全国高考物理模拟试题专题汇编 专题4 电场和磁场 第2讲 磁场（A）（含解析） (2).doc

专题4 电场和磁场第2讲 磁场（a卷）一选择题1.(2015日照联合检测14）下列表述符合物理学史实的是（ ）a开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比b牛顿认为在足够高的山上以足够大的水平速度抛出物体，物体就不会再落到地球上c.奥斯特发了电磁感应现象，并坚信电和磁之间存在一定的联系d安培首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究npqxo甲乙sinqxox012.(2015连徐宿三调5)如图甲所示，一个条形磁铁p固定在水平桌面上，以p的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针q放置在x轴上不同位置，设q与x轴之间的夹角为。实验测得与x之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为b0。下列说法正确的是（ ）ap的右端为s极bp的中轴线与地磁场方向平行cp在x0处产生的磁感应强度大小为b0dx0处合磁场的磁感应强度大小为2b03.(2015陕西三模1)一根通电直导线水平放置在地球赤道上方，其中通有自西向东的恒定电流，则该导线受到地球磁场的安培力方向为（）a 水平向北 b 水平向南 c 竖直向上 d 竖直向下4.(2015江山市模拟3)如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为l的正方形线圈中通以电流i，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为b则（）a 该磁场是匀强磁场b 该线圈的磁通量为bl2c a导线受到的安培力方向向下d b导线受到的安培力大小为bil5.(2015苏锡常镇四市二调7)如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来下列判断中正确的是a线框能旋转起来，是因为电磁感应b俯视观察，线框沿逆时针方向旋转c电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率d旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大6.(2015陕西三模8)导体导电是导体中自由电荷定向移动的结果，这些可以定向移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是电子现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是n型半导体，其载流子是电子，另一类是p型半导体，其载流子称为“空穴”，相当于带正电的粒子如果把某种导电材料制成长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与长方体的前后侧面垂直，当长方体中通有向右的电流i时，测得长方体的上下表面的电势分别为上和下，则（）a 长方体如果是n型半导体，必有上下b 长方体如果是p型半导体，必有上下c 长方体如果是p型半导体，必有上下d 长方体如果是金属导体，必有上下7.(2015北京朝阳二练17)如图所示，在mnqp中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从o点沿垂直于pq的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知o是pq的中点，不计粒子重力。下列说法中正确的是a粒子a带负电，粒子b、c带正电b射入磁场时粒子a的速率最小c射出磁场时粒子b的动能最小d粒子c在磁场中运动的时间最长8.(2015吉林三模19). 图示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为b和e，平板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2。平板s下方有强度为b0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）a质谱仪是分析同位素的重要工具b速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内c能通过狭缝p的带电粒子的速率等于d粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子的比荷越小9.(2015大庆实验中学三模21)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个d形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两d形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示.设d形盒半径为r若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为b，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( )a质子的回旋频率等于2fb质子被电场加速的次数与加速电压有关c质子被加速后的最大速度不可能超过2frd不改变b和f，该回旋加速器也能用于加速粒子二非选择题10.(2015连徐宿三调14)(16分)如图，在边长为l的等边三角形acd区域内，存在垂直于所在平面向里的匀强磁场。大量的质量为m、电荷量为q的带正电粒子以相同速度（速度大小未确定）沿垂直于cd的方向射入磁场，经磁场偏转后三条边均有粒子射出，其中垂直于ad边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求：磁场的磁感应强度大小；要确保粒子能从cd边射出，射入的最大速度；ac、ad边上可能有粒子射出的范围。adc11.(2015怀化三模25）（18分）如图所示的xoy坐标系中，y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直于xoy平面向里。p点的坐标为（-2l，0），q1、q2两点的坐标分别为（0， l），（0，-l）。坐标为（，0）处的c点固定一平行于y轴放置的长为的绝缘弹性挡板，c为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变，沿x方向分速度反向，大小不变。 带负电的粒子质量为m，电量为q，不计粒子所受重力。若粒子在p点沿pq1方向进入磁场，经磁场运动后，求：xpyq1q2co(-2l,0)(0, l)(0, -l)b（1）若从q1直接到达q2处的粒子初速度大小；（2）若从q1直接到达o点，粒子第一次经过x轴的交点坐标；（3）若只与挡板碰撞两次并能回到p点的粒子初速度大小。第2讲 磁场（a卷）参考答案与详解1.【答案】b【命题立意】本题旨在考查物理学史。【解析】a、胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故a错误；b、牛顿认为在足够高的山上以足够大的水平速度抛出物体，物体就不会再落到地球上，故b正确；c、法拉第发了电磁感应现象，并坚信电和磁之间存在一定的联系，故c错误；d、法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，故d错误。故选：b2.【答案】c【命题立意】本题旨在考查磁感应强度、磁感线及用磁感线描述磁场。【解析】当趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，趋向无穷大时，趋向1，则趋向，即小磁针的方向与的方向垂直，所以的方向为向东当非常小时，小磁针的n极沿方向，即向东。a、由图可知，开始时n背离o点，所以o点处的磁极是n极，故a错误；b、由以上的分析可知，p的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故b错误；c、由乙图可知，处，则，p在处产生的磁感应强度大小，所以：故c正确；d、处合磁场的磁感应强度大小为，故d错误。故选：c3.【答案】c【命题立意】本题旨在考察左手定则【解析】 通过地磁场方向：由地理的南极指向北极，及电流方向，根据左手定则判断安培力的方向赤道处的磁场方向从南向北，电流方向自西向东，根据左手定则，安培力的方向竖直向上故c正确，a、b、d错误4.【答案】d【命题立意】本题旨在考查磁电式电表原理。【解析】a、该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故a错误；b、线圈与磁感线平行，故磁通量为零，故b错误；c、a导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，安培力向上，故c错误；d、导线b始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为，故d正确；故选：d5.【答案】bc【命题立意】本题旨在考察通电导线在磁场中的受力【解析】根据左手定则判断螺丝钉的转动方向，根据能量守恒定律判断电流的大小a、b小磁铁产生的磁场方向为螺丝的下端a向下流向磁铁，对螺丝的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为s极，下端为n极周围磁感线由上往下斜穿入螺丝内部在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外）所以，由上往下看（俯视），螺丝沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应故a错误，b正确；c、因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率故c正确d、受到的安培力开始时使线圈做加速运动，当安培力等于阻力时速度达到最大故d错误故选：bc6.【答案】ac【命题立意】本题旨在考察霍尔效应及其应用【解析】如果是p型半导体，载流子是正电荷，如果是n型半导体，载流子为电子抓住电荷在洛伦兹力作用下发生偏转，在上下表面产生电势差，从而确定电势的高低a、如果是n型半导体，载流子是负电荷，根据左手定则，负电荷向下偏，则下表面带负电，则上下故a正确b、如果是p型半导体，载流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向下偏，则下表面带正电，则上下故b错误，c正确d、如果是金属导体，则移动的自由电子，根据左手定则，负电荷向下偏，则下表面带负电，则上下故d错误7.【命题立意】考查带电粒子在磁场中的运动【答案】d【解析】根据若a、b、c均为正电荷,运动电荷所受洛伦兹力方向即可判断出a、b、c向均应向左偏转，与b、c偏转方向实际相反，因此粒子a带正电，粒子b、c带负电，故a错误；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即：，解得，由此可得知，当速度越大时，轨道半径越大，射入磁场时粒子c的速率最小，动能最小，故b、c均错误；粒子运动的周期为，故粒子在磁场中的偏转角越大，运动时间越长，故d正确。8.【答案】ac【命题立意】本题旨在考查质谱仪和回旋加速器的工作原理。【解析】a、进入的粒子满足，知道粒子电量后，便可求出的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故a正确；b、假设粒子带正电，则受电场力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故b错误；c、由，得，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故c正确；d、由，知越小，荷质比越大；粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子圆周运动的半径越小荷质比越大，故d错误。故选：ac9.【答案】bc【命题立意】本题旨在考查质谱仪和回旋加速器的工作原理。【解析】a、回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，带电粒子在匀强磁场中回旋频率等于f，故a错误；b、根据，得：，与加速的电压无关，然而一次加速，则有：，因此质子被电场加速的次数与加速电压有关，故b正确；c、当粒子从d形盒中出来时速度最大，故c正确；d、根据，知质子换成粒子，比荷发生变化，则在磁场中运动的周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期，故d错误。故选：bc10.【答案】；、。【命题立意】本题旨在考查带电粒子在匀强磁场中的运动。【解析】洛伦兹力提供向心力，有：周期： l/2racde当粒子垂直ad边射出时，根据几何关系有：圆心角为60o 解得： 当轨迹圆与ac、ad都相切时，粒子能从cd边射出，半径最大，速度为最大值，此时： ofdca根据 得： 解得： 所以， 粒子射入的速度应满足 由知，当轨迹圆与ac相切时，从ac边射出的粒子距c最远故有粒子射出的范围为ce段，当轨迹圆与ad边的交点f恰在圆心o正上方时，射出的粒子距d点最远。故有粒子射出的范围为df段， 答：磁场的磁感应强度大小为；要确保粒子能从cd边射出，射入的最大速度为；ac、ad边上可能有粒子射出的范围为ce段和df段，、。11.【答案】（1）；(2) （，0）;(3) 【命题立意】该题考查带电粒子在磁场的圆周运动【解析】（1）由题意画出粒子运动轨迹如图（甲）所示，设pq1与x轴正方向夹角为，粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为r1，由几何关系得：(-2l，0)(0,l)q1q2pcoxyr1qq图甲(0,-l)（其中：） （2分） 粒子磁场中做匀速圆周运动有: （2分）解得： （1分）fr2q(-2l，0)(0,l)q1q2pcoxyq图乙(0,-l)（2）由题意画出粒子运动轨迹如图（乙）所示，设其与x轴交点为f， 由几何关系得：，解得，r2= （2分）设f点横坐标为xf，由几何关系得：，解得， （2分）则交点f的坐标为：（，0）（1分）（说明：由数学知识证明，并解出正确结果相应给分。）q1q2pcoxyr3q