高考物理模拟题分类训练(01期)专题09磁场(教师版含解析)

专题09场

1.（2021届辽宁省朝阳市凌源二口高三质检）指南针常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面，它是中国

古代四大发明之一，指南针的发明对人类的科学技术和文明的发展，都起了无可估量的作用。指南针主要

利用地磁场对磁针的作用来工作，下列关于地磁场的说法正确的是（）

A.地磁场和磁感线都是实际存在的物质

B.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行

C.运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功，做负功，或者不做功

D.磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上

【答案】D

【解析】地磁场是实际存在的物质，磁感线是人们假想的曲线，选项A错误；地球表面上只有在赤道处的

地磁场方向与地面平行，选项B错误；运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力与速度垂直，则对运动电荷不

做功，选项C错误；磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上，选

项D正确。故选D。

2J2021届福建省厦门市双十中学高三月考）运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转,

这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，

在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用.如图所示为地

磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某

一点，则这束质子在进入地球周围的空间将（）

A.竖直向下沿直线射向地面B.向东偏转

C.向西偏转D.向北偏转

【答案】B

【解析】质子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛

伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转。故B正确，ACD错误,故选B。

3.（2021届福建省厦门市双十中学高三月考）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。、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。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U.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U无关

C.前、后表面间的电压U与C成正比

eU

D.自由电子受到的洛伦兹力大小为——

a

【答案】D

【解析】由图知中流从左向右流动，因此电子的i云动方向为从右向左，根据左手定则可知中子偏转到后面

表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有

F,=evB.F^eE=e-,故月为入巳,故D正确，由e田二6巳则电压U=G出,故前后表面的电压与

a'aa

速度有关，与a成正比,故BC错误。

4.(2021届福建省厦门市双十中学高三月考)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用

于对多种病情的探测。图⑷是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。

图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭

头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为

P点。贝！1()

A.M处的电势高于N处的电势

B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移

C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移

【答案】D

【解析】A.由于电子带负电，要在MN间加速则MN间电场方向由N指向M,根据沿着电场线方向电势

逐渐降低可知M的电势低于N的电势,故A错误；

B.增大加速电压则根据

r,1，

eu=一〃八广

2

【答案】AB

【解析】磁通量的计算式为：0=8S,S不变，8增大，故磁通量增大，A正确；根据楞次定律可知，感应

电流产生的磁场方向竖直向下，由右手定则可知：自上而下看，圆盘会产生）11页时针方向的涡旋电流，B正确；

根据楞次定律，接触弹簧之前，除重力外，下落过程中圆盘会受到向上的阻碍磁通量增大的力，故C错误；

根据能量守恒定律可知，接触弹簧下落过程中，圆盘的重力势能转化为弹簧的弹性势能、圆盘的动能以及

因涡流效应产生的内能,故D错误。故选AB。

6.（2021届福建省厦门市双十中学高三月考）如图所示圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒

子以某速度由圆周上点A沿与直径AOB成30。角的方向射入磁场，其后从点C射出磁场.已知COD为圆

的直径，ZBOC=60°,E、F分别为AD和4C上的点，粒子重力不计.则下列说法正确的是（）

A.该粒子可能带正电

B.粒子从点C射出时的速度方向一定垂直于直径AOB

C.若仅将粒子的入射位置由点A改为点E,则粒子仍从C射出

D.若仅将粒子的入射位置由点A改为点F,则粒子仍从C射出

【答案】BCD

【解析】

A.由左手定则可得，该带电粒子带负电，故A错误；

B.连接AC,根据几何关系，初速度与AC成60。，从C点离开磁场时，速度方向与AC也成60。，垂直于

直径AOB,故B正确；

C.粒子在磁场中做匀速圆周运数的轨迹如图，圆心为0',

根据几何关系，四边形AOCO'为菱形，边AO'与边0C平行，同理，若仅将粒子的入射位置改变，则粒

子。与出射点的连线仍与AOf平行,故仍从C射出，故C正确，D正确，故选BCD。

7.（2021届广东省深圳市高级中学高三测试）如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别

为;8和伏方向均垂直于纸面向外的匀强磁场.一质量为〃?、电荷量为，/（，/＞（））的粒子垂直于x轴射入第二

象限，随后垂直于.V轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为

1\iun13itni

C'~^qBD，6qB

【答案】B

【解析】运动轨迹如图:

060X^x

即运动由两部分组成，第一部分是!个周期、第二部分是,个周期.粒子在第二象限运动转过的角度为90。，

46

T、127rm7rm

则运动的时间为4=寸=7•--=—；粒子在第一象限转过的角度为60。，则运动的时间为

44qB2qB

T.127rm2冗m。n

t,=—=---------=-------2兀m7tmInm

66,B3”；则粒子在磁场中运动的时间为：+O=,故B正确，

q—“3qB2qB6qB

ACD错误。

8.（2021届辽宁省朝阳市高三联考）如图所示，空间存在方向垂直于平面的匀强磁场，在工20的区域,

磁感应强度的大小为B,方向向外：在x<0的区域，磁感应强度的大小为2B,方向向里。一质量为历、

电荷量为-e的电子（不计重力）以速度％从坐标原点。沿1轴正方向射入磁场，当电子的速度方向再次沿x

轴正方向时（）

27rm

A.电子运动的最短时间为

~7B~

3兀m

.电子运动的最短时间为

B~2eB

2mvo

C.电子与O点间的最短距离为~eB~

3加%

D.电子与。点间的最短距离为

eB

【答案】BD

【解析】电子先在北（）的区域运动半周，再在x<0的区域运动半周，当速度方向再次沿x轴正方向时，

运动的最短时间为

1_1.mn7tm3mn

t.=~1.H-=------1------=------

1212~eBe2B2eB

与。点间的最短距离为

"=26+2凡二处+2二皿

eB2eBeB

故BD项正确，AC项错误。

故选BD。

9.（2021届辽宁省大连市三十八口高三期末）同位素质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器。如图所示为质

谱仪的原理图。若耳为同位素的三个粒子从&处无初速度释放进入电场，经电压为U的加速电场加速后，

垂直磁场边界从S.；处进入匀强磁场，经磁场偏转后打在底片上，磁场的磁感应强度大小为B,不计粒子的

重刀，则下列说法正确的是（）

4噜

A.质量大的粒子由电场进入磁场时的速度大

B.比荷大的粒子打在底片上的位置离S.、远

C.质量大的粒子打在底片上的位置离S.，远

D.某一粒子打在底片上的位置到的距离与4U成正比

【答案】CD

【解析】A.根据动能定理有

“12

qU=—mv

得

由于互为同位素的粒子所带电荷量相同，因此质量大的粒子进入磁场时的速度小，A错误；

BC.粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径

粒子打在底片上的位置与S3的距离

x=2R

由此可知，质量大的粒子打在底片上的位置离其远，比荷大的粒子打在底片上的位置离邑近，C正确，B

错误；

D.对某一粒子而言，打在底片上的位置与§3的距离

即X与成正比，D正确。

故选CD。

1().(2021届江苏省盐城中学高三质量检测)如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和

匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的而且绝缘，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端

最高点由静止释放，&b为轨道的最低点，则()

A.两小球到达轨道最低点的速度VC以,

B.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力Fa<Fb

C.小球笫一次到达，，点的时间大于小球第一次到达b点的时间

D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端

【答案】AD

【解析】小球在磁场中运动，在最低点进行受力分析可知：

尸R片

-mg-

r

解得

2

FM=——+ing+Bc/v\...®

小球在电场中运动，在最低点受力分析可知：

F,v=——

A.由上可知，两小球到达轨道最低点的速度v（,>\，b，故A正确；

B.因为i，b,结合①®可知：Fa>Fb,故B错误；

C.由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；而小球在电场中运动受

到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度的大小较小，所以在电场中运动的时间也长，故C错误；

D.由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以小球可以到达轨道

的另一端，而电场力做小球做负功，所以小球在达到轨道另一端之前速度就减为零了，故不能到达最右端,

故D正确；故选AD。

11.（2021届江苏省扬州中学高三月考）如图所示，扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA

和OB互相垂直是扇形的两条半径，一个带电粒子从A点沿方向进入磁场，从B点离开，若该粒子以同

样的速度从。点平行与方向进入磁场，则（）

A.粒子带负电

B.C点越靠近8点，粒子偏转角度越大

C.C点越远离8点，粒子运动时间越短

D.只要。点在AB之间，粒子仍然从B点离开磁场

【答案】D

【解析】A.带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，那么粒子在A点向右上方偏转，则由左

手定则可判定：粒子带正电，故A错误；

D.一个带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，那么，粒子做IS周运动在A点的径向垂直于A0；又有OA

和0B互相垂直，且粒子从B点离开，则由OA、0B及圆周运动在A、B两点的半径构成的四边形为正方

形,如图所示，

所以，粒子在磁场中做圆周运动的半径为扇形区域的半径R；那么只要C点在AB之间,粒子圆周运动轨迹

的两条半径与扇形区域的两条半径构成菱形，那么，粒子转过的中心角一定等于NCOB,所以，粒子仍然

从B点离开磁场，故D正确；

BC.粒子做圆周运动的半径、速度不变,那么粒子做圆周运动的周期不变，所以C点越靠近B点，偏转角

度越小，运动时间越小，C点远离B点，偏转角变大，时间变长，故BC错误；故选D。

12.（2021届重庆市沙坪坝区八中月考物）氮核、氤核、定核构成的混合物从。点由静止出发，先经过同一

加速电场再经过同一偏转电场，加速场和偏转场方向均平行于纸面，气核出偏转电场后从磁场左边界4