【精选+详解】高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题9 磁场.doc

2013届高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题9 磁场一、单项选择题1（江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考卷）关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）a古希腊学者亚里士多德用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快，推翻了意大利物理学家伽利略的观点 b德国天文学家开普勒发现了万有引力定律，提出了牛顿三大定律c法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律，并测出了静电力常量k的值d丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手螺旋定则2.（福建省福州八中2012届高三质检）在赤道上某处有一支避雷针当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为 （ ）a正东 b正西 c正南 d正北 2.b 解析：避雷针上产生的瞬间电流方向竖直向上，地磁场的方向从南指向北，根据左手定值，地磁场对避雷针的作用力的方向为正西。本题答案为b。3（上海市杨浦区2012届高三第一学期期末抽测）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）3.b 解析：地球本身就像一个条形磁铁，地理的南极相当于条形磁铁的n极，而地理北极相当于磁铁的s极，在地球内部地磁场的方向从地理北极指向南极（或者认为是从上指向下），根据安培定则，安培假设中环形电流方向应该是从东指向西，如选项b图所示。本题答案为b。4（甘肃省天水市一中2012届高三上学期期末考试）在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。若有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如图所示。在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是（ ）a若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移b若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移c若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移d若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移5.（河北省石家庄市2012届高三下学期第一次模拟考试理科综合能力测试）在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的n极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量b=5.010-5 t，通电后罗盘指针停在北偏东60的位置，如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为（ ）a. 5.010 -5 t b. 1.010-4t c. 8.66l0-5 t d. 7.07l0-5 t6.（安徽省黄山市2012届高三“七校联考”试题）在图中，标出了磁场b的方向、通电直导线中电流i的方向，以及通电直导线所受磁场力f的方向，其中正确的是（ ）7（江苏省扬州中学2012届高三上学期12月质量检测）一段长0.2 m，通过2.5 a电流的直导线，关于在磁感应强度为b的匀强磁场中所受安培力f的情况，正确的是（ ）a如果b=2 t，f一定是1 n b如果f=0，b也一定为零c如果b=4 t，f有可能是1 n d如果f有最大值时，通电导线一定与b平行7.c 解析：当通电直导线与b垂直时，安培力最大为f=bil，当通电直导线与b平行时，安培力最小为0，其他情况下0fbil，据此可知，只有选项c正确。本题答案为c。8（宁夏银川一中2012届高三第五次月考试题理综卷）如图所示，导线框中电流为i，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为b，ab与cd相距为d，则mn所受安培力大小为（ ）af=bid/sin bf=bidsin cf=bidcos df=bid8.a 解析：安培力公式f=bil中l指的是有效长度，对应本题，l=d/sin，所以f=bid/sin。本题答案为a。9（北京市朝阳区2012届高三上学期期末考试试题）正方形区域abcd中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个粒子（不计重力）以一定速度从ab边的中点m沿既垂直于ab边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从ad边的中点n射出。若将磁感应强度b变为原来的2倍，其他条件不变，则这个粒子射出磁场的位置是（ ）aa点bnd之间的某一点 ccd之间的某一点 dbc之间的某一点10（辽宁省沈阳四校协作体2012届高三上学期12月份月考）如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力f拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段（ ）a甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 b甲、乙两物块间的摩擦力不断减小c甲、乙两物块间的摩擦力保持不变 d乙物块与地面之间的摩擦力不断减小11（辽宁省部分重点中学2012届高三上学期期末联考）如图所示，质量为m=0.6kg，长为l=lm的通电直导线用两绝缘细线悬挂于o、o，并处于磁感应强度为b的匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的恒定电流i=1a，导线从最低点由静止释放摆到最大摆角=37。则磁感应强度方向和大小可能为（ ）（sin 37=0.6，cos37 =0.8，g=l0m/s2）ab方向沿y轴正向，b=6t bb方向沿y轴正向，b=10tcb方向沿z轴负向，b=4.5t db方向沿z轴负向，b=2t12（福建省厦门市2012届高三上学期期末质量检查）如图所示是回旋加速器示意图，其核心部分是两个d形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（q1、m1）和氦核（q2、m2）。已知q2=2q1，m2 =2m1，下列说法中正确的是（ ）a它们的最大速度相同 b它们的最大动能相同c仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能d仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能13.（福建省泉州四校2012届高三第二次联考试卷）如图所示，长为l的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态则（ ） bbaka导体棒中的电流方向从b流向ab导体棒中的电流大小为c若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大d若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大13.b 解析：对导体棒受力分析并根据平衡条件可知，导体棒受到水平向右的安培力的作用力，其大小等于kx，即bil=kx，所以i=，选项b正确；根据左手定值可知，导体棒中的电流方向从a流向b，选项a错误；若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，导体棒受到的安培力大小不变，但方向也缓慢顺时针转过一小角度，安培力沿水平方向上的分力减小，根据导体棒水平方向上的平衡条件可知，弹簧的弹力也要减小，所以x变小，选项c错误；同理可知，选项d错误。本题答案为b。14（浙江省瑞安中学2012届高三上学期期末试题）均匀分布着等量异种电荷的半径相等的半圆形绝缘杆被正对着固定在同一平面上，如图所示ab是两种绝缘杆所在圆的圆心连线的中垂线而且与二者共面，该平面与纸面平行，有一磁场方向垂直于纸面（图中未画出），一带电粒子（重力不计）以初速度v0一直沿直线ab运动，则（ ）a磁场是匀强磁场 b磁场是非匀强磁场c带电粒子做匀变速直线运动 d带电粒子做变加速运动15（江苏省南京市四校2012届高三12月月考、山东省聊城市五校2012届高三上学期期末联考试题）如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的o点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的o点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由o点射入，从区域右边界穿出，则粒子b （ ）a穿出位置一定在o点下方 b穿出位置一定在o点上方c运动时，在电场中的电势能一定减小 d在电场中运动时，动能一定减小15.c 解析：a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动，故对粒子a有：bqv=eq，即只要满足e =bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区；当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从o点的上方或下方穿出，故选项a、b错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故c项正确，d项错误。本题答案为c。16（湖北省黄冈市2012届高三3月份质量检测理综卷）如图所示，在纸面内半径为r的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场，一点电荷从图中a点以速度v0垂直磁场射入，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180，不计电荷的重力，下列说法正确的是（ ） a该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过o点 b该点电荷的比荷为c该点电荷在磁场中的运动时间 d该点电荷带正电17.（山西大学附属中学2012届高三第二次理科综合能力测试）如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成角，且，则下列说法中错误的是（ ） ia.液滴一定做匀速直线运动 b.液滴一定带正电c.电场线方向一定斜向上 d.液滴有可能做匀变速直线运动18（湖北省天门、仙桃、潜江2012届高三第一学期期末考试理综卷、福建省南安一中2012届高三上学期期末考试物理试卷、湖北省黄冈中学2012届高三上学期期中考试）质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道平面在竖直平面内，电场方向竖直向下，磁场方向垂直圆周所在平面向里，如图所示，由此可知（ ）a小球带正电，沿顺时针方向运动 b小球带负电，沿顺时针方向运动c小球带正电，沿逆时针方向运动 d小球带负电，沿逆时针方向运动19.（山东省曲阜一中2012届高三摸底考试）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极n和s构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，血管壁直径为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160v，磁感应强度的大小为0.040t。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（ ）a. 1.3m/s ，a正、b负 b. 2.7m/s，a正、b负 c1.3m/s，a负、b正 d. 2.7m/s，a负、b正20（湖北省部分重点中学2012届高三联考试题）如图所示，装置为速度选择器，平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出，不计粒子重力，以下说法正确的有（ ）a若带正电粒子以速度从o点射入能沿直线射出，则带负电粒子以速度从点射入能沿直线射出b若带正电粒子以速度从o点射入，离开时动能增加，则带负电粒子以速度从o点射入，离开时动能减少c若氘核（h）和氦核（he）以相同速度从o点射入，则一定能以相同速度从同一位置射出 d若氘核（h）和氦核（he）以相同动能从o点射入，则一定能以相同动能从不同位置射出二、多项选择题21.（湖北省八校2012届高三12月第一次联考理综卷）来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。下面说法中正确的是( )a地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最强，赤道附近最弱b地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱，赤道附近最强c地磁场会使沿地球赤道平面垂直射向地球的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转d地磁场只对带电的宇宙射线有阻挡作用，对不带电的射线（如射线）没有阻挡作用21.bd 解析：本题考查地磁场知识。地球南、北两极附近的地磁场方向沿竖直方向，几乎与宇宙射线的运动方向相同，所以阻挡作用最弱；在赤道附近的地磁场方向由南指向北，这与垂直射向地球表面的宇宙射线的运动方向垂直，所以阻挡作用最强，又根据左手定则可知，地磁场对宇宙射线的洛伦兹力指向东西方向，所以选项ac错误，b正确；显然，选项d也正确。本题答案为bd。 22. （河北省衡水中学2012届高三上学期第四次调研）如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e射出，则（ ）a.如果粒子的速度增大为原来的两倍，将从d点射出 b.如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出c.如果粒子的速度不变，磁场强度b增大为原来的两倍，也将从d点射出d.只改变粒子的速度，使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用的时间最短23（江苏省无锡市2012届高三上学期期末考试）有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图在如图所示的平面内，o点为两根导线连线的中点，m、n为两导线连线的中垂线上两点，与o点的距离相等，am与mn夹角为。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流i，单根导线中的电流在m处产生的磁感应强度为b0，则关于线段mn上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是（ ） am点和n点的磁感应强度方向一定相反bm点和n点的磁感应强度大小均为2b0coscm点和n点的磁感应强度大小均为2b0sind在线段mn上各点的磁感应强度都不可能为零24（浙江省温州市2012届高三上学期期末八校联考）如图所示，金属细棒质量为，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中。弹簧的倔强系数为k。棒ab中通有稳恒电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。若电流大小不变而方向相反，则（ ）a每根弹簧弹力的大小为mg b每根弹簧弹力的大小为2mgc弹簧形变量为mg/k d弹簧形变量为2mg/k25.（广东省2012届高考模拟仿真试题理科综合）磁场中某区域的磁感线如图所示，则( bc )aa、b两处的磁感应强度的大小不等，babbba、b两处的磁感应强度的大小不等，babbc同一通电导线放在a处受力可能比放在b处受力大d同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小25.bc 解析：在磁场中，磁感线疏密表示磁场的强弱，故babb，选项b正确，a错误；同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为零，故d错误；若同一导线在a处垂直放置，在b处与磁场平行放置，则在a处受力大于b处受力，c正确。26（浙江省宁波市2012届高三第一学期期末考试物理试卷）如图所示，宽h=4cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从o点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=10cm，则（ ） a右边界：-8cmy8cm有粒子射出 b右边界：y8cm有粒子射出 d左边界：0yvnb两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力fmfn c小球第一次到达m点的时间大于小球第一次到达n点的时间d磁场中小球能到达轨道另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处36.abd 解析：因为洛伦兹力不做功，而电场力对小球做负功，根据动能定理可知，选项a正确；两小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力分别为fm=，fn=，又因为vmvn，所以fmfn，选项b正确；因为下滑到同一高度处时，磁场中的小球速度总是大于电场中的小球速度，所以磁场中的小球第一次到达m点的时间小于电场中的小球第一次到达n点的时间，选项c错误；磁场中小球在滑动过程中洛伦兹力不做功，满足机械能守恒，可以到达轨道另一端最高处，而电场中的小球在沿轨道向右滑动的过程中电场力对其做负功，机械能不断减小，所以不能到达轨道另一端最高处，选项d正确。本题答案为abd。三、非选择题37（湖北省荆门市2012届高三元月调研考试理综卷）如图所示，虚线框abcd内为边长均为l的正方形匀强电场和匀强磁场区域，电场强度的大小为e，方向向下，磁感应强度为b，方向垂直纸面向外，pq为其分界线，一质量为m，电荷量为-e的电子（重力不计）从pq中点与pq成30角以某一初速射入磁场，求：（1）若要电子在磁场运动时间最长，其初速v应满足的条件；（2）若电子在满足（1）中的条件下且以最大速度进入磁场，最终从电场ap边界飞出虚线框所具有的动能ek。38（北京市海淀区2012届高三第一学期期末考试）如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为i，方向由a到b，图乙为图甲沿ab方向观察的平面图。若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。（1）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；（2）求出磁场对导体棒的安培力的大小；（3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度b的最小值的大小和方向。39（广西区百所高中2012届高三（第三届）联考理综卷）如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度的大小b=0.1t。一段光滑绝缘的圆弧轨道ac固定在复合场中，圆弧轨道所在的平面为竖直平面，且与电场度的方向平行，圆弧的圆心为o、半径r=1.8m，连结oa在竖直方向上，圆弧轨道所对应的圆心角=37。现有一质量m=3.610-5kg、电荷量q=9.010-4c的带正电的小球（可视为质点）以ek0的初动能沿水平方向由a点射入圆弧轨道，一段时间后小球从c点离开圆弧轨道，此刻将电场强度的方向改为竖直方向，大小保持不变，小球离开c点后仍沿该圆弧轨道所在的圆周做匀速圆周运动，不计空气阻力，已知sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2，求： （1）匀强电场的电场强度e的大小。（2）小球刚离开c点时速度vc的大小。（3）小球初动能ek0的大小。40.（山东省泰安市2012届高三上学期期末检测物理）如图所示，一质量为m、电荷量为q、重力不计的微粒，从倾斜放置的平行电容器i的a板处由静止释放，a、b间电压为u1。微粒经加速后，从d板左边缘进入一水平放置的平行板电容器ii，由c板右边缘且平行于极板方向射出，已知电容器ii的板长为板间距离的2倍。电容器右侧竖直面mn与pq之间的足够大空间中存在着水平向右的匀强磁场（图中未画出），mn与pq之间的距离为l，磁感应强度大小为b。在微粒的运动路径上有一厚度不计的窄塑料板（垂直纸面方向的宽度很小），斜放在mn与pq之间，=45。求：（1）微粒从电容器i加速后的速度大小；（2）电容器iicd间的电压；（3）假设粒子与塑料板碰撞后，电量和速度大小不变、方向变化遵循光的反射定律，碰撞时间极短忽略不计，微粒在mn与pq之间运动的时间和路程。41.（江西省红色六校2012届高三上学期联考试卷）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的d形金属盒半径为r，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为b的匀强磁场与盒面垂直。a处粒子源产生的粒子，质量为电荷量为+q初速度可不计，在加速器中被加速，加速电压为u。加速过程中不考虑相对论效应和m重力作用。（1）求粒子第1次经过两d形盒间狭缝后的轨道半径？（2）求粒子从开始被加速到由出口处射出，在磁场中的运动总时间t？42（湖北省天门