（新课标Ⅰ版）高三物理 试题解析分项汇编（第01期）专题09 磁场 复合场（含解析）.doc

（新课标版）2014届高三物理 试题解析分项汇编（第01期）专题09 磁场 复合场（含解析）全国新课标卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标卷专版所选试题和新课标卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。一、单项选择题1.【2013湖北省华中师大附中高三五月模拟】下列说法正确的是a库仑首先引入电场线描述电场b法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律c伽利略通过理想斜面实验得出物质的运动不需要力维持d牛顿认为站在足够高的高山上无论以多大的水平速度抛出一物体，物体都会落在地球上2.【2013湖北省咸宁市四校高三联考】下列说法中正确的是a只要足够小的物体，都可以看成质点 b速度的变化方向与加速度的方向始终一致c物理学中引入的“电场强度”概念是采用的类比法 d磁感线起于n极，止于s极2.b 解析：物体能否被看作质点，不是根据物体自身体积的大小，而是根据所研究物体的具体情况而定，选项a错误；加速度表示速度变化的快慢，加速度的方向与速度变化方向始终一致，选项b正确；物理学中引入的“电场强度”概念是采用的比值定义法，其定义式e=f/q，选项c错误；磁感线是闭合曲线，在磁体周围的磁感线都是从n极出来进入s极，在磁体内部磁感线从s极到n极，选项d错误。3【2013陕西五校高三第三次模拟考试】物理公式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。现有物理量单位：m（米）、s（秒）、c（库）、a（安）、v（伏）、f（法）、t（特）和wb（韦伯），由它们组合成的单位与力的单位n（牛）等价的是avc/s bc/fs ctsc/ m dwba/m3.d 解析：，ui=p，选项a错误。，力f与时间t的乘积是冲量，不是电压u，选项b错误。，f=qvb，选项c错误。，f=bil，则选项d正确。考点：本题考查单位制、基本的物理公式及其互化。4.【2014江西省江西师大附中高三开学摸底考试】如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从o点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60，且同时到达p点。a、b两粒子的质量之比为（）a12 b21 c34 d43 5.【2014河北省高阳中学高三上学期月考】两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示粒子a的运动轨迹半径为r1，粒子b的运动轨迹半径为r2，且r2=2r1，q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量，则aa带负电、b带正电，比荷之比为21ba带负电、b带正电，比荷之比为12ca带正电、b带负电，比荷之比为21da带正电、b带负电，比荷之比为115c 解析：由粒子的运动轨迹及左手定则可判断，a带正电、b带负电，根据，可得，所以r2：r1=21。选项c正确。考点：左手定则及牛顿定律。6.【2013江西省宜春市五校高三联考】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ba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7【2013河南省平顶山、许昌、新乡高三第三次调研】如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为r的圆周运动。a、b为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过a板准备进入ab之间时，a板电势升高为+u，b板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开b板时，a板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径r不变。（设极板间距远小于r）下列说法正确的是a粒子从a板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行n圈后回到a板时获得的总动能为2nqu b粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间不变c为使粒子始终保持在半径为r的圆轨道上运动，磁场的磁感应强度大小必须周期性递减d粒子绕行第n圈时的磁感应强度为8.【2014河南省十所名校高三第一次阶段测试题】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的两点，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、方向相反的恒定电流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上有磁感应强度为零的点 8c 解析： 根据安培右手定则，手握通电直导线，大拇指指电流方向，四指环绕方向即磁场方向如图：a的磁场以a为圆心沿逆时针方向，b的磁场以b为圆心沿顺时针方向，ab在omn点的磁场方向如图示，两导线中通有大小相等，且关于mn对称分布，几何关系如图，磁场的合成是矢量合成，遵循平行四边形法则，m点和n点的磁感应强度方向一定相同，a错，且根据对称性，大小都等于， c对b错。在mn上面找不到两个磁场方向相反的点因此合磁场不可能等于0，d错。考点：安培右手定则 磁场的合成 二、多项选择题9【2013辽宁五校协作体高三冲刺考试】在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是a. 伽利略发现了行星运动的规律b. 卡文迪许通过实验测出了万有引力常量c牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因d安培提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献10【2013河北省五校联盟高三第一学期调研】把一根不计重力的通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示。导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b，关于导线的受力和运动情况下述说法正确的是a硬直导线先转动，后边转动边下移b硬直导线只能转动，不会向下移动c硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直d在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外11【2013河南省中原名校高三联考】如图所示，以下判断正确的是a电子飞到通电导线下方时，将做速度不断减小的曲线运动b条形磁铁靠近干簧管时，干簧管内两个簧片相对部分因形成相反的磁极而吸合c当条形磁铁靠近水平桌面上的闭合铝圈时，铝圈对桌面压力将增大，且有收缩趋势d条形磁铁放在水平桌面上，其上方放一根通电直导线后，桌面受到的压力将减小12【2013湖北省黄冈中学、孝感高中高三期末联合考试】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12.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。13【2013湖北省武汉外校、钟祥一中高三4月联考】如图所示，空间有正交的匀强磁场和匀强电场，一带电粒子（不计重力）从m点以初速度0沿曲线 mn运动到n点，图中虚线为电场的等势线，电势bcd，磁场方向垂直纸面向外。则（ ）a粒子一定带负电 b曲线mn是抛物线c从m点到n点，粒子电势能减少 d粒子在n点速度大于m点速度14.【2013湖北省黄冈市高三期末】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 a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 15.【2014湖北省武汉市部分学校新高三起点调研测试】如图所示，在区域i和区域ii内分别存在与纸面垂直的匀强磁场，一带电粒子沿着弧线apb由区域i运动到区域ii。已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为21，下列说法正确的是：a粒子在区域i和区域ii中的速率之比为11b粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为21c圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为21d区域i和区域ii的磁感应强度方向相反三、非选择题16.【2014江西省江西师大附中高三开学摸底考试】如图所示，在坐标系xoy中，y轴右侧有一匀强电场；在第二、三象限内有一有界匀强磁场，其上、下边界无限远，右边界为y轴、左边界为平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向里。一带正电，电量为q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的a点射入磁场区域，并从o点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角=45，大小为v粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由o点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从a点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求：（1）粒子经过a点时速度的方向和a点到x轴的距离；（2）匀强电场的大小和方向；（3）粒子从第二次离开磁场到再次到达磁场所用的时间。 联立式得： - （2）依题意：匀强电场的方向与x轴正向夹角应为135。设粒子在磁场中做圆周运动的周期为t，第一次在磁场中飞行的时间为t1，有：-由几何关系可知，粒子再次从o点进入磁场的速度方向与磁场右边夹角为45。设粒子第二次在磁场中飞行的圆弧的圆心为o2，o2必定在直线oo1上。设粒子射出磁场时与磁场右边界交于p点，则o o2p=90。设粒子第二次进入磁场在磁场中运动的时间为t2，有： -17.【2013湖北省黄冈中学高三下学期6月适应性考试】如图所示，在水平直角坐标系xoy中的第一象限内存在磁感应强度大小为b、方向垂直于坐标平面向内的有界圆形匀强磁场区域（图中未画出）；在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上的a点，a点坐标为. 粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子，电子恰好能通过y轴上的c点，c点坐标为（0，2l），电子经过磁场偏转后方向恰好垂直on，on是与x轴正方向成角的射线.（电子的质量为m，电荷量为e，不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用.）求：（1）第二象限内电场强度e的大小.（2）电子离开电场时的速度方向与y轴正方向的夹角（3）圆形磁场的最小半径rmin.18.【2013河南省商丘市高三三模】如图甲所示，一个n=10匝，面积为s=0.3m2的圆形金属线圈，其总电阻为r1=2, 与r2=4的电阻连接成闭合电路。线圈内存在方向垂直于纸面向里，磁感应强度按b1=2t + 3 (t)规律变化的磁场。电阻r2两端通过金属导线分别与电容器c的两极相连电容器c紧靠着带小孔a（只能容一个粒子通过）的固定绝缘弹性圆筒。圆筒内壁光滑，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场b2，o是圆筒的圆心，圆筒的内半径为r=0.4m（1）金属线圈的感应电动势e和电容器c两板间的电压u;（2）在电容器c内紧靠极板且正对a孔的d处有一个带正电的粒子从静止开始经电容器c加速后从a孔垂直磁场b2并正对着圆心o进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒已知粒子的比荷q/m=5107（c/kg），该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，不计粒子重力和空气阻力，则磁感应强度b2 多大（结果允许含有三角函数式）。将数据代式得： 考点：此题考查法拉第电磁感应定律、欧姆定律及动能定理；考查的物理模型是匀速圆周运动。19.【2013陕西五校高三第三次模拟考试】下图是某装置的垂直截面图，虚线a1a2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在a1a2的右侧区域，磁感应强度b=0.4 t，方向垂直纸面向外，a1a2与垂直截面上的水平线夹角为45。a1a2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为s1、s2，相距l=0.2 m。在薄板上p处开一小孔，p与a1a2线上点d的水平距离为l。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔t=3.010-3s开启一此并瞬间关闭。从s1s2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到p处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。a1lls1s2a2电子快门dbp45固定挡板固定薄板v0（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比c/kg。只考虑纸面上带电微粒的运动） 19解析：（1）如图所示，设带正电微粒在s1s2之间任意点q以水平速度v0进入磁场，微粒受到的洛仑兹力为f，在磁场中做圆周运动的半径为r，有： 得： 欲使微粒能进入小孔，半径r的取值范围为： 代入数据得：80 m/sv0160 m/s欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件： 其中n=1,2,3, 由可知，只有n=2满足条件，即有：v0=100 m/s （2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为t0，从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t，设t1、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2，碰撞后再返回磁场的时间为t3，运动轨迹如图所示，则有： (s) 考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动、碰撞等综合知识。20.【2014湖北省华中师大附中高三期中检测】如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段水平的直轨道和与之相切的圆弧轨道abc连接而成，oc连线与竖直方向夹角为=30。空间中存在一与与水平面成=30且斜向下的电场，电场强度为e，圆形轨道的半径为r=m.一质量为m=1kg的小物块带正电，所