2019-2021 年江西省各地高考物理模拟考试试题精选——专题 9 磁场 一．选择题（共 6 小题） 1．（2021•江西二模）如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向 水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度 v0 做直线运动，其轨迹如图 虚线所示，虚线与水平方向成 30°角，小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放 的光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径）。下列说法正确的是（　　） A．小球一定带负电 B．磁场和电场的大小关系为 E ¿ ❑√ 3 v0B C．小球可能是从管道的乙端运动到甲端 D．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球将在管道中做匀速直线运动 2．（2021•南昌三模）如图，力传感器固定在天花板上，边长为 L 的正方形匀质导线框 abcd 用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂 直，线框的 bcd 部分处于匀强磁场中，b、d 两点位于匀强磁场的平边界线上。若在导线 框中通以大小为 I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示 数为 F1.只改变电流方向，其它条件不变，力传感器的示数为 F2。该匀强磁场的磁感应 强度大小为（　　） A． F 2−F 1 4 IL B． F 1−F 2 4 IL ❑ C． √ 2( F 2−F1 ) 4 IL ❑ D． √ 2( F 1−F2 ) 4 IL 3．（2021•江西模拟）如图所示，半圆光滑绝缘轨道 MN 固定在竖直平面内，O 为其圆心， M、N 与 O 高度相同，匀强磁场方向与轨道平面垂直。现将一个带正电的小球自 M 点由 静止释放，它将沿轨道在 M、N 间做往复运动。下列说法中正确的是（　　） A．小球在 M 点和 N 点时均处于平衡状态 B．小球由 M 到 N 所用的时间大于由 N 到 M 所用的时间 C．小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等 D．小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等 4．（2020•抚州一模）科学家预言，自然界存在只有一个磁极的磁单极子，磁单极 N 的磁 场分布如图甲所示，它与如图乙所示正点电荷 Q 的电场分布相似。假设磁单极子 N 和正 点电荷 Q 均固定，有相同的带电小球分别在 N 和 Q 附近（图示位置）沿水平面做匀速 圆周运动，则下列判断正确的是（　　） A．从上往下看，图甲中带电小球一定沿逆时针方向运动 B．从上往下看，图甲中带电小球一定沿顺时针方向运动 C．从上往下看，图乙中带电小球一定沿顺时针方向运动 D．从上往下看，图乙中带电小球一定沿逆时针方向运动 5．（2020•湘东区校级二模）如图所示，在空间有一坐标系 xOy 中，直线 OP 与 x 轴正方 向的夹角为 30o，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域 I 和 II，直线 OP 是它们的边界，OP 上方区域 I 中磁场的磁感应强度为 B．一质量为 m，电荷量为 q 的质子（不计重力）以速度 v 从 O 点沿与 OP 成 30o 角的方向垂直磁场进入区域 I，质子 先后通过磁场区域 I 和 II 后，恰好垂直打在 x 轴上的 Q 点（图中未画出），则下列说法 正确的是（　　） A．区域 II 中磁感应强度为 B 2 B．区域 II 中磁感应强度为 3B C．质子在第一象限内的运动时间为 5 πm 6 qB D．质子在第一象限内的运动时间为 7 πm 12 qB 6．（2020•景德镇二模）如图所示，在直角三角形 abc 区域内存在垂直于纸面向外的匀强 磁场，磁感应强度大小为 B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长 ab＝L．一个粒子源在 b 点将质 量为 m，电荷量为 q 的带负电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时 间最长的粒子中，速度的最大值是（　　） qBL A． 3m ❑ B． √ 3 qBL 3m ❑ C． √ 3 qBL 2m D． qBL 2m 二．多选题（共 12 小题） 7．（2021•江西模拟）如图，在纸面内坐标系 xOy 的第一、二象限内存在磁感应强度大小 为 B0，方向垂直纸面向里的匀强磁场。x 轴和 y 轴上有两条足够长且相互垂直的绝缘直 导线 L1 和 L2，二者的交点在坐标系 xOy 的原点 O。导线 L1 上通有大小为 I，方向沿 x 轴 负方向的恒定电流，导线 L2 上通有大小为 2I，方向沿 y 轴正方向的恒定电流。若无限长 通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小为 B＝k I r （k 为比例系数，r 为该点到导线的距离，I 为导线的电流强度），已知导线 L1 在 N 点产生的磁感应强度大 小为 1 3 B0，下列说法正确的有（　　） A．导线 L1 上的电流在 M 点处产生的磁感应强度大小为 3 5 B0 B．导线 L2 上的电流在 N 点处产生的磁感应强度大小为 4 5 B0 C．N 点处的合磁感应强度大小为 7 3 B0 D．M 点处的合磁感应强度大小为 14 15 B0 8．（2021•江西二模）如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿 不同的方向从粒子源 O 先后发射速率均为 v 的质子和 α 粒子，质子和 α 粒子同时到达 P 点。已知 OP＝l，α 粒子沿与 PO 成 30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互 作用力，则下列说法正确的是（　　） A．质子在磁场中运动的半径为 1 2 l ❑ B．粒 α 子在磁场中运动的半径为 C．质子在磁场中运动的时间为 √3 2 l πl 2v D．质子和 α 粒子发射的时间间隔为 7 πl 6v 9．（2021•江西二模）如图所示，在直角坐标系 xOy 第一象限内 x 轴上方存在磁感应强度 大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在 y 轴上 S 处有一粒子源，它可向右侧纸面 内各个方向射出速率相等的质量大小均为 m、电荷量大小均为 q 的同种带电粒子，所有 ❑ ❑ 粒子射出磁场时离 S 最远的位置是 x 轴上的 P 点。已知 OP ¿ √ 3 OS ¿ √ 3 d，粒子 带负电，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则（　　） A．粒子的速度大小为 qBd m B．从 O 点射出的粒子在磁场中的运动时间为 πm 3 qB C．沿平行 x 轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到 O 点的距离为 1 2 d D．从 x 轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为 9：4 10．（2021•南昌县模拟）如图所示，在 xOy 平面内存在着磁感应强度大小为 B 的匀强磁场， 第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外， ❑ ❑ P（ − √ 2 L，0）、Q（0， − √ 2 L）为坐标轴上的两点。现有一质量为 m、电荷 量为 e 的电子从 P 点沿 PQ 方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是（ 　） A．若电子从 P 点出发第一次经原点 O 点，运动时间可能为 πm 2 eB B．若电子从 P 点出发第一次经原点 O 点，运动路程可能为 πL 2 C．若电子从 P 点出发经原点 O 到达 Q 点，运动时间一定为 2 πm eB D．若电子从 P 点出发经恰好第一次经原点 O 到达 Q 点，运动路程可能为 πL 或 2πL 11．（2021•江西模拟）如图 1，水平地面上边长为 L 的正方形 ABCD 区域，埋有与地面平 行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然 后用闭合的试探小线圈 P（穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场）在地面探测，如图 2 所 示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一段，将接地棒接到电源的另一端。这样金 属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈 P 在直线 BD 上的不同位置保持静止时（线圈 平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈 P 静置于 A 处，当线圈平面与地面平 行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线 AC 成 37°角且保持静止时，线圈中感应 电流消失。下列说法正确的是（　　）（已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8） A．金属管线沿 AC 走向 B．图 2 中的电源为电压恒定并且较大的直流电源 C．金属管线的埋覆深度为 2 ❑√ 2 L 3 D．线圈 P 在 A 处，当它与地面的夹角为 53°时，P 中的感应电流可能最大 12．（2021•东湖区校级三模）如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，电场强度 为 E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，有一个带电 粒子（重力不计）以垂直于 x 轴的初速度 v0 从 x 轴上的 P 点进入匀强电场，恰好与 y 轴 成 45°射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入第四象限，已知 OP 之间的距离 为 d，则带电粒子（　　） A．带电正荷 B．在电场中运动的时间为 2d v0 C．在磁场中做圆周运动的半径为 2 ❑ √2 d D．在磁场中运动半周 13．（2020•江西模拟）如图所示，在扇形区域 AOC 内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁 场，圆弧 AC 有磁场，OC 边没有磁场，∠AOC＝60°，甲、乙两个带负电的粒子均从 A 点以相同的初速度垂直 OA 方向射入磁场，甲从 OC 边的中点离开磁场，乙恰好沿 OC 边离开磁场。粒子重力及粒子间的作用力不计。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙在磁场中运动的轨道半径之比为（4 B．甲、乙的比荷之比为（4 ❑ √ 3−¿ ❑ √ 3−¿ 6）：1 6）：1 C．甲、乙在磁场中运动的时间之比为（4 ❑ √ 3+¿ D．甲、乙在磁场中运动的角速度大小之比为（2 6）：15 ❑ √ 3+¿ 3）：6 14．（2020•上饶三模）如图所示，在 xoy 坐标平面内的 y 轴右侧加垂直纸面向里且范围足 够大的匀强磁场，磁感应强度为 B，垂直于 x 轴放置足够大的荧光屏 MN，光屏可沿 x 轴移动，在坐标原点 O 处放置一个粒子源，能向 xoy 坐标平面 2θ＝120°范围内各个方向 均匀发射质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，粒子初速度大小均为 v0，不计粒子重力 及粒子间相互作用，且粒子打到光屏上的粒子能全部被吸收。则下列说法正确的是（ ） A．要使所有粒子都不能打到光屏上时，则光屏离 O 点的距离至少为 2 m v0 qB B．要使所有粒子都不能打到光屏上时，则光屏离 O 点的距离至少为 C．当有一半粒子能打到荧光屏上时，光屏离 O 点的距离为 (2+ ❑√3)m v 0 2qB