各地名校高三物理试题分类汇编——磁场（一）

高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 1 磁磁场场部分部分 题组一题组一 一 选择题一 选择题 1 山东省兖州市山东省兖州市 2010 届高三上学期模块检测届高三上学期模块检测一束带电粒子以同一速度 并从同一位置进入 匀强磁场 在磁场中它们的轨迹如图所示 粒子 1 q的轨迹半径为 1 r 粒子 2 q的轨迹半径 为 2 r 且 21 2rr 1 q 2 q分别是它们的带电量 则 C A 1 q带负电 2 q带正电 荷质比之比为 12 12 2 1 qq mm B 1 q带负电 2 q带正电 荷质比之比为 12 12 1 2 qq mm C 1 q带正电 2 q带负电 荷质比之比为 12 12 2 1 qq mm D 1 q带正电 2 q带负电 荷质比之比为 12 12 1 1 qq mm 2 福建省龙岩二中福建省龙岩二中 2010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 水平放置的平行金属板 a b 带有等量 异种电荷 a 板带正电 两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场 若一个带正电的液滴在两板 间做直线运动 其运动的方向是 D A 沿竖直方向向下 B 沿竖直方向向上 C 沿水平方向向左D 沿水平方向向右 3 3 海海南南省省海海口口市市 2 20 01 10 0 届届高高三三调调研研测测试试 如图所示 一束电子以大小不同的速率沿图示方向 飞入横截面为一正方形的匀强磁场区 在从 ab 边离开磁场的电子中 下列判断正确的是 AD A 从b点离开的电子速度最大 B 从b点离开的电子在磁场中运动时间最长 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 2 C 从b点离开的电子速度偏转角最大 D 在磁场中运动时间相同的电子 其轨迹线一定重合 4 4 北京市第八十中学北京市第八十中学 20092009 20102010 学年度第一学期月考学年度第一学期月考由中国提供永磁体的 阿尔法磁谱仪如图所示 它曾由航天飞机携带升空 将来安装在阿尔法国际空 间站中 主要使命之一是探索宇宙中的反物质 所谓的反物质即质量与正粒子 相等 带电量与正粒子相等但相反 例如反质子即为 假若使一束质子 反质子 粒子和反 粒子组成的射线 以相同的速度通过 进入匀强磁场 而形成的 4 条径迹 则 C A 1 3 是反粒子径迹 B 2 4 为反粒子径迹 C 1 2 为反粒子径迹 D 4 为反 粒子径迹 5 江西省九江市上学期六校江西省九江市上学期六校 2010 届高三联考届高三联考如图所示 一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂 在固定点 O 处 使金属圆环在竖直线 OO 的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁 场区域 磁感线的方向和水平面垂直 若悬点摩擦和空气阻力均不计 则 AC A 金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流 而且感应电流的方向相反 B 金属环进入磁场区域后越靠近 OO 线时速度越大 而且产生的感应电流越大 C 金属环开始摆动后 摆角会越来越小 摆角小到某一值后不再减小 D 金属环在摆动过程中 机械能将全部转化为环中的电能 6 6 海海南南省省海海口口市市 2 20 01 10 0 届届高高三三调调研研测测试试 如图所示 电源电动势为 E 内阻为 r 滑动变阻器电阻为 R 开关 K 闭合 两平行极板间有匀强磁场 一带电粒子 不计重力 正好以速度 v 匀速穿过两板 以下说法正确的是 AB A 保持开关闭合 将滑片 p 向上滑动一点 粒子将可能从下极板边缘射出 B 保持开关闭合 将滑片 p 向下滑动一点 粒子将可能从下极板边缘射出 C 保持开关闭合 将 a 极板向下移动一点 粒子将一定向下偏转 D 如果将开关断开 粒子将继续沿直线穿出 7 吉林省长白县吉林省长白县 20102010 届高三质量检测届高三质量检测如图所示 虚线 EF 的下方存在着正交的匀强 h B C D E F 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 3 电场和匀强磁场 电场强度为 E 磁感应强度为 B 一带电微粒自离 EF 为 h 的高处由静止下落 从 B 点进入场区 做了一段匀速圆周运动 从 D 点射出 下列说法正确的是 ABD A 微粒受到的电场力的方向一定竖直向上 B 微粒做圆周运动的半径为 g h B E2 C 从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之 和在最低点 C 最小 D 从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能先增大后减小 8 8 浙江省温州市十校联合体浙江省温州市十校联合体 20102010 届高三期中联考届高三期中联考在一绝缘 粗糙且足够长的水平管道中有 一带电量为q 质量为m的带电球体 管道半径略大于球体半径 整个管道处于磁感应强 度为B B的水平匀强磁场中 磁感应强度方向与管道垂直 现给带电球体一个水平速度 v0 则在整个运动过程中 带电球体克服摩擦力所做的功可能为 AC A 0 B 2 2 1 qB mg m C 2 0 2 1 mv D 2 2 0 2 1 qB mg vm 二 非选择题二 非选择题 9 四川省宜宾市四川省宜宾市 2010 届高三摸底测试届高三摸底测试如图所示 竖直平面内有两根相距为 L 电阻不计的光滑平行金属杆轨道 轨道与水平放置的平行金属板相连 极板距 离为 d 轨道间有垂直轨道平面向里磁感应强度为 B 的匀强磁场 一电阻为 R 与轨道接触良好的金属杆在轨道上匀速滑动时 极板间一电量为 q 质量为 m 的带正电粒子恰好静止 则杆的运动方向为 速度大小为 答案答案 向左 mgd qBL 10 广东省蓝田中学广东省蓝田中学 2010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 宽度为 L 的足够长的平行金属导 轨 MN PQ 的电阻不计 垂直导轨水平放置一质量为 m 电阻为 R 的金属杆 CD 整个装 置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中 导轨平面与水平面之间的夹角为 金属杆由静 止开始下滑 动摩擦因数为 下滑过程中重力的最大功率为 P 求磁感应强度的大 小 解解 金属杆先加速后匀速运动 设匀速运动的速度为 v 此时有最大功率 金属杆的电动势 BLd B v0 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 4 为 E BLv 回路电流 I E R 安培力 F BIL 金属杆受力平衡 则有 mgsin F mgcos 重力的最大功率 P mgvsin 1 分 解得 B mg L Rsin sin cos P 11 福建省龙岩二中福建省龙岩二中 2010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 在 x 0 且 y0 且 y 0 的区 域内存在沿 y 轴正方向的匀强电场 一质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子从 x 轴上 的 M 点沿 y 轴负方向垂直射入磁场 结果带电粒子从 y 轴的 N 点射出磁场而进入 匀强电场 经电场偏转后打到 x 轴上的 P 点 已知OM ON OP l 不计带电粒子 所受重力 求 1 带电粒子进入匀强磁场时速度的大小 2 带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间 3 匀强电场的场强大小 解 1 设带电粒子射入磁场时的速度大小为 v 由带电粒子射入匀强磁场的方向和几何关 系可知 带电粒子在磁场中做圆周运动 圆心位于坐标原点 半径为 l m Bql v l v mBqv 2 2 设带电粒子在磁场中运动时间为 t1 在电场中运动的时间为 t2 总时间为 t t1 Bq m T 24 1 t2 Bq m v l t Bq m 2 2 3 带电粒子在电场中做类平抛运动 m Eq a v l t atl 2 2 2 2 1 所以 m lqB E qB Em l 2 2 2 2 12 山东省费县一中山东省费县一中 2010 届高三第一次调研测试届高三第一次调研测试如图所示 直角坐标系 xOy 位 x y A O MN v0 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 5 于竖直平面内 在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场 磁场的磁感应为 B 方向垂直 xOy 平面向里 电场线平行于 y 轴 一质量为 m 电荷量为 q 的带正电的小球 从 y 轴上的 A 点水平向右抛出 经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场 恰能做匀速圆周运动 从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场 MN 之间的距离为 L 小球过 M 点时的速度方向与 x 轴的方向夹 角为 不计空气阻力 重力加速度为 g 求 1 电场强度 E 的大小和方向 2 小球从 A 点抛出时初速度 v0的大小 3 A 点到 x 轴的高度 h 答案 答案 1 mg q 方向竖直向上 2 cot 2 qBL m 3 222 2 8 q B L m g 解析 本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动 1 小球在电场 磁场中恰能做匀速圆周运动 说明电场力和重力平衡 恒力不能充当圆周运动的向心力 有 qEmg mg E q 重力的方向竖直向下 电场力方向只能向上 由于小球带正电 所以电场强度方向竖直 向上 2 小球做匀速圆周运动 O 为圆心 MN为弦长 MO P 如图所示 设半径 为r 由几何关系知 L sin 2r 小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供 设小球做圆周运动的速率为v 有 2 mv qvB r 由速度的合成与分解知 0 cos v v 由 式得 0 cot 2 qBL v m 3 设小球到M点时的竖直分速度为vy 它与水平分速度的关系为 0tany vv 由匀变速直线运动规律 2 2vgh x y A O MN v0 O P 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 6 q EmR B rPQ 2 2 q EmR BqB mv r 1 由 式得 222 2 8 q B L h m g 1313 浙江省温州市十校联合体浙江省温州市十校联合体 20102010 届高三期中联考届高三期中联考如图所示为一种质 谱仪示意图 由加速电场 静电分析器和磁分析器组成 已知 静电分 析器通道的半径为R 均匀辐射电场的场强为E 磁分析器中有垂直纸 面向外的匀强磁场 磁感强度为B 问 1 为了使位于A处电量为 q 质量为m的离子 从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通 过静电分析器 加速电场的电压U应为多大 2 离子由P点进入磁 分析器后 最终打在乳胶片上的 Q 点 该点距入射点P多远 解 解 1 离子在加速电场中加速 根据动能定理有 2 2 1 mvqU 2 分 离子在辐向电场中做匀速圆周运动 电场力提供向心力 有 R v mqE 2 2 分 解得 ERU 2 1 2 分 2 离子在匀强磁场中做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力 有 r v mqvB 2 3 分 由 式得 2 分 1 分 14 江苏省淮阴中学江苏省淮阴中学 20102010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 直线 MN 下方无磁场 上方空间存在 两个匀强磁场 其分界线是半径为 R 的半圆 两侧的磁场方向相反且垂直于纸面 磁感应 强度大小都为 B 现有一质量为 m 电荷量为 q 的带负电微粒从 P 点沿半径方向向左侧射 出 最终打到 Q 点 不计微粒的重力 求 1 微粒在磁场中运动的周期 2 从 P 点到 Q 点 微粒的运动速度大小及运动时间 3 若向里磁场是有界的 分布在以 O 点为圆心 半径为 R 和 2R 的两半圆之间的区域 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 7 上述微粒仍从 P 点沿半径方向向左侧射出 且微粒仍能到达 Q 点 求其速度的最 大值 解 1 由 2 0 0 v Bqvm R 2 分 0 2 r T v 2 分 得 2 m T qB 1 分 2 粒子的运动轨迹将磁场边界分成 n 等分 n 2 3 4 由几何知识可得 2n tan r R 1 分 又 2 0 0 v Bv qm r 1 分 得 0 tan 2 BqR v mn n 2 3 4 1 分 当 n 为偶数时 由对称性可得 2 nnm tT Bq n 2 4 6 1 分 当 n 为奇数时 t 为周期的整数倍加上第一段的运动时间 即 2 1 1 22 nnm n tTT nBq n 3 5 7 1 分 3 由几何知识得tan 2 rR n cos 2 R x n 1 分 NO MPQ B B NOMPQ O 1 哦 B O2 1 哦 B B O 1 NOMPQ O 21 NOM PQ O 1 哦 B O 21 哦 B O 32 1 哦 B O 43 21 哦 B B B 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 8 且不超出边界须有 tan2 2 cos 2 R RR n n 1 分 得 2cos1sin 22nn 1 分 当 n 2 时 不成立 如图 1 分 比较当 n 3 n 4 时的运动半径 知 当 n 3 时 运动半径最大 粒子的速度最大 0 3 tan 23 mv rRR nBq 2 分 得 0 3 3 BqR v m 1 分 15 河南省武陟一中河南省武陟一中 2010 届高三第一次月考届高三第一次月考如图甲所示 建立 Oxy 坐标系 两平行极板 P Q 垂直于 y 轴且关于 x 轴对称 极板长度和板间距均为 l 第一四象限有磁场 方向垂直 于 Oxy 平面向里 位于极板左侧的粒子源沿 x 轴向右连接发射质量为 m 电量为 q 速度 相同 重力不计的带电粒子 在 0 3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压 不考虑极板边 缘的影响 已知 t 0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t0时刻经极板边缘射入磁场 上述 m q l l0 B 为已知量 不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况 1 求电压 U 的大 小 2 求 t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径 3 何时进入两板间 1 2 的带电粒子在磁场中的运动时间最短 求此最短时间 0 v 图甲图乙 B O1 N M O2 1 O3 1 OPQNO MPQ O1 哦 B O2 1 哦 B O3 21 哦 B O4 321 哦 B C C B B h b a B O1 哦 B O2 1 哦 B B MP Q N O 高考资源网 您身边的高考专家 版权所有 高考资源网 9 答案 1 2 0