（科學(xué)備考 必考）高考物理大二輪復(fù)習(xí) 磁場（含試題）.doc

（科學(xué)備考 必考）2015高考物理大二輪復(fù)習(xí) 磁場（含2014試題） 物理1.(2014安徽，18，6分) “人造小太陽”托卡馬克裝置使用強磁場約束高溫等離子體,使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內(nèi)部,而不與裝置器壁碰撞。已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度t成正比,為約束更高溫度的等離子體,則需要更強的磁場,以使帶電粒子在磁場中的運動半徑不變。由此可判斷所需的磁感應(yīng)強度b正比于()a.b.tc.d.t2答案 1.a解析 1.等離子體在磁場中受到的洛倫茲力提供向心力,有:qvb=,得v=動能ek=mv2=由題意得ek=kt故有:kt=得b=即b,選項a正確。2.(2014浙江，20，6分)如圖1所示,兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為l,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為b。垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t=0時刻起,棒上有如圖2所示的持續(xù)交變電流i,周期為t,最大值為im,圖1中i所示方向為電流正方向。則金屬棒()第20題圖1第20題圖2a.一直向右移動b.速度隨時間周期性變化c.受到的安培力隨時間周期性變化d.受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功答案 2.abc解析 2.根據(jù)題意得出v-t圖象如圖所示,金屬棒一直向右運動,a正確。速度隨時間做周期性變化,b正確。據(jù)f安=bil及左手定則可判定,f安大小不變,方向做周期性變化,則c項正確。f安在前半周期做正功,后半周期做負(fù)功,則d項錯。3.(2014北京，16，6分)帶電粒子a、b在同一勻強磁場中做勻速圓周運動,它們的動量大小相等,a運動的半徑大于b運動的半徑。若a、b的電荷量分別為qa、qb,質(zhì)量分別為ma、mb,周期分別為ta、tb。則一定有()a.qaqbb.mambc.tatbd.rb,pa=pb,ba=bb,故qaqb,故只有選項a正確。4.(2014課標(biāo)全國卷，20，6分)圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖。圖中,永磁鐵提供勻強磁場,硅微條徑跡探測器可以探測粒子在其中運動的軌跡。宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子。當(dāng)這些粒子從上部垂直進入磁場時,下列說法正確的是()永磁鐵 硅微條徑跡探測器 永磁鐵a.電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同b.電子與正電子在磁場中運動軌跡的半徑一定相同c.僅依據(jù)粒子運動軌跡無法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子d.粒子的動能越大,它在磁場中運動軌跡的半徑越小答案 4.ac解析 4.在同一勻強磁場中,各粒子進入磁場時速度方向相同,但速度大小關(guān)系未知。由左手定則可知電子與正電子進入磁場時所受洛倫茲力方向相反、偏轉(zhuǎn)方向必相反,故a正確。因r=,各粒子雖q相同、但v關(guān)系未知,故m相同、v不同時軌跡半徑不同,而當(dāng)r相同時只能表明mv相同,不能確定m的關(guān)系,故b錯誤、c正確。由ek=mv2有r=,可見當(dāng)ek越大時確定的粒子其軌跡半徑越大,故d錯誤。5.(2014課標(biāo)全國卷，16，6分)如圖,mn為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場(未畫出)。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的p點垂直于鋁板向上射出,從q點穿越鋁板后到達(dá)pq的中點o,已知粒子穿越鋁板時,其動能損失一半,速度方向和電荷量不變,不計重力。鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為()a.2b.c.1d.答案 5.d解析 5.由題圖可知,帶電粒子在鋁板上方的軌跡半徑為下方軌跡半徑的2倍;由洛倫茲力提供向心力:qvb=得v=;其動能ek=mv2=,故磁感應(yīng)強度b=,=,選項d正確。6.(2014課標(biāo)全國卷，15，6分)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中所受的安培力,下列說法正確的是()a.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線b.安培力的方向總是垂直于磁場的方向c.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)d.將直導(dǎo)線從中點折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话氪鸢?6.b解析 6.由左手定則可知,安培力的方向一定與磁場方向和直導(dǎo)線垂直,選項a錯、b正確;安培力的大小f=bil sin 與直導(dǎo)線和磁場方向的夾角有關(guān),選項c錯誤;將直導(dǎo)線從中點折成直角,假設(shè)原來直導(dǎo)線與磁場方向垂直,若折成直角后一段與磁場仍垂直,另一段與磁場平行,則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼囊话?若折成直角后,兩段都與磁場垂直,則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼?因此安培力大小不一定是原來的一半,選項d錯誤。7.（2014山東青島高三第一次模擬考試?yán)砭C物理，20）如圖所示，在邊長為l的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，有一帶正電的電荷，從d點以v0的速度沿db方向射入磁場，恰好從a點射出，已知電荷的質(zhì)量為m，帶電量為q，不計電荷的重力，則下列說法正確的是（ ）a勻強磁場的磁感應(yīng)強度為b電荷在磁場中運動的時間為 c若電荷從cd邊界射出，隨著入射速度的減小，電荷在磁場中運動的時間會減小d若電荷的入射速度變?yōu)?v0，則粒子會從ab中點射出答案 7.20. a解析 7.：a、由圖可以看出粒子圓周運動的半徑r=l，根據(jù)牛頓第二定律：qv0b=，得：b=，a正確；t=，轉(zhuǎn)過的圓心角為90，則t=，故b錯誤；若電荷從cd邊界射出，則轉(zhuǎn)過的圓心角均為180，入射速度減小，周期與速度無關(guān)，故電荷在磁場中運動的時間不變，c錯誤；若電荷的入射速度變?yōu)?v0，則半徑變?yōu)?l，軌跡如圖，設(shè)df為h，由幾何知識：（2l-h）2+l2=（2l）2，得：h=（2-）ll，可見e不是ab的中點，即粒子不會從ab中點射出，d錯誤。8.（2013遼寧大連高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合試題，17）如圖所示，一根導(dǎo)線位于磁感應(yīng)強度大小為b方向垂直紙面向里的勻強磁場中，其中ab=bc=cd=de=l，且c=120、b=d=150?，F(xiàn)給這根導(dǎo)線通入由a至e的恒定電流i，則導(dǎo)線受到磁場作用的合力大小為（ ）abcd答案 8.17c解析 8.：導(dǎo)線在磁場內(nèi)有效長度據(jù)幾何關(guān)系得：d=（2+）l，故該通電導(dǎo)線受到安培力大小為f=bil=, c 正確。9.（2013遼寧大連高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合試題，16）一帶負(fù)電小球在從a點運動到b點的過程中，受重力、電場力和空氣阻力作用，小球克服重力做功3j，電場力對小球做功2j，小球克服空氣阻力做功1 j，此過程中下列說法正確的是（ ） a小球的重力勢能減少了3 j b小球的機械能增加了1j c小球的動能減少了1j d小球的電勢能增加了2j答案 9.16b解析 9.：小球克服重力做功3j，小球的重力勢能增加3j，則小球在a點的重力勢能比在b點小3j，故a錯誤；小球克服空氣阻力做功1j，空氣阻力做功為-1j，電場力對小球做功2j，兩者總功是1j，根據(jù)功能關(guān)系可知，其機械能就增加1j，則小球在a點的機械能比在b點小1j，b正確；重力、空氣阻力和電場力對小球做的總功為-3j+（-1）j+2j=-2j，根據(jù)動能定理得知，小球的動能減小2j，即小球在a點的動能比在b點大2j，c錯；電場力對小球做2j，小球的電勢能就減小2j，則小球在a點的電勢能比在b點大2j，d錯。10.（2014吉林實驗中學(xué)高三年級第一次模擬，20）某空間存在著如圖（甲）所示的足夠大的，沿水平方向的勻強磁場。在磁場中a、b兩個物塊疊放在一起，置于光滑絕緣水平地面上，物塊a帶正電，物塊b不帶電且表面絕緣。在t1=0時刻，水平恒力f作用在物塊b上，使a，b由靜止開始做加速度相同的運動。在a、b一起向左運動的過程中，以下說法中正確的是（ ）a圖（乙）可以反映a所受洛倫茲力大小隨時間t變化的關(guān)系，圖中y表示洛倫茲力大小b圖（乙）可以反映a對b的摩擦力大小隨時間t變化的關(guān)系，圖中y表示摩擦力大小c圖（乙）可以反映a對b的壓力大小隨時間t變化的關(guān)系，圖中y表示壓力大小d圖（乙）可以反映b對地面的壓力大小隨時間t變化的關(guān)系，圖中y表示壓力大小答案 10.20cd解析 10.：由于a，b由靜止開始運動，因此當(dāng)t=0時，速度為零，洛倫茲力為零，故a錯誤；由于a、b是一起勻加速運動的，且a所受洛倫茲力豎直向下，因此對于a來說是由靜摩擦力提供其加速度，故其所受摩擦力不變，故b錯誤；設(shè)水平方向勻加速為a，由于豎直方向合外力為零，因此a對b的壓力大小為：fn=mag+qbat，壓力為時間t的一次函數(shù)，故c正確；同理b對地面的壓力為：fn=（ma+mb）g+qbat，也是關(guān)于t的一次函數(shù)，故d正確。11.(武漢市2014屆高中畢業(yè)生二月調(diào)研測試) 如圖所示，將長度為l的直導(dǎo)線放置在y軸上，當(dāng)通以大小為i、沿y軸負(fù)方向的電流后，測得其受到的安培力大小為f、方向沿x軸正方向。則勻強磁場的磁感應(yīng)強度可能：a沿z軸正方向，大小為b在xoy平面內(nèi)，大小為c在zoy平面內(nèi)，大小為d在zoy平面內(nèi)，大小為答案 11.19cd解析 11.已知電流沿y軸負(fù)方向，安培力方向沿x軸正方向，根據(jù)左手定則判斷得知勻強磁場的磁感應(yīng)強度在zoy平面內(nèi)。設(shè)磁場與導(dǎo)線的夾角為，則090，當(dāng)=90時，由f=bilsin可知，b有最小值為 bmin=，當(dāng)090，b，所以b=和b=是可能的故ab錯誤，cd正確。12.(湖北省八校2014屆高三第二次聯(lián)考) 物理學(xué)經(jīng)常建立一些典型的理想化模型用于解決實際問題。下列關(guān)于這些模型的說法中正確的是a體育比賽中用的乒乓球總可以看作是一個位于其球心的質(zhì)點b帶有確定電量的導(dǎo)體球總可以看作是一個位于其球心的點電荷c分子電流假說認(rèn)為在原子或者分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流，它使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極d在研究安培力時，與電場中的檢驗電荷作用相當(dāng)?shù)氖且粋€有方向的電流元，實驗過程中應(yīng)當(dāng)使電流元的方向跟磁場方向平行答案 12.14c解析 12.體育比賽中用的乒乓球若研究其動作，就不可以看作是一個位于其球心的質(zhì)點，故a錯誤；帶有確定電量的導(dǎo)體球，當(dāng)其尺寸不能忽略的時候，不可以看作是一個位于其球心的點電荷，故b錯誤；分子電流假說認(rèn)為在原子或者分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流，它使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極，故c正確；在研究安培力時，與電場中的檢驗電荷作用相當(dāng)?shù)氖且粋€有方向的電流元，實驗過程中應(yīng)當(dāng)使電流元的方向跟磁場方向垂直，平行的時候沒有安培力，故d錯誤。13.(2014年哈爾濱市第三中學(xué)第一次高考模擬試卷) 如圖所示，mn是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空間只充滿與紙面平行的勻強電場或只充滿與紙面垂直的勻強磁場的單一場區(qū)（場區(qū)都足夠大），現(xiàn)有一重力不計的帶電粒子從mn上的o點以水平初速度v0沿紙面射入場區(qū)，下列判斷正確的是：a如果粒子回到mn上時速率不變，則該空間存在的一定是磁場b如果粒子回到mn上時速率增大，則該空間存在的一定是電場c若只增大水平初速度v0，發(fā)現(xiàn)粒子再回到mn上時速度方向與增大前相同，則該空間存在的一定是磁場d若只增大水平初速度v0，發(fā)現(xiàn)粒子再回到mn所用的時間發(fā)生變化，則該空間存在的一定是電場答案 13.20bd解析 13.若帶電粒子以與電場線平行的速度v0射入，粒子返回速率不變，故a錯誤；洛倫茲力對帶電粒子不做功，不能使粒子速度增大，電場力可使帶電粒子做功，動能增大，故速率增加一定是電場，故b正確；若帶電粒子以與電場線平行的速度v0射入，粒子返回速率不變，故c錯誤；由知，粒子在磁場中運動的時間與速率無關(guān)，故時間改變一定是電場，故d正確。14.（河南省豫東豫北十所名校2014屆高中畢業(yè)班階段性測試（四）如圖所示，在x軸的上方有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，電場強度為e，在x軸 的下方等腰三角形cdm區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面由內(nèi)向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b，其中c、d在x軸上，它們到原點o的距離均為a，?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電粒子，從y軸上的p點由靜止釋放，設(shè)p點到o點的距離為h，不計重力作用與空氣阻力的影響。，下列說法正確的是a. 若，則粒子垂直cm射出磁場b若，則粒子平行于x軸射出磁場c若，則粒子垂直cm射出磁場d若，則粒子平行于x軸射出磁場答案 14.21ad解析 14.若h，則在電場中，由動能定理得： qeh=mv2；在磁場中，有qvb=m，聯(lián)立解得：r=a，如圖，根據(jù)幾何知識可知粒子垂直cm射出磁場，故a正確，b錯誤；若h，與上題同理可得：r=a，則根據(jù)幾何知識可知粒子平行于x軸射出磁場，故c錯誤，d正確。15.（河南省豫東豫北十所名校2014屆高中畢業(yè)班階段性測試（四）如圖，m、n、p是以mn為直徑的半圓弧上的三點，o點為半圓弧的圓心， 。在m、n處各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時o點的磁感應(yīng)強度大小為b1。若將m處的長直導(dǎo)線移至p處，則o點的磁感應(yīng)強度大小變?yōu)閎2，則b2與b1之比為 a1: 2 b2: 1 c: 1 d: 2答案 15.15d解析 15.依題意，每根導(dǎo)線在o點產(chǎn)生的磁感強度為，方向豎直向下，則當(dāng)m移至p點時，o點合磁感強度大小為b2=2cos30=，則b2與b1之比為: 2，d項正確。16.(河北衡水中學(xué)2013-2014學(xué)年度下學(xué)期二調(diào)考試) 利用如圖所示的實驗裝置可以測量磁感應(yīng)強度。其中2為力敏傳感器，3為數(shù)字電壓表，5為底部長為l的線框。當(dāng)外界拉力作用于力敏傳感器的彈性梁上時，數(shù)字電壓表上的讀數(shù)u與所加外力f成正比，即u=kf，式中k為比例系數(shù)。用絕緣懸絲把線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用軟細(xì)銅絲連接線框與電源。當(dāng)線框中電流為零時，輸出電壓為u0 ；當(dāng)線框中電流為i時，輸出電壓為u ，則磁感應(yīng)強度的大小為 （ ）a. b. c. d. 答案 16.21d解析 16.a、由于數(shù)字電壓表上的讀數(shù)u與所加外力成正比，即u=kf，式中k為比例系數(shù)，當(dāng)通上電流后，設(shè)安培力為fa，有=kfa，即kbll=，整理得：b=，故a錯誤；由a分析得，b錯誤；由a分析得，c錯誤；由a分析得，d正確。17.(汕頭市2014年普通高考模擬考試試題) 如圖，初速度可忽略、質(zhì)量相同、電量分別為q和3q的粒子p和m，經(jīng)電壓為u的電場加速后，垂直進入方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，不計粒子重力，下列表述正確的是 a. p和m離開電場區(qū)域時的動能相同 b. p和m在電場中運動時的加速度之比為13 c. p在磁場中運動的半徑較大 d. m在磁場中運動的周期較大答案 17.21. bc解析 17.由動能定理，qu=mv2，可知，當(dāng)質(zhì)量、電壓與初速度相同情況下，電量越大，動能越多，故a錯誤；由牛頓第二定律與相結(jié)合，則有：a=，可知，a與q成正比，故b正確；由半徑公式，結(jié)合qu=mv2，可知，則有：r=，得出r與成正比，故c正確；由周期公式，則有t與成正比，故d錯誤。18.(汕頭市2014年普通高考模擬考試試題) 如圖，是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為l，通以圖示方向的電流i，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度大小均為b則 a該磁場是勻強磁場 b線圈平面總與磁場方向垂直 c線圈將逆時針方向轉(zhuǎn)動 da、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為ilb答案 18.16. d解析 18.該磁場明顯不是勻強磁場，勻強磁場應(yīng)該是一系列平行的磁感線，方向相同，故a錯誤；由圖可知，線圈平面總與磁場方向平行，故b錯誤；由左手定則可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故線圈順時針旋轉(zhuǎn)，故c錯誤；a、b導(dǎo)線始終與磁感線垂直，故受到的安培力大小總為bil，故d正確。19.(甘肅省蘭州一中2014屆高三上學(xué)期期末考試) 如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流i1和i2，且i1i2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點在兩導(dǎo)線之間， b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強度可能為零的點是aa點 bb點 cc點 dd點答案 19.16c解析 19.兩電流在該點的合磁感應(yīng)強度為0，說明兩電流在該點的磁感應(yīng)強度滿足等大反向關(guān)系；根據(jù)右手螺旋定則在兩電流的同側(cè)磁感應(yīng)強度方向相反，則為a或c，又i1i2，所以該點距i1遠(yuǎn)距i2近，所以是c點。20.（東城區(qū)2013-2014學(xué)年度第二學(xué)期教學(xué)檢測）如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點o沿x軸正方向進入場區(qū)，若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強電場時，質(zhì)子通過p（d ，d）點時的動能為；若場區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強磁場時，質(zhì)子也能通過p點。不計質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強電場的電場強度大小為、勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為b，則下列說法中正確的是a. b. c. d. 答案 20.20. d解析 20.質(zhì)子在只有電場存在時，動能由ek變?yōu)?ek，由動能定理可知電場力做功為w=eed=5ek-ek, 解得e=, 由此可判斷，選項ab錯誤; 質(zhì)子在只有磁場存在時，質(zhì)子做勻速圓周運動，由題意可知，運動半徑為d，由半徑公式有d= , 設(shè)質(zhì)子進入磁場時的速度為v，則速度為, 以上兩式聯(lián)立得，所以選項c錯誤，選項d正確。21.(2014年安徽省江南十校高三聯(lián)考) 如圖所示，半徑為r的半圓形區(qū)域內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b，半圓的左邊垂直x軸放置一粒子發(fā)射裝置，在-ryr的區(qū)間內(nèi)各處均沿x軸正方向同時發(fā)射出一個帶正電粒子，粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q初速度均為v，重力及粒子間的相互作用均忽略不計，所有粒子都能到達(dá)y軸，其中最后到達(dá)y軸的粒子比最先到達(dá)y軸的粒子晚t時間，則a粒子到達(dá)y軸的位置一定各不相同b、磁場區(qū)域半徑r應(yīng)滿足c，其中角度口的弧度值滿足d從x軸入射的粒子最先到達(dá)y軸答案 21.15c解析 21.粒子射入磁場后做勻速圓周運動，其運動軌跡如圖所示。y=r的粒子直接沿直線做勻速運動到達(dá)y軸，其它粒子在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由圖可知，發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子也有可能打在y=r的位置上，所以粒子到達(dá)y軸的位置不是各不相同的，故a錯誤；以沿x軸射入的粒子為例，若r=r，則粒子不能達(dá)到y(tǒng)軸就偏向上離開磁場區(qū)域，所以要求r，所有粒子才能穿過磁場到達(dá)y軸，故b錯；從x軸入射的粒子在磁場中對應(yīng)的弧長最長，所以該粒子最后到達(dá)y軸，而y=r的粒子直接沿直線做勻速運動到達(dá)y軸，時間最短，故d錯誤；從x軸入射的粒子運動時間為：t1=，y=r的粒子直接沿直線做勻速運動到達(dá)y軸，時間最短，則t2=所以t=，其中角度為從x軸入射的粒子運動的圓心角，根據(jù)幾何關(guān)系有：=，則sin=sin=sin，故c正確。22.(重慶市五區(qū)2014屆高三學(xué)生學(xué)業(yè)調(diào)研抽測) 如題4圖所示，質(zhì)量為m、長為l的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于水平軸上，并處于勻強磁場中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流i，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為。則磁感應(yīng)強度的則磁感應(yīng)強度方向和大小可能為（）a，y軸正向b，z軸負(fù)向c，沿懸線向下d，沿懸線向上答案 22.4 abc解析 22.磁感應(yīng)強度方向為y正向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿z正方向，根據(jù)平衡條件，當(dāng)bil剛好等于mg時，繩的拉力為零，所以b=，a項正確；磁感應(yīng)強度方向為z負(fù)方向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿y正方向，根據(jù)平衡條件bilrcos=mgrsin，所以b=tan，所以b正確；磁感應(yīng)強度方向沿懸線向上，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向如圖甲（側(cè)視圖），直導(dǎo)線不能平衡，d項錯；磁感應(yīng)強度方向沿懸線向下，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向如圖乙（側(cè)視圖），根據(jù)平衡條件bilr =mgrsin，解得b=，c項正確。23.(四川省成都市2014屆高中畢業(yè)班第一次診斷性檢測) 如圖所示: 絕緣中空軌道豎直固定，圓弧段cod光滑，對應(yīng)圓心角為120 ，c、d兩端等高，o為最低點，圓弧圓心為o ，半徑為r; 直線段ac, hd粗糙，與圓弧段分別在c、d端相切; 整個裝置處于方向垂直于軌道所在平面向里、磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中，在豎直虛線mc左側(cè)和nd右側(cè)還分別存在著場強大小相等、方向水平向右和向左的勻強電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量恒為q、直徑略小于軌道內(nèi)徑、可視為質(zhì)點的帶正電小球，從軌道內(nèi)距c點足夠遠(yuǎn)的p點由靜止釋放。若, 小球所受電場力等于其重力的倍，重力加速度為g。則( )a. 小球第一次沿軟道ac下滑的過程中，先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動b. 小球在軌道內(nèi)受到的摩擦力可能大于c. 經(jīng)足夠長時間，小球克服摩擦力做的總功是d. 小球經(jīng)過o點時，對軌道的彈力可能為答案 23.7ad解析 23.小球第一次沿軟道ac下滑的過程中對其受力分析如右圖所示。小球所受電場力等于其重力的倍，故有qvb=fn, 由牛頓第二定律可得，隨著v 的增大，小球的加速度減小，先此過程小球做加速度減小的加速運動，當(dāng)加速度a=0時，此過程小球做勻速運動，a項正確；當(dāng)小球做勻速直線運動時，小球與軌道間的彈力最大，此時小球在軌道內(nèi)受到的摩擦力最大，其最大值為=，故b項錯；經(jīng)足夠長時間，小球最終在cod間做往復(fù)運動，根據(jù)功能關(guān)系可得小球受到摩擦力做的總功由可得-，故小球克服摩擦力做的總功是，c項正確；小球最終在cod間做往復(fù)運動，此過程中小球經(jīng)過o點時，由動能定律可得，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得小球受到軌道的支持力為fn=，故根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膹椓椋琩項正確。24.(山東省德州市2014屆高三上學(xué)期期末考試) 如右圖所示，一平行板電容器，右極板接電源正極，板長為2d，板間距離為d。一帶電量為g、質(zhì)量為m的負(fù)離子(重力不計) 以速度v0貼近左極板沿極板方向射入，恰從右極板下邊緣射出。在右極板右側(cè)空間存在垂直紙面方向的勻強磁場(未標(biāo)出) 。要使該負(fù)離子在磁場中運動后，又恰能直接從右極板上邊緣進入電場，則 a磁場方向垂直紙面向里 b磁場方向垂直紙面向外 c磁感應(yīng)強度大小為 d在磁場中運動時間為答案 24.8bc解析 24.粒子在電場中做類似平拋運動，離開電場后做勻速圓周運動，軌跡如圖粒子帶正負(fù)荷，根據(jù)左手定則，磁場方向垂直紙面向外，故b正確，a錯誤；對于拋物線運動，速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的兩倍，即tan2tan2=1，故=45，又由于tan，故vy=v0，vv0；根據(jù)幾何關(guān)系，圓周運動的軌道半徑為rd；圓周運動中，洛倫茲力提供向心力，有qvbm；解得b，故c正確；磁場中運動時間為：t=t=，故d錯誤。25.(山東省德州市2014屆高三上學(xué)期期末考試) 如圖所示，速度不同的同種帶電粒子(重力不計) a、b沿半徑ao方向進入一圓形勻強磁場區(qū)域，a, b兩粒子的運動軌跡分別為ab和ac，則下列說法中正確的是 aa、b兩粒子均帶正電 ba粒子的速度比b粒子的速度大 ca粒子在磁場中的運動時間比b粒子長 d兩粒子離開磁場時的速度反向延長線一定都過圓心o答案 25.3cd解析 25.根據(jù)左手定則可知a、b兩粒子均帶負(fù)電，a項錯；由運動軌跡可知，a的半徑小于b的半徑，粒子在磁場中洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運動則有bqv得：v，由于帶電粒子們的b、q、m均相同，所以v與r成正比，可知a粒子的速度比b粒子速度小，故b錯誤；由周期公式得，由于帶電粒子們的b、q、m均相同，所以t均相同，由于a的圓心角大，故a在磁場中的運動時間長，故c正確；進入磁場區(qū)域時，速度方向指向圓心o，根據(jù)圓的對稱性可以知道，離開磁場時，速度一定背離圓心，故d正確。26.(2014年沈陽市高中三年級教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(一) 如圖所示，豎直放置的兩個平行金屬板間存在勻強電場，與兩板上邊緣等高處有兩個質(zhì) 量相同的帶電小球，小球a從緊靠左極板處由靜止開始釋放，小球b從兩板正中央由靜止開始釋放，兩小球最終都能運動到右極板上的同一位置，則從開始釋放到運動至有極板的過程中，下列判斷正確的是a、運動時間b電荷量之比c機械能增加量之比d機械能增加量之比答案 26.4b解析 26.兩小球在豎直方向都做自由落體運動，豎直分位移相等，由h=gt2，得到時間相等，故a錯誤；兩球的水平分運動都是初速度為零的勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律，有qe=ma 根據(jù)位移時間關(guān)系公式，x=at2 由兩式解得x=t2 ，由于兩球的水平分位移之比為2：1，故電量之比為2：1，故b正確；由f=ma可得電場力有關(guān)系fa=2fb，而水平方向sa=2sb，由功的公式知，電場力對兩球做功有關(guān)系wa=4wb，所以電勢能變化是4倍的關(guān)系，根據(jù)功能關(guān)系可得機械能增加量之比，故cd兩項均錯。27.(2014年沈陽市高中三年級教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(一) 如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、 b，以不同的速率沿著a0方向?qū)?zhǔn)圓心o射入磁場，其運動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是a、a粒子速率較大bb粒子速率較大cb粒子在磁場中運動時間較長da、b粒子在磁場中運動時間一樣長答案 27.3b解析 27.a、b、粒子在磁場中洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運動則有bqv=m得：r=由于帶電粒子們的b、q、m均相同，所以r與v成正比，因此運動圓弧半徑越大，則運動速率越大，故b粒子速率最大，故a錯誤，b正確；由周期公式得t=，由于帶電粒子們的b、q、m均相同，所以t均相同，由運動圓弧對應(yīng)的圓心角越大，則運動時間越長，故a粒子在磁場中運動的時間最長故c、d 兩項均錯誤28.(江蘇省南京市、鹽城市2014屆高三第一次模擬考試) 在磁場中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直。先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣，圖中幾幅圖象表現(xiàn)的是導(dǎo)線受的力f與通過的電流i的關(guān)系。a，b各代表一組f，i的數(shù)據(jù)。下列圖中正確的是答案 28.2c解析 28.在勻強磁場中，當(dāng)電流方向與磁場垂直時所受安培力為：f=bil，由于磁場強度b和導(dǎo)線長度l不變，因此f與i的關(guān)系圖象為過原點的直線，故abd錯，c項正確。29.(湖北省黃岡中學(xué)2014屆高三上學(xué)期期末考試) 如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，ab是圓的直徑。一帶電粒子從a點射入磁場，速度大小為v、方向與ab成30角時，恰好從b點飛出磁場，且粒子在磁場中運動的時間為t；若同一帶電粒子從a點沿ab方向射入磁場，也經(jīng)時間t飛出磁場，則其速度大小為（ ）a b c d答案 29.17b解析 29.設(shè)圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場半徑為r。粒子1、2的運動軌跡如圖所示。由于兩粒子在同一磁場中運動時間均為t，故兩粒子運動軌跡對應(yīng)的圓心角相同且均為600，由幾何關(guān)系可得，；由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑可得， =，解得=，故b項正確。30.(河南省鄭州市2014屆高中畢業(yè)班第一次質(zhì)量預(yù)測) 如圖所示，在半徑為r的圓柱形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場。一個電子以速度為，從m點沿半徑方向射入該磁場，從n點射出，速度方向偏轉(zhuǎn)了60。則電子從m到n運行的時間是 a b c d 答案 30.6d解析 30.則電子從m到n運行的時間是，d項正確。31.(北京市西城區(qū)2014屆高三上學(xué)期期末考試) 如圖所示，在地面上方的水平勻強電場中，一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，系在一根長為l的絕緣細(xì)線一端，可以在豎直平面內(nèi)繞o點做圓周運動。ab為圓周的水平直徑，cd為豎直直徑。已知重力加速度為g，電場強度。下列說法正確的是（）a若小球在豎直平面內(nèi)繞o點做圓周運動，則它運動的最小速度為b若小球在豎直平面內(nèi)繞o點做圓周運動，則小球運動到b點時的機械能最大c若將小球在a點由靜止開始釋放，它將在acbd圓弧上往復(fù)運動d若將小球在a點以大小為的速度豎直向上拋出，它將能夠到達(dá)b點答案 31.16. bd解析 31.若小球在豎直平面內(nèi)繞o點做圓周運動，小球的最小速度為其能夠到達(dá)等效最高點即右圖所示的點時的速度，由牛頓第二定律可得，解得最小速度為，項錯；若小球在豎直平面內(nèi)繞o點做圓周運動過程中，當(dāng)小球到達(dá)點時電場力對小球做功最多，小球機械能最大，故b項正確；若將小球在a點由靜止開始釋放小球?qū)⒀豠c方向做初速度為零的勻加速直線運動，故c項錯；若將小球在a點以大小為的速度豎直向上拋出，它將做曲線運動，可分解為豎直方向在重力作用下以加速-g做勻減速直線運動，水平方向在電場力作用下做初速度為零的加速度為g的勻加速直線運動，故當(dāng)小球在豎直方向以原速率返回時，水平方向的位移為, 故小球能夠到達(dá)b點，d項正確。32.(北京市西城區(qū)2014屆高三上學(xué)期期末考試) 一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以速度v射入磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場。不計粒子重力。下列說法正確的是a若v與b的方向垂直，入射速度v越大，則軌道半徑越大b若v與b的方向垂直，入射速度v越大，則運動周期越大c若v與b的方向相同，則粒子在運動過程中速度不斷變大d若v與b的方向相同，則粒子在運動過程中速度保持不變答案 32.14. ad解析 32.若v與b的方向垂直，帶電粒子講做勻速圓周運動，由軌道半徑可得，入射速度v越大，則軌道半徑越大，a項正確；由可得運動周期與入射速度v無關(guān)，b項錯；若v與b的方向相同，粒子在運動將做勻速直線運動，d項正確，c項錯。33.(北京市西城區(qū)2014屆高三上學(xué)期期末考試) 一根通電直導(dǎo)線水平放置在地球赤道的上方，其中的電流方向為自西向東，該導(dǎo)線所受地磁場的安培力方向為a水平向北 b水平向南c豎直向上 d豎直向下答案 33.10c解析 33.赤道處地磁場的方向為水平向北，根據(jù)左手定則可知該導(dǎo)線所受地磁場的安培力方向為豎直向上，故c 項正確。34.(2014大綱全國，25，20分)如圖,在第一象限存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面(xy平面)向外;在第四象限存在勻強電場,方向沿x軸負(fù)向。在y軸正半軸上某點以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點沿垂直于x軸的方向進入電場。不計重力。若該粒子離開電場時速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為,求(1)電場強度大小與磁感應(yīng)強度大小的比值;(2)該粒子在電場中運動的時間。答案 34. (1)v0 tan2 (2)解析 34.(1)如圖,粒子進入磁場后做勻速圓周運動。設(shè)磁感應(yīng)強度的大小為b,粒子質(zhì)量與所帶電荷量分別為m和q,圓周運動的半徑為r0。由洛侖茲力公式及牛頓第二定律得qv0b=m由題給條件和幾何關(guān)系可知r0=d設(shè)電場強度大小為e,粒子進入電場后沿x軸負(fù)方向的加速度大小為ax,在電場中運動的時間為t,離開電場時沿x軸負(fù)方向的速度大小為vx。由牛頓定律及運動學(xué)公式得eq=maxvx=axtt=d由于粒子在電場中做類平拋運動(如圖),有tan =聯(lián)立式得=v0 tan2 (2)聯(lián)立式得t=評分參考:第(1)問18分,式3分,式1分,式各3分,式2分;第(2)問2分,式2分。35.(2014江蘇，14，16分)某裝置用磁場控制帶電粒子的運動,工作原理如圖所示。裝置的長為l,上下兩個相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為b、方向與紙面垂直且相反,兩磁場的間距為d。裝置右端有一收集板,m、n、p為板上的三點,m位于軸線oo上,n、p分別位于下方磁場的上、下邊界上。在紙面內(nèi),質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入,方向與軸線成30角,經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次,恰好到達(dá)p點。改變粒子入射速度的大小,可以控制粒子到達(dá)收集板上的位置。不計粒子的重力。(1)求磁場區(qū)域的寬度h;(2)欲使粒子到達(dá)收集板的位置從p點移到n點,求粒子入射速度的最小變化量v;(3)欲使粒子到達(dá)m點,求粒子入射速度大小的可能值。答案 35.(1)(l-d)(1-)(2)(-d)(3)(-d)(1n-1,n取整數(shù))解析 35.(1)設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為r根據(jù)題意l=3r sin 30+3d cos 30且h=r(1-cos 30)解得h=(l-d)(1-)(2)設(shè)改變?nèi)肷渌俣群罅Ｗ釉诖艌鲋械能壍腊霃綖閞m=qvb,m=qvb由題意知3r sin 30=4r sin 30解得v=v-v=(-d)(3)設(shè)粒子經(jīng)過上方磁場n次由題意知l=(2n+2)d cos 30+(2n+2)rn sin 30且m=qvnb,解得vn=(-d)(1n-1,n取整數(shù))36.(2014重慶，9，18分)如題9圖所示,在無限長的豎直邊界ns和mt間充滿勻強電場,同時該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于nstm平面向外和向內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小分別為b和2b,kl為上下磁場的水平分界線,在ns和mt邊界上,距kl高h(yuǎn)處分別有p、q兩點,ns和mt間距為1.8h。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從p點垂直于ns邊界射入該區(qū)域,在兩邊界之間做圓周運動,重力加速度為g。(1)求電場強度的大小和方向。(2)要使粒子不從ns邊界飛出,求粒子入射速度的最小值。(3)若粒子能經(jīng)過q點從mt邊界飛出,求粒子入射速度的所有可能值。題9圖答案 36.(1),方向豎直向上(2)(9-6)(3)見解析解析 36.(1)設(shè)電場強度大小為e。由題意有mg=qe得e=,方向豎直向上。(2)如圖1所示,設(shè)粒子不從ns邊飛出的入射速度最小值為vmin,對應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的運動半徑分別為r1和r2,圓心的連線與ns的夾角為。圖1由r=有r1=,r2=r1由(r1+r2)sin =r2r1+r1 cos =h得vmin=(9-6)(3)如圖2所示,設(shè)粒子入射速度為v粒子,在上、下方區(qū)域的運動半徑分別為r1和r2,粒子第一次通過kl時距離k點為x。圖2由題意有3nx=1.8h(n=1,2,3,)xx=得r1=(1+),n0)的靜止粒子被發(fā)射裝置(圖中未畫出)從o點發(fā)射,沿p板上表面運動時間t后到達(dá)k孔,不與板碰撞地進入兩板之間。粒子視為質(zhì)點,在圖示平面內(nèi)運動,電荷量保持不變,不計空氣阻力,重力加速度大小為g。(1)求發(fā)射裝置對粒子做的功;(2)電路中的直流電源內(nèi)阻為r,開關(guān)s接“1”位置時,進入板間的粒子落在b板上的a點,a點與過k孔豎直線的距離為l。此后將開關(guān)s接“2”位置,求阻值為r的電阻中的電流強度;(3)若選用恰當(dāng)直流電源,電路中開關(guān)s接“1”位置,使進入板間的粒子受力平衡,此時在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強度大小合適的勻強磁場(磁感應(yīng)強度b只能在0bm=范圍內(nèi)選取),使粒子恰好從b板的t孔飛出,求粒子飛出時速度方向與b板板面的夾角的所有可能值(可用反三角函數(shù)表示)。答案 38.(1)(2)(3)0b0滿足題目要求,夾角趨近0,即0=0則題目所求為0arcsin說明式各1分39.(2014四川，10，17分)在如圖所示的豎直平面內(nèi),水平軌道cd和傾斜軌道gh與半徑r= m的光滑圓弧軌道分別相切于d點和g點,gh與水平面的夾角=37。過g點、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強度b=1.25 t;過d點、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強電場,電場方向水平向右,電場強度e=1104 n/c。小物體p1質(zhì)量m=210-3 kg、電荷量q=+810-6 c,受到水平向右的推力f=9.9810-3 n的作用,沿cd向右做勻速直線運動,到達(dá)d點后撤去推力。當(dāng)p1到達(dá)傾斜軌道底端g點時,不帶電的小物體p2在gh頂端靜止釋放,經(jīng)過時間t=0.1 s與p1相遇。p1和p2與軌道cd、gh間的動摩擦因數(shù)均為=0.5,取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,物體電荷量保持不變,不計空氣阻力。求:(1)小物體p1在水平軌道cd上運動速度v的大小;(2)傾斜軌道gh的長度s。答案 39. (1)4 m/s(2)0.56 m解析 39.(1)設(shè)小物體p1在勻強磁場中運動的速度為v,受到向上的洛倫茲力為f1,受到的摩擦力為f,則f1=qvbf=(mg-f1)由題意,水平方向合力為零f-f=0聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得v=4 m/s說明:式各1分,式各2分(2)設(shè)p1在g點的速度大小為vg,由于洛倫茲力不做功,根據(jù)動能定理qer sin -mgr(1-cos )=m-mv2p1在gh上運動,受到重力、電場力和摩擦力的作用,設(shè)加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律qe cos -mg sin -(mg cos +qe sin )=ma1p1與p2在gh上相遇時,設(shè)p1在gh上運動的距離為s1,則s1=vgt+a1t2設(shè)p2質(zhì)量為m2,在gh上運動的加速度為a2,則m2g sin -m2g cos =m2a2p1與p2在gh上相遇時,設(shè)p2在gh上運動的距離為s2,則s2=a2t2s=s1+s2聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得s=0.56 m說明:式各1分,式各2分,式3分40.(2014福建，36，18分)如圖25所示,足夠大的平行擋板a1、a2豎直放置,間距6l。兩板間存在兩個方向相反的勻強磁場區(qū)域和,以水平面mn為理想分界面,區(qū)的磁感應(yīng)強度為b0,方向垂直紙面向外。a1、a2上各有位置正對的小孔s1、s2,兩孔與分界面mn的距離均為l。質(zhì)量為m、電量為+q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強電場由靜止加速后,