2022届高考物理一轮复习练习题：磁场（含答案）

2022届高考物理：磁场（一轮）练习题含参考答案

一、选择题。

1、如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀

强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度飞入两个磁

场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心;

进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入。则下面判断错误的

是（）

XXX、XXXXX

!f\、

：XXXXXXXXXX

1----:

\XXXXX;XXXXX

\XXX/XXXXX

A.两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同

B.两电子在磁场中运动的时间有可能相同

C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场

D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场

2、（多选）如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L、L2,L中的电

流方向向左，L2中的电流方向向上；Li的正上方有a、b两点，它们相对于L?

对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为Bo,方向垂直

于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为^Bo和^Bo,方向也垂直于

纸面向外。则（）

Li

ba

厂……1

L\

7

A.流经L］的电流在b点产生的磁感应强度大小为访Bo

B.流经Li的电流在a点产生的磁感应强度大小为*Bo

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为*Bo

,7

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为々Bo

3、（双选）如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平

面与水平面间的夹角0=30°,金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良

好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向

上时，金属杆ab刚好处于静止状态，要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取

的措施是（）

A.增大磁感应强度B

B.调节滑动变阻器使电流增大

C.增大导轨平面与水平面间的夹角0

D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变

4、如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状

态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环

与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°,此时悬线的张力为Fo若圆

环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是（）

XXXXXXXX

XXXx%■^SvXXX

XX佟X0K公XX

XXXX

V3F

A.电流大小为r—椅-------，电流方向沿顺时针方向

B.电流大小为瘟，电流方向沿逆时针方向

C.电流大小为富，电流方向沿顺时针方向

D.电流大小为蓍，电流方向沿逆时针方向

£>K

5、（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n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（）

M

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

6、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极

相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在

通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图

所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强

度为B,高频交流电频率为f。则下列说法正确的是（）

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2兀依

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变电流

D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速a粒子

7、下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间

的关系正确的是（）

8、如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系

为BI=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子从0点垂直MN进入Bi磁场,

则经过多长时间它将向下再一次通过0点（）

V

・B\•

M..0..N

B2

2兀m27rm27rm兀m

，・病・D

ABCq(Bi+B2)-q(Bi+B2)

*9、（双选）如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两

小孔中，。为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于。点对称。导线均通有

大小相等、方向向上的电流。已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度8=匕

式中k是常量、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初

速度vo从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（）

A.小球先做加速运动后做减速运动

B.小球一直做匀速直线运动

C.小球对桌面的压力先减小后增大

D.小球对桌面的压力一直在增大

*10、（多选）如图所示，空间中有一斜向右下方、与水平方向成。角的匀强磁场,

磁感应强度为B,一绝缘竖直挡板AC垂直于纸面所在的平面竖直放置，一根通

有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态。下列

说法正确的是（）

A.若挡板AC表面光滑，略减小杆中电流，杆可能仍然静止于。点

B.若挡板AC表面光滑，略增大杆中电流，要使杆仍然静止，可将挡板绕过O

点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度

C.若挡板AC表面粗糙，略增大杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩

擦力一定增大

D.若挡板AC表面粗糙，略减小杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩

擦力方向可能竖直向上

甲乙

*11、（双选）如图，两根平行长直导线相距21,通有大小相等、方向相同的恒定

电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为±1和

31.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（）

?b.f

A.a处的磁感应强度大小比c处的大

B.b、c两处的磁感应强度大小相等

C.a、c两处的磁感应强度方向相同

D.b处的磁感应强度为零

12、（双选）如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成

。角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子1和2,粒子1经磁场偏转后从

边界上A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上B点出磁场，OA=AB,则

（）

枝:•：•：•：

•••«

4••••

••••

••••

A.粒子1与粒子2的速度之比为1：2

B.粒子1与粒子2的速度之比为1:4

C.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1：1

D.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1:2

13、如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若

静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度

大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向

垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿

中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q

点.不计粒子重力.下列说法不正确的是（）

A.粒子一定带正电

B.加速电场的电压U=^ER

C.直径PQ=^/qmER

D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有

相同的比荷

14、如图所示，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ma、mb、mCo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

()

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

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

15、一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直

导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运

动情况为（）

A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管

B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管

C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管

D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管

二、非选择题

16、使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有

磁屏蔽通道法和静电偏转法等.质量为m,速度为v的离子在回旋加速器内旋转,

旋转轨道是半径为r的圆，圆心在。点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁

感应强度为B.

为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器.引出器原理如图所示，一对圆弧

形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于0'点（O'点图中未画出）.引出离子

时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道

中心线从Q点射出.已知0Q长度为L,0Q与0P的夹角为仇

⑴求离子的电荷量q并判断其正负；

（2）离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B，，求W；

（3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外

金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应.为使离子仍从P

点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小.

17、如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，0为圆心，GH

为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（I区）和小圆内部（II区）均存在垂直圆

面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一

d

小孔。一质量为01、电量为+q的粒子由小孔下方一处静止释放，加速后粒子以竖

2

直向上的速度V射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。

⑴求极板间电场强度的大小。

(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求I区磁感应强度的大小。

2mv4mv

(3)若I区、II区磁感应强度的大小分别为——、——，粒子运动一段时间后

qDqD

再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。

2022届高考物理：磁场(一轮)练习题含参考答案

一、选择题。

1、如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀

强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度飞入两个磁

场区域,速度方向均与磁场方向垂直,进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心;

进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入。则下面判断错误的

是()

A.两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同

B.两电子在磁场中运动的时间有可能相同

C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场

D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场

【答案】D

2、（多选）如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线Li、L2,LI中的电

流方向向左，L2中的电流方向向上；Li的正上方有a、b两点，它们相对于L2

对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为Bo,方向垂直

于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为〈Bo和《Bo,方向也垂直于

纸面向外。则（）

Li

ba

:………I

Li

7

A.流经L的电流在b点产生的磁感应强度大小为三Bo

B.流经Li的电流在a点产生的磁感应强度大小为*Bo

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为*Bo

7

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为五Bo

【答案】AC

3、（双选）如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平

面与水平面间的夹角0=30°,金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良

好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向

上时，金属杆ab刚好处于静止状态，要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取

的措施是（）

A.增大磁感应强度B

B.调节滑动变阻器使电流增大

C.增大导轨平面与水平面间的夹角0

D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变

【答案】AB.

4、如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状

态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环

与磁场边界交点A、B与圆心0连线的夹角为120。，此时悬线的张力为F。若圆

环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是（）

电流大小为痣

A.电流方向沿顺时针方向

B.电流大小为电流方向沿逆时针方向

电流大小为转,

C.电流方向沿顺时针方向

D.电流大小为电流方向沿逆时针方向

【答案】A

5、（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

6、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极

相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在

通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图

所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强

度为B,高频交流电频率为f°则下列说法正确的是（）

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2兀以

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变电流

D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速a粒子

【答案】A

7、下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间

的关系正确的是（）

XXXX

XXXX

XXXX

AB

IIT

CD

【答案】B

8、如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系

为BI=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子从0点垂直MN进入Bi磁场,

则经过多长时间它将向下再一次通过0点（）

V

M..0..N

Bi

2兀m-2兀m-2兀m7rm

A.-B.C.・)

qBiqBD2q(Bi+B2)Dq(Bi+B2

【答案】B

*9、（双选）如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两

小孔中，。为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于。点对称。导线均通有

大小相等、方向向上的电流。已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度8=匕

式中k是常量、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初

速度V。从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（）

A.小球先做加速运动后做减速运动

B.小球一直做匀速直线运动

C.小球对桌面的压力先减小后增大

D.小球对桌面的压力一直在增大

【答案】B、D

*10、（多选）如图所示，空间中有一斜向右下方、与水平方向成。角的匀强磁场,

磁感应强度为B,一绝缘竖直挡板AC垂直于纸面所在的平面竖直放置，一根通

有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态。下列

说法正确的是（）

A.若挡板AC表面光滑，略减小杆中电流，杆可能仍然静止于。点

B.若挡板AC表面光滑，略增大杆中电流，要使杆仍然静止，可将挡板绕过O

点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度

C.若挡板AC表面粗糙，略增大杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩

擦力一定增大

D.若挡板AC表面粗糙，略减小杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩

擦力方向可能竖直向上

【答案】BD

*11、（双选）如图，两根平行长直导线相距21,通有大小相等、方向相同的恒定

电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为宗1和

31.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（）

b

A.a处的磁感应强度大小比c处的大

B.b、c两处的磁感应强度大小相等

C.a、c两处的磁感应强度方向相同

D.b处的磁感应强度为零

【答案】AD.

12、（双选）如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成

。角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子1和2,粒子1经磁场偏转后从

边界上A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上B点出磁场，OA=AB,则

（）

A.粒子1与粒子2的速度之比为1:2

B.粒子1与粒子2的速度之比为1:4

C.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1：1

D.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1:2

【答案】AC

13、如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若

静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度

大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向

垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿

中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q

点.不计粒子重力.下列说法不正确的是（）

静电分析器

磁分析器B

A.粒子一定带正电

B.加速电场的电压U=3ER

C.直径PQ=g\/qm曲

D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有

相同的比荷

【答案】C

14、如图所示，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ma、mb、mCo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

（）

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

C.mt>ma>mbD.mt>mb>ma

【答案】B

15、一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直

导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运

动情况为()

A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管

B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管

C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管

D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管

【答案】D.

二、非选择题

16、使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有

磁屏蔽通道法和静电偏转法等.质量为m,速度为v的离子在回旋加速器内旋转,

旋转轨道是半径为r的圆，圆心在0点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁

感应强度为B.

为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器.引出器原理如图所示，一对圆弧

形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于。，点(0,点图中未画出).引出离子

时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道

中心线从Q点射出.已知0Q长度为L,0Q与0P的夹角为0.

⑴求离子的电荷量q并判断其正负；

(2)离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B，，求B，；

(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外

金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应.为使离子仍从P

点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小.

【答案】(1)后正电荷

Br(2r-2Lcos

⑵F+l?—2rLcos0

2

解析：(1)离子做圆周运动，则Bqvn#1,得4=署,

由左手定则知，离子带正电.

(2)如图所示

O'Q=R,OQ=L,O,O=R-r

引出轨迹为圆弧，

根据几何关系得

F+l?-2rLcos8

R2r—2Lcos0

,mvBr(2r—2LcosL)

又BqRF+I7—2rLcos0,

(3)电场强度方向沿径向向外

引出轨迹为圆弧，

„,mv2

贝Bqv-Eq=~^-

_Brv(2r-2Lcos6)

EBva+L2-2rLcos0'

17、如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，0为圆心，GH

为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(I区)和小圆内部(II区)均存在垂直圆

面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一

d

小孔。一质量为m、电量为+q的粒子由小孔下方一处静止释放，加速后粒子以竖

2

直向上的速度V射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。

(1)求极板间电场强度的大小。

(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求I区磁感应强度的大小。

2mv4mv

(3)若I区、II区磁感应强度的大小分别为——、——，粒子运动一段时间后

qDqD

再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。

mv24mv4mv

【答案】(1)——(2)-----或-----(3)5.5nD

qdqD3qD

【解析】(1)设极板间电场强度的大小为E,对粒子在电场中的加速运动，由动

能定理得

d

qE—=mv2①

2

mv2

由①式得£=②

qd

⑵设I区磁感应强度的大小为B,粒子做圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律

得qvB=m_③

R

如图甲所示，粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况。若粒子轨迹与小圆外切，由

几何关系得