2022届高考物理一轮练题：磁场含答案

2022届高考物理练题：磁场（一轮）含答案

一、选择题。

1、两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感

应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,

粒子的（）

A.轨道半径减小，角速度增大

B.轨道半径减小，角速度减小

C.轨道半径增大，角速度增大

D.轨道半径增大，角速度减小

2、如图所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端放置一可绕中点

O自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒，中点O与金属环在同一水

平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时，则（）

A.金属棒始终静止不动

B.金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时靠近金属环

C.金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时靠近金属环

D.金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时远离金属环

3、已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度

成正比，与点到通电导线的距离成反比.现有平行放置的三根长直通电导线，分

别通过一个直角三角形AABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，

ZACB=60°,O为斜边的中点.已知Ii=2l2=2h，b在O点产生的磁场磁感

应强度大小为B,则关于。点的磁感应强度，下列说法正确的是（）

40be

Z.A

A.大小为2B,方向垂直AB向左

B.大小为2小B,方向垂直AB向左

C.大小为2B,方向垂直AB向右

D.大小为2布B,方向垂直AB向右

4、（双选）两根固定的相互平行的直导线A和B,相距为L,电流方向如图所示。

导线C用轻绳悬挂在AB导线的中间上方，距离AB为半L,三根导线通的电流

都为I。下列说法正确的是（）

ZZZZZZZZ/Z

A.从上往下看导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小

B.从上往下看导线C逆时针转动，同时绳子的张力变大

C.当C转到与A、B平行时A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为

6s：1

D.当C转到与A、B平行时A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为

1：1：1

5、如图所示，直线0P上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源。在纸

面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2,两个质子都过P点。已知

OP=a,质子1沿与OP成30。角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互

作用力，则（）

A.质子1在磁场中运动的半径为;a

B.质子2在磁场中的运动周期为如

V

C.质子1在磁场中的运动时间为产

D.质子2在磁场中的运动时间为广

6v

6、（双选）自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所

示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，

传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元

件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、

电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是

()

甲乙

A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小

B.自行车的车速越大，霍尔电势差越高

C.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的

D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小

7、（多选）一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕

固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它的运动平

面，且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速

度可能是（）

A3£B2gB£B

mmmm

8、（双选）如图所示，虚线MN将平面分成I和II两个区域，两个区域都存在与

纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由I区运动到UK,弧线

aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2：1,下列判断

一定正确的是（）

A.两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2：1

B.粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1：1

C.粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为2：1

D.弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为2：1

9、如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度

v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过At时间从C点射出磁场，0C与0B

成60°角.现将带电粒子的速度变为，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力,

则粒子在磁场中的运动时间变为（）

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

10、如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平

行），磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量

分别为明、mb、nv已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内

向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是（）

左右

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

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

11、如图甲所示为海影号电磁推进试验舰艇，船体下部的大洞使海水前后贯通。

舰艇沿海平面截面图如图乙所示，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇

内电源的正极和负极，舰艇内超导体在M、N间产生强磁场，使M、N间海水

受到磁场力作用被推出，船因此前进。要使图乙中的舰艇向右前进，则所加磁场

A.水平向左B.水平向右C.竖直向上D.竖直向下

12、（双选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁

铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）

A.磁铁对桌面的压力增大

B.磁铁对桌面的压力减小

C.磁铁受到向右的摩擦力作用

D.磁铁受到向左的摩擦力作用

13、如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b,内有带

电量为q的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁

场中，内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材

料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电

材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（）

上

与

-a-1

....."Pf

下

IB八IB十「IB心「IB十

A..|,y>vtB.|I[T'正C.|171,负D...r>正

IqlaUIqlaU|q|bUlq|bU

14、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a、长为c的矩形半导体霍尔元件，

元件内的导电粒子是电荷量为e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V。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U,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U与v无关

C.前、后表面间的电压U与c成正比

D.自由电子受到的洛伦兹力大小为一

a

15、（双选）如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abed,e是ad的中点，f

是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰

好从e点射出，则（）

b

、、xXX，,

ey于

A.如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出

B.如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出

C.如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，也将从d点射出

D.只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，在磁场中运动时间关系为：

te=

二、非选择题

16、如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿

扇形区域向外辐射速率为v=3.2义106nVs的a粒子.已知屏蔽装置宽AB=9cm,

缝长AD=18cm,a粒子的质量m=6.64X10-27kg,电荷量q=3.2义1019C.若

在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B=0.332T,

方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中.

xx

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

⑴若所有的a粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少

是多少？

⑵若条形磁场的宽度d=20cm,则射出屏蔽装置的a粒子在磁场中运动的最长

时间和最短时间各是多少？（结果保留2位有效数字）

17、如图所示，xOy坐标系中，在y轴右侧有一平行于y轴的边界PQ,PQ左侧

B

和右侧存在磁感应强度大小分别为B与一的匀强磁场，磁场方向均垂直于xOy平

2

面向里。y轴上有一点A与原点0的距离为1。带电荷量为q、质量为m的带正电

4.47rm

粒子，以某一速度从坐标原点。处沿X轴正方向射出，经过时间1=——时恰好

3qB

到达A点，不计粒子的重力。

XXX

XX

XX旦

XXXX~2

Xx

XXXX

XXXXD

XX

Q

（1）求边界PQ与y轴的距离d和粒子从0点射出的速度大小v。。

（2）若相同的粒子以更大的速度从原点0处沿x轴正方向射出，为使粒子能经过

A点，粒子的速度大小应为多大？

2022届高考物理练题：磁场（一轮）含答案

一、选择题。

1、两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感

应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,

粒子的（）

A.轨道半径减小,角速度增大

B.轨道半径减小,角速度减小

C.轨道半径增大,角速度增大

D.轨道半径增大，角速度减小

【答案】D

2、如图所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端放置一可绕中点

0自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒，中点0与金属环在同一水

平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时，则（）

A.金属棒始终静止不动

B.金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时靠近金属环

C.金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时靠近金属环

D.金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时远离金属环

【答案】B

3、已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度

成正比，与点到通电导线的距离成反比.现有平行放置的三根长直通电导线，分

别通过一个直角三角形aABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，

ZACB=60°,0为斜边的中点.已知Ii=2b=2l3，b在0点产生的磁场磁感

应强度大小为B,则关于。点的磁感应强度，下列说法正确的是（）

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

/1A

A.大小为2B,方向垂直AB向左

B.大小为2咐B,方向垂直AB向左

C.大小为2B,方向垂直AB向右

D.大小为245B,方向垂直AB向右

【答案】B.

4、（双选）两根固定的相互平行的直导线A和B,相距为L,电流方向如图所示。

导线C用轻绳悬挂在AB导线的中间上方，距离AB为由L,三根导线通的电流

都为I。下列说法正确的是（）

争：

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

AB

A.从上往下看导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小

B.从上往下看导线C逆时针转动，同时绳子的张力变大

C.当C转到与A、B平行时A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为

小：小：1

D.当C转到与A、B平行时A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为

1：1：1

【答案】BD

5、如图所示，直线0P上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源。在纸

面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2,两个质子都过P点。已知

OP=a,质子1沿与OP成30。角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互

作用力，则（）

A.质子1在磁场中运动的半径为;a

B.质子2在磁场中的运动周期为要

v

C.质子1在磁场中的运动时间为广

3v

D.质子2在磁场中的运动时间为婴

【答案】B

6、（双选）自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所

示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，

传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元

件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、

电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是

A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小

B.自行车的车速越大，霍尔电势差越高

C.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的

D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小

【答案】AD

7,（多选）一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕

固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它的运动平

面，且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速

度可能是（）

AIqB3qB2qBqB

A.D.U.

mmmm

【答案】AC

8、（双选）如图所示，虚线MN将平面分成I和H两个区域，两个区域都存在与

纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由I区运动到II区，弧线

aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2：1,下列判断

一定正确的是（）

A.两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2：1

B.粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1：1

C.粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为2：1

D.弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为2：1

【答案】BC

9、如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度

v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过At时间从C点射出磁场，0C与0B

成60°角.现将带电粒子的速度变为步仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力,

则粒子在磁场中的运动时间变为（）

2AtC.D.3At

【答案】B

10、如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平

行），磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量

分别为nt、mb、me.已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内

向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是（）

左右

A.ma>mb>m；B.rr)b>ma>mc

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

【答案】B.

11、如图甲所示为海影号电磁推进试验舰艇，船体下部的大洞使海水前后贯通。

舰艇沿海平面截面图如图乙所示，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇

内电源的正极和负极，舰艇内超导体在M、N间产生强磁场，使M、N间海水

受到磁场力作用被推出，船因此前进。要使图乙中的舰艇向右前进，则所加磁场

的方向应为（）

水平向右C.竖直向上D.竖直向下

【答案】C

12、（双选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁

铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）

A.磁铁对桌面的压力增大

B.磁铁对桌面的压力减小

C.磁铁受到向右的摩擦力作用

D.磁铁受到向左的摩擦力作用

【答案】BC.

13、如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b,内有带

电量为q的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁

场中，内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材

料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电

材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（）

上

——"—-►a/—I►

:/a

...........次

下

IB七cIB丁cIBArIB/

A..IylB・.।»正C..I,>负D・.»正

IqlaTUIqlTaUTIqlTbUTlq|bUT

【答案】C.

14、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a、长为c的矩形半导体霍尔元件，

元件内的导电粒子是电荷量为e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V。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U,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U与v无关

C.前、后表面间的电压U与c成正比

D.自由电子受到的洛伦兹力大小为巴

a

【答案】D

15、（双选）如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abed,e是ad的中点，f

是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰

好从e点射出，则（）

、、xXX，,

ey于

A.如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出

B.如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出

C.如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，也将从d点射出

D.只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，在磁场中运动时间关系为：

te=td>tf

【答案】AD.

二、非选择题

16、如图所示，在屏蔽装置底部中心位置0点放一医用放射源，可通过细缝沿

扇形区域向外辐射速率为v=3.2X106m/s的a粒子.已知屏蔽装置宽AB=9cm,

缝长AD=18cm,a粒子的质量m=6.64X10-27kg,电荷量q=3.2X1019C.若

在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B=0.332T,

方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中.

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XX

⑴若所有的a粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少

是多少？

(2)若条形磁场的宽度d=20cm,则射出屏蔽装置的a粒子在磁场中运动的最长

时间和最短时间各是多少？(结果保留2位有效数字)

【答案】⑴0.34m(2)2.0x107s6.5x108s

【解析】(1)由题意：AB=9cm,AD=18cm,可得

NBAO=NODC=45°

所有a粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，设为R,根据牛顿第二定律有

mv2

Bqv=T

解得R=0.2m=20cm

由题意及几何关系可知：若条形磁场区域的右边界与沿OD方向进入磁场的a粒

子的圆周轨迹相切，则所有a粒子均不能从条形磁场隔离区右侧穿出，此时磁场

的宽度最小，如图甲所示.

设此时磁场宽度€1=如，由几何关系得

do=R+Rcos45°=(20+10\[2)cm=0.34m.

⑵设a粒子在磁场内做匀速圆周运动的周期为T,则

e2兀m兀…八_八

T=的=尸°6s

设速度方向垂直于AD进入磁场区域的a