半徑為R2的區(qū)域內(nèi)，則帶電粒子的最大速度為A． B．C． D．3．（2022·北京·模擬預(yù)測）安培曾做過如圖所示的實(shí)驗(yàn)：把絕緣導(dǎo)線繞制成線圈，在線圈內(nèi)部懸掛一個(gè)用薄銅片做成的圓環(huán)，圓環(huán)所在平面與線圈軸線垂直，取一條形磁鐵置于銅環(huán)的右側(cè)，條形磁鐵的右端為N極。閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動(dòng)，安培由此錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。實(shí)際上，在電路閉合的瞬間（）A．從右側(cè)看，銅環(huán)中有逆時(shí)針的感應(yīng)電流B．從右側(cè)看，銅環(huán)中有順時(shí)針的感應(yīng)電流C．銅環(huán)仍保持不動(dòng)D．銅環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵4．（2022·北京·模擬預(yù)測）如圖是汽車上使用的電磁制動(dòng)裝置示意圖。與傳統(tǒng)的制動(dòng)方式相比，電磁制動(dòng)是一種非接觸的制動(dòng)方式，避免了因摩擦產(chǎn)生的磨損。電磁制動(dòng)的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力。下列說法正確的是（）A．制動(dòng)過程中，導(dǎo)體不會(huì)產(chǎn)生熱量B．如果改變線圈中的電流方向，可以使導(dǎo)體獲得促進(jìn)它運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力C．制動(dòng)力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)D．為了使導(dǎo)體獲得恒定的制動(dòng)力，制動(dòng)過程中可以逐漸增大線圈中的電流5．（2022·北京·模擬預(yù)測）現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)備，它的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，圖乙為真空室的俯視圖。當(dāng)電磁鐵線圈通入如圖丙所示的正弦式交變電流時(shí)，可使電子在真空室中做加速圓周運(yùn)動(dòng)。以圖甲中所示電流方向?yàn)檎较?，不考慮相對論效應(yīng)，在每個(gè)周期T內(nèi)，電子能沿逆時(shí)針方向（俯視）做加速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（）A． B． C． D．6．（2022·浙江金華·模擬預(yù)測）有一種磁懸浮地球儀，如圖甲所示。其原理如圖乙所示，底座是線圈，地球儀是磁鐵，通電時(shí)能讓地球儀懸浮在空中。下列說法正確的是（）A．線圈的兩端應(yīng)該接交流電源B．線圈的a端點(diǎn)須連接直流電源的正極C．線圈的a端點(diǎn)須連接直流電源的負(fù)極D．地球儀根據(jù)異名磁極互相排斥的原理工作二、多選題7．（2022·廣東佛山·二模）據(jù)報(bào)道，我國空間站安裝了現(xiàn)代最先進(jìn)的霍爾推進(jìn)器用以空間站的軌道維持。如圖乙，在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1，其磁感強(qiáng)度大小可近似認(rèn)為處處相等；垂直圓環(huán)平面同時(shí)加有勻強(qiáng)磁場2和勻強(qiáng)電場（圖中沒畫出），磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，已知電子電量為e，質(zhì)量為m，若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時(shí)針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則以下說法正確的是（）A．電場方向垂直環(huán)平面向外 B．電子運(yùn)動(dòng)周期為C．垂直環(huán)平面的磁感強(qiáng)度大小為 D．電場強(qiáng)度大小為8．（2022·福建·模擬預(yù)測）如圖所示是某興趣小組制作的電磁炮簡易模擬裝置，距地面高h(yuǎn)處水平放置距離為L的兩根光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌區(qū)域有一垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，跟導(dǎo)軌正交的水平方向的線路上依次有電池、開關(guān)及質(zhì)量為m充當(dāng)彈體的金屬桿。閉合開關(guān)K，金屬桿水平向右飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，測得其水平射程為s，則下列說法正確的是（）A．磁場方向豎直向上 B．磁場方向豎直向下C．該過程安培力對金屬桿做的功為 D．飛出后導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間9．（2022·廣東·模擬預(yù)測）如圖，高壓輸電線上使用“正方形間隔棒”支撐導(dǎo)線、、、，目的是固定導(dǎo)線間距，防止導(dǎo)線相碰．的幾何中心為O，當(dāng)四根導(dǎo)線通有等大同向電流時(shí)（）A．幾何中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零B．幾何中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零C．對的安培力小于對的安培力D．所受安培力的方向沿正方形的對角線方向10．（2022·福建·模擬預(yù)測）2020年爆發(fā)了新冠肺炎疫情，新冠病毒傳播能力非常強(qiáng)，在醫(yī)院中需要用到呼吸機(jī)和血流計(jì)檢測患者身體情況。血流計(jì)原理可以簡化為如圖所示模型，血液內(nèi)含有少量正、負(fù)離子，從直徑為d的血管右側(cè)流入，左側(cè)流出。流量值Q等于單位時(shí)間通過橫截面的液體的體積?？臻g有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，M、N兩點(diǎn)之間可以用電極測出電壓U。下列說法正確的是（）A．離子所受洛倫茲力方向由M指向NB．血液中正離子多時(shí)，M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)的電勢C．血液中負(fù)離子多時(shí)，M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)的電勢D．血液流量11．（2022·遼寧·模擬預(yù)測）如圖所示，下端封閉、上端開口、高h(yuǎn)=5m內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置，管底有一質(zhì)量m=10g、電荷量q=0.2C的小球，整個(gè)裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進(jìn)入B=0.2T方向水平的勻強(qiáng)磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出。取g=10m/s2，則（）A．小球在管中運(yùn)動(dòng)的過程中所受洛倫茲力為阻力B．小球帶正電C．小球在管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1sD．小球在管中運(yùn)動(dòng)的過程中增加的機(jī)械能1J12．（2022·河北·模擬預(yù)測）如圖所示，長方形abcd長，寬，e、f分別是ad、bc的中點(diǎn)，以ad為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度。一群不計(jì)重力、質(zhì)量、電荷量的帶電粒子以速度從左右兩側(cè)沿垂直ad和bc方向射入磁場區(qū)域（不考慮邊界粒子），則以下正確的是（）A．從ae邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊B．從ed邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在bf邊C．從bf邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在ae邊D．從fc邊射入的粒子，全部從d點(diǎn)射出三、解答題13．（2022·廣東茂名·一模）電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)在科學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用，如圖所示，在坐標(biāo)平面內(nèi)，電子從x軸上的點(diǎn)垂直x軸射入第一象限。當(dāng)?shù)谝幌笙拗淮嬖诖笮锽、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場時(shí)，電子從y軸正方向的P點(diǎn)射出（圖中P點(diǎn)未標(biāo)出），電子偏轉(zhuǎn)的角度為；當(dāng)?shù)谝幌笙拗淮嬖谘豿軸正方向的勻強(qiáng)電場時(shí)，電子還是從P點(diǎn)射出。電子的比荷為，求：（1）電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和從x軸入射的速度；（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。14．（2022·廣東潮州·二模）在芯片制造過程中，離子注入是芯片制造重要的工序。甲圖是我國自主研發(fā)的離子注入機(jī)，乙圖是離子注入機(jī)的部分工作原理示意圖。從離子源發(fā)出的離子經(jīng)電場加速后沿水平方向先通過速度選擇器，再進(jìn)入磁分析器，磁分析器是中心線半徑為R的四分之一圓環(huán)，其兩端中心位置M和N處各有一個(gè)小孔，利用磁分析器選擇出特定比荷的離子后經(jīng)N點(diǎn)打在硅片（未畫出）上，完成離子注入。已知速度選擇器和磁分析器中的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向均垂直紙面向外；速度選擇器中勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E。整個(gè)系統(tǒng)置于真空中，不計(jì)離子重力。求：（1）能從速度選擇器中心線通過的離子的速度大小v；（2）能通過N打到硅片上的離子的比荷，并判斷該離子的帶電性質(zhì)。15．（2022·天津·模擬預(yù)測）如圖所示為一臺(tái)利用可折疊光屏制成的質(zhì)譜儀原理圖，可折疊光屏可以繞垂直于紙面且過P點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使光屏、兩部分互相垂直?，F(xiàn)有電荷量相同、質(zhì)量不同的離子由靜止開始經(jīng)過電壓為的電場加速后，通過狹縫O垂直磁場邊界進(jìn)入垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，最后離子打在光屏上，已知光屏部分在上，，，。求：（1）打在光屏上M、P兩點(diǎn)的離子質(zhì)量之比；（2）若離子打在光屏上N點(diǎn)，該離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。16．（2022·四川省德陽中學(xué)校二模）為了研究行星的磁場對宇宙高能粒子及行星生態(tài)環(huán)境的作用，研究小組建立了以下模型，如圖所示，在圓心為O1半徑為R的接地的金屬圓柱外，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場均勻的分布在半徑為R、2R的兩邊界1、II之間的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B（未知）．在磁場左側(cè)有一長為4R的帶狀粒子源，中點(diǎn)為O2，可以放出速度大小為v。、方向平行O1O2連線的帶正電粒子，帶電粒子沿線均勻分布，每單位時(shí)間放出的粒子數(shù)為n0已知帶電粒子的比荷為，不計(jì)重力及任何阻力。求：（1）若從O2點(diǎn)放出的粒子，恰好能被金屬圓柱接收到，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）若，則圓柱在單位時(shí)間內(nèi)接收到的粒子數(shù)n1；（3）若某粒子在磁場中軌跡恰好與金屬圓柱內(nèi)切時(shí)，則該粒子進(jìn)入磁場的位置與O1O2連線間的距離。17．（2022·山東臨沂·二模）現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，真空中存在多組緊密相鄰的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，已知電場和磁場的寬度均為d，長度足夠長，電場強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，電場、磁場的邊界互相平行且與電場方向垂直。一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子在電場左側(cè)邊界某處由靜止釋放，不計(jì)粒子的重力及運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射。求：（1）粒子剛進(jìn)入第1組磁場時(shí)的速度的大??；（2）粒子在第1組磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（3）粒子最多能進(jìn)入第幾組磁場。18．（2022·山東青島·一模）