（精选+详解）高三物理名校试题汇编系列（第5期）专题09 磁场.doc

（精选+详解）2013届高三物理名校试题汇编系列（第5期）专题09 磁场一、单项选择题1（广东省华附、省实、深中、广雅四校2013届高三上学期期末联考理综试题）如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属2（北京市丰台区2013届高三上学期期末）两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心o沿着ao方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是aa粒子带正电，b粒子带负电ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大cb粒子动能较大 db粒子在磁场中运动时间较长2.c 解析：根据左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，选项a错误；根据可得，a粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径较小，其射入磁场的速度较小，在磁场中所受洛伦兹力较小，动能也较小，选项b错误，c正确；根据可知，它们在磁场中做匀速圆周运动的周期相同，a粒子在磁场中的偏向角较大，运动时间较长，选项d错误。4（北京市东城区2013届高三上学期期末）如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，被平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，a为水平放置的固定直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为fn1；当导线中有垂直纸面向里的电流时，磁铁对斜面的压力为fn2，下列表述正确的是afnl fn2，弹簧的伸长量增大 dfnlfn2，弹簧的伸长量减小4.a 解析：条形磁铁在导线所在位置产生的磁场方向指向左下方，通电导线受到的安培力指向左上方，根据牛顿第三定律，条形磁铁受到导线指向右下方的作用力，对条形磁铁受力分析可知，fnl fn2，弹簧的伸长量减小，选项a正确。5.（浙江省金华十校2013届高三上学期联考）一圆柱形磁铁竖直放置，如图所示，在它的下方有一带正电小球置于光滑绝缘水平面上，小球在水平面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是a小球所受的合力可能不指向圆心b小球所受的洛仑兹力指向圆心c俯视观察，小球的运动方向一定是顺时针d俯视观察，小球的运动方向一定是逆时针二、多项选择题6（湖北省黄冈中学、孝感高中2013届高三上学期期末联合考试）如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的m、n两点，且与纸面垂直，导线中通有大小不等、方向相反的电流。a、o、b在m、n的连线上，o为mn的中点，c、d位于mn的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法错误的是ao点处的磁感应强度不可能为零bb点处的磁感应强度不可能为零ca、b两点处的磁感应强度大小可能相等，方向相反dc、d两点处的磁感应强度大小可能相等，方向相同6.cd 解析：两通电导线单独在o点或b点产生的磁场方向相同，所以这两点处的磁感应强度均不可能为零，选项ab说法正确；a、b两点处的磁感应强度方向一定是相同的，选项c说法错误；因为两导线中的电流大小不等，c、d两点处的磁感应强度大小可能相等，但方向一定不同，选项d说法错误。8（浙江省金华十校2013届高三上学期期末考试物理试题）如图所示，i、是竖直平面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，k为轨道最低点。轨道i处于垂直纸面向外的匀强磁场中，轨道ii处于水平向右的匀强电场中。两个完全相同的带正电小球a、b从静止开始下滑至第一次到达最低点k的过程，则此过程带电小球a、b相比 a球a所需时间较长 b球b机械能损失较多c在k处球a速度较大 d在k处球b对轨道压力较大8.bc 解析：球a所受洛伦兹力始终垂直运动方向，即沿半径方向，该力不做功，不改变小球速度的大小，所以球a所需时间与没有电场时相同，而球b所受电场力做负功，该力阻碍球b的运动，所以球b所需时间较长，选项a错误；球a机械能守恒，即无机械能损失，而球b需要克服电场力做功，将部分机械能转化为电势能，所以球b机械能损失较多，在k处球a速度较大，bc正确；在k处球a速度较大，向心力较大，而轨道对球的支持力提供向心力，所以在k处轨道对球a的支持力较大，球a对轨道压力较大，选项d错误。9.（四川省绵阳市2013届高三第二次诊断测试）如下图所示，水平放置的平行板电容器两板间有垂直纸面向里的匀强磁场。开关s闭合时，带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，粒子的重力不计，下列说法正确的是a.保持开关闭合，若滑片p向上滑动，粒子可能从下极板边缘射出b.保持开关闭合，若滑片p向下滑动，粒子可能从下极板边缘射出c.保持开关闭合，若只将a极板向上移动后，粒子仍能沿直线穿出d.如果开关断开，粒子仍能沿直线穿出10（江苏省苏北三市（徐州、淮安、宿迁）2013届高三元月份调研考试）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， o为m、n连线中点，连线上a、b两点关于o点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、i是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度v0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v0iimnabo.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.bd 解析：两根导线在连线上产生的合磁场方向垂直于导线所在平面，小球沿连线运动时受到的洛伦兹力沿竖直方向，小球沿水平方向不受力，所以小球将一直做匀速直线运动，选项a错误，b正确；从a沿两导线的连线到o，两导线产生的合磁场方向垂直于两导线所在平面向里，大小逐渐减小，小球受到的洛伦兹力竖直向上，大小逐渐减小，小球对桌面的压力逐渐增大，从o到b，合磁场方向垂直于两导线所在平面向外，大小逐渐增大，小球受到的洛伦兹力竖直向小，大小逐渐增大，小球对桌面的压力逐渐增大，所以从a到b，小球对桌面的压力一直在增大，选项c错误，d正确。12（江苏省南通市2013届高三第一次调研）回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示d1和d2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为u、周期为t的交流电源上位于d1圆心处的质子源a能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速当质子被加速到最大动能ek后，再将它们引出忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是a若只增大交变电压u，则质子的最大动能ek会变大b若只增大交变电压u，则质子在回旋加速器中运行时间会变短c若只将交变电压的周期变为2t，仍可用此装置加速质子d质子第n次被加速前后的轨道半径之比为13（湖北省重点中学2013届高三上学期期末联考理综试题）如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点o和y轴上的点a（0，l）一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60下列说法中正确的是（ ）6060a电子在磁场中运动的时间为b电子在磁场中运动的时间为c磁场区域的圆心坐标（，）d电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，2l）14（江苏省苏北三市（徐州、淮安、宿迁）2013届高三元月份调研考试）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。下列说法正确的是qu加速电场 静电分析器磁分析器pomn胶片be a极板m比极板n电势高b加速电场的电压u=erc直径pqd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.ad 解析：粒子在静电分析器内沿电场线方向偏转，说明粒子带正电荷，极板m比极板n电势高，选项a正确；由uq=和eq=可得u=er/2，选项b错误；直径pq=2r=，可见，只有比荷相同的粒子才能打在胶片上的同一点，选项c错误，d正确。16.（湖北省黄冈市2013届高三上学期期末理综） 如图所示，半径为r的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在-ryr的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力忽略不计，所有粒子均能穿过磁场到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚t时间，则xyorb粒子发射装置 xyorb粒子发射装置ro1a粒子到达y轴的位置一定各不相同b磁场区域半径r应满足rc从x轴入射的粒子最先到达y轴dt=，其中角度的弧度值满足 三、非选择题17.（湖北省重点中学2013届高三上学期期末联考理综试题）如图所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y0的空间中存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点p1时速率为v0,方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=4h处的p2点进入磁场，转半圈后并经过y轴上的p3点.不计重力.求： 19（江苏省苏北三市（徐州、淮安、宿迁）2013届高三元月份调研考试）如图所示的直角坐标系第、象限内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小b=0.5t，处于坐标原点o的放射源不断地放射出比荷c/kg的正离子，不计离子之间的相互作用。xoy（1）求离子在匀强磁场中运动周期；（2）若某时刻一群离子自原点o以不同速率沿x轴正方向射出，求经过s时间这些离子所在位置构成的曲线方程；（3）若离子自原点o以相同的速率v0=2.0106m/s沿不同方向射入第象限，要求这些离子穿过磁场区域后都能平行于y轴并指向y轴正方向运动，则题干中的匀强磁场区域应怎样调整（画图说明即可）？并求出调整后磁场区域的最小面积。（3）离子自原点o以相同的速率v0沿不同方向射入第一象限磁场，均做逆时针方向的匀速圆周运动根据牛顿第二定律，有，这些离子的轨道圆心均在第二象限的四分之一圆弧ac上，欲使离子穿过磁场区域后都能平行于y轴并指向y轴正方向运动，离开磁场时的位置在以点（,）为圆心、半径m的四分之一圆弧（从原点起顺时针转动）上，磁场区域为两个四分之一圆的交集，如图所示调整后磁场区域的最小面积m220.（广东省佛山市2013届高三质量检测）如左图所示，水平光滑绝缘桌面距地面高h，x轴将桌面分为、两个区域。右图为桌面的俯视图，区域的匀强电场场强为e，方向与ab边及x轴垂直；区域的匀强磁场方向竖直向下。一质量为m，电荷量为q的带正电小球，从桌边缘ab上的m处由静止释放（m距ad边及x轴的距离均为l），加速后经x轴上n点进入磁场，最后从ad边上的p点飞离桌面；小球飞出的瞬间，速度如图与ad边夹角为60o。求：21（贵州省天柱民中、锦屏中学、黎平一中、黄平民中四校2013届联考理科综合测试题）如图甲所示,两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压u,两板间电场可看作均匀的,且两板外无电场,板长l=0