高三物理磁场13-15年高考题

1、2006-2015 十年高考物理分类解析：磁场十年高考物理分类解析：磁场 20152015 年高考物理真题年高考物理真题 1.1.(2015(2015 新课标新课标 I I- -14) ). 两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力） ，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 A. 轨道半径减小，角速度增大 B. 轨道半径减小，角速度减小 C. 轨道半径增大，角速度增大 D. 轨道半径增大，角速度减小 【2015 新课标 II-18】18. 指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是 A. 指南针可以仅具有一个磁

2、极 B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转 2.【2015 新课标 II-19】19. 有两个匀强磁场区域I和 II，I 中的磁感应强度是II中的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与I中运动的电子相比，II中的电子 A. 运动轨迹的半径是I中的k倍 B. 加速度的大小是I中的k倍 C. 做圆周运动的周期是I中的k倍 D. 做圆周运动的角速度是I中的k倍 3.3.【20152015 重庆重庆- -1】. 题 1 图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的

3、部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是 A.a、b为粒子的经迹 B. a、b为粒子的经迹 C. c、d为粒子的经迹 D. c、d为粒子的经迹 4.4.【20152015 重庆重庆- -7】.（15 分）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题 7 图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成， 线圈边长为L， 匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从 P 流向，大小为I （）求此

4、时线圈所受安培力的大小和方向。 （）若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率 5.5.【20152015 重庆重庆- -9】.（18 分）题 9 图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中MN和M N 是 间距为h的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔O和O，ON=ON=d ， P 为靶点，OP=kd（k为大于 1 的整数）.极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为U.质量为m、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速，经O进入磁场区域.当离子打到极板上ON 区域（含N点）或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可

5、匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受的重力.求： （1）离子经过电场仅加速一次后能打到 P 点所需的磁感应强度大小； （2）能使离子打到 P 点的磁感应强度的所有可能值； （3）打到 P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。 6.6.（20152015 浙江浙江- -25）使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道时半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B。为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器。 引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成

6、弧形引出通道，通道的圆心位于O点（O点图中未画出） 。引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出。已知OQ长度为L。OQ与OP的夹角为， （1）求离子的电荷量q并判断其正负 （2）离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B，求B （3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小 7.7.（20152015 四川四川- -7） 如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子

7、，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1cm，中点O与S间的距离d4.55cm，MN与SO直线的夹角为， 板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104T，电子质量m9.11031kg，电量e1.61019C，不计电子重力。电子源发射速度v1.6106m/s 的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则 A90时，l9.1cm B60时，l9.1cm C45时，l4.55cm D30时，l4.55cm 8.8.【20152015 山东山东- -24】. 如图所示，直径分别为D和 2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两

8、圆之间的环形区域（区）和小圆内部（区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2 处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。 （1）求极板间电场强度的大小； （2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求区磁感应强度的大小； （3）若区，区磁感应强度的大小分别为 2mv/qD，4mv/qD，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。 9.9.【20152015 广东广东- -1616】16、在同一匀强磁场中，a 粒子（42He）和质子（11H）做匀速圆

9、周运动，若它们的动量大小相等，则 a 粒子和质子 A、运动半径之比是 2:1 B、运动周期之比是 2:1 C、运动速度大小之比是 4:1 D. 受到的洛伦兹力之比是 2:1 10.10.【20152015 福建福建- -1818】18如图，由某种粗细均匀的总电阻为 3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。 一接入电路电阻为R的导体棒PQ， 在水平拉力作用下沿ab、dc以速度 v 匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（ ） APQ中电流先增大后减小 BPQ两端电压先减小后增大 CPQ上拉

10、力的功率先减小后增大 D线框消耗的电功率先减小后增大 11.11.【20152015 福建福建- -2222】22. 如图，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h，重力加速度为g。 （1）求小滑块运动到C点时的速度大小vc； （2）求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf； （3）若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点

11、时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为vD，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小vp. 12.12.【20152015 江苏江苏- -4 4】4如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度， 下列各选项所示的载流线圈匝数相同， 边长 NM 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流， 天平处于平衡状态， 若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 【20152015 江苏江苏- -1515】15 （16 分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为0U的加速电场，其初速度几乎为零，这些离

12、子经过加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片区域已知放置底片的区域MN =L，且OM =L。某次测量发现 MN 中左侧23区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧13区域QN仍能正常检测到离子. 在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到。 （1）求原本打在MN中点P的离子质量m； （2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围； （3）为了在 QN 区域将原本打在 MQ 区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数。 （取20. 301lg；lg30. 477,lg50. 699） 13.13.【201520

13、15 海南海南- -1】如图，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间。条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（） A向上 B.向下 C.向左 D.向右 14.【2015 天津-12】12(20 分)现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所 示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的宽度均为 d。电场强度为 E 方向水平向右；磁感应强度为 B方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒

14、子在第 1 层电场左侧边界某处由静止释放粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。 (1)求粒子在第 2 层磁场中运动时速度 v2的大小与轨迹半径 r2 (2)粒子从第 n 层磁场右侧边界穿出时， 速度的方向与水平方向的夹角为 n 试求 sin ； (3)若粒子恰好不能从第 n 层磁场右侧边界穿出 试问在其他条件不变的情况下，也进入第 n 层磁场但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之。 20142014 年高考年高考物理真题物理真题 152014 新课标全国卷 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A安培力的方向可以不垂直于

15、直导线 B安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原的一半 162014 新课标全国卷 如图所示，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出，从 Q点穿越铝板后到达 PQ 的中点 O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( ) A2 B. 2 C1 D.22 182014 山东卷 如图所示，场强大小为 E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边

16、ab 长为 s，竖直边 ad 长为 h.质量均为 m、带电荷量分别为q 和q 的两粒子，由a、 c两点先后沿ab和 cd 方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中) 不计重力 若两粒子轨迹恰好相切，则 v0等于( ) A.s22qEmh B.s2qEmh C.s42qEmh D.s4qEmh 20 2014 新课标卷 图为某磁谱仪部分构件的示意图图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( ) A电子与正电子的偏转方向一定不同 B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同

17、C仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 92014 江苏卷 如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为 I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 B 与 I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为 IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压 UH满足：UHkIHBd，式中 k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离电阻 R远大于 RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则( ) A霍尔元件前表面的电势低于后表面 B若电的正负极对调，电压表将反偏 CIH与 I 成正比 D电压表的示数与 RL消耗的电

18、功率成正比 182014 安徽卷 “人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度 T 成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变由此可判断所需的磁感应强度 B 正比于( ) A. T BT C. T3 DT2 16 2014 北京卷 带电粒子 a、b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a 运动的半径大于 b 运动的半径若 a、b 的电荷量分别为 qa、qb，质量分别为 ma、mb，周期分别为 Ta、Tb.则一定有( )

19、A. qaqb B. mamb C. TaTb D. qamaqbmb 25 2014 全国卷 如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy 平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿 x 轴负向在 y 轴正半轴上某点以与 x 轴正向平行、大小为 v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d，0)点沿垂直于 x 轴的方向进入电场不计重力若该粒子离开电场时速度方向与 y 轴负方向的夹角为 ，求： (1 )电场强度大小与磁感应强度大小的比值； (2)该粒子在电场中运动的时间 222014 福建卷 如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为 L、宽为 d

20、、高为 h，上下两面是绝缘板前后两侧面 M、N 是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关 S 和定值电阻 R 相连整个管道置于磁感应强度大小为 B、方向沿 z 轴正方向的匀强磁场中 管道内始终充满电阻率为 的导电液体(有大量的正、 负离子)， 且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率 v0沿 x 轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变 (1)求开关闭合前，M、N 两板间的电势差大小 U0； (2)求开关闭合前后，管道两端压强差的变化p； (3)调整矩形管道的宽和高， 但保持其他量和矩形管道的横截面积 Sdh 不变，求电阻 R 可获得的最大功率 Pm及相应的宽高比dh的值 36

21、2014 广东卷 (18 分)如图 25 所示，足够大的平行挡板 A1、A2竖直放置，间距 6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域和，以水平面 MN 为理想分界面，区的磁感应强度为 B0，方向垂直纸面向外. A1、A2上各有位置正对的小孔 S1、S2，两孔与分界面 MN 的距离均为 L.质量为 m、电荷量为q 的粒子经宽度为 d 的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从 S1进入区，并直接偏转到 MN 上的 P 点，再进入区，P 点与 A1板的距离是 L 的 k 倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑 (1)若 k1，求匀强电场的电场强度 E； (2)若 2k0)的静止粒子被发射装置(图中未画出

22、)从 O 点发射，沿 p 板上表面运动时间 t 后到达 K 孔，不与板碰撞地进入两板之间粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为 g. (1)求发射装置对粒子做的功； (2)电路中的直流电内阻为 r，开关 S 接“1”位置时，进入板间的粒子落在 b 板上的 A 点，A点与过 K 孔竖直线的距离为 l.此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为 R 的电阻中的电流强度； (3)若选用恰当直流电，电路中开关 S 接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度 B 只能在 0Bm()215 m(

23、)212 qt范围内选取)，使粒子恰好从 b 板的 T 孔飞出，求粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值(可用反三角函数表示) 10 2014 四川卷在如图所示的竖直平面内， 水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半径 r944 m的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 G 点，GH 与水平面的夹角 37.过 G 点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B1.25 T；过 D 点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度 E1104 N/C.小物体 P1质量m2103 kg、电荷量 q8106 C，受到水平向右的推力 F9.981

24、03 N 的作用，沿 CD向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力当 P1到达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小物体 P2在 GH 顶端静止释放，经过时间 t0.1 s 与 P1相遇P1与 P2与轨道 CD、GH 间的动摩擦因数均为 0.5，g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力求： (1)小物体 P1在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小； (2)倾斜轨道 GH 的长度 s. 12 2014 天津卷 同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型M、N 为两块中心开有小孔的平行金属板质量为 m、电荷量为q

25、的粒子 A(不计重力)从 M 板小孔飘入板间，初速度可视为零每当 A 进入板间，两板的电势差变为 U，粒子得到加速，当 A 离开 N 板时，两板的电荷量均立即变为零两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，A 在磁场作用下做半径为 R 的圆周运动，R 远大于板间距离A 经电场多次加速，动能不断增大，为使 R 保持不变，磁场必须相应地变化不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应求： (1)A 运动第 1 周时磁场的磁感应强度 B1的大小；. (2)在 A 运动第 n 周的时间内电场力做功的平均功率 Pn； (3)若有一个质量也为 m、 电荷量为kq(k

26、为大于 1 的整数)的粒子 B(不计重力)与 A 同时从 M 板小孔飘入板间，A、B 初速度均可视为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变下图中虚线、实线分别表示 A、B 的运动轨迹在 B 的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映 A、B 的运动轨迹，并经推导说明理由 A B C D 25 2014 浙江卷 离子推进器是太空飞行器常用的动力系统某种推进器设计的简化原理如图 1 所示，截面半径为 R 的圆柱腔分为两个工作区为电离区，将氙气电离获得 1 价正离子；为加速区，长度为 L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场区产生的正离子以接近 0 的初速度进入区，被加速后以

27、速度 vM从右侧喷出 区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，在离轴线R2处的 C 点持续射出一定速率范围的电子假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图 2 所示(从左向右看)电子的初速度方向与中心 O 点和 C 点的连线成 角(090)推进器工作时，向区注入稀薄的氙气电子使氙气电离的最小速率为 v0，电子在区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好已知离子质量为 M；电子质量为 m，电量为 e.(电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞) 第 25 题图 1 (1)求区的加速电压及离子的加速度大小； (2)为取得好的电离效果，请判断区中的磁场方向(按图说明是“垂直纸面向里

28、”或“垂直纸面向外”)； (3) 为 90时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率 v 的范围；第 (4)要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率 vmax与 角的关系 8 (16 分)2014 重庆卷 某电子天平原理如题图所示，E 形磁铁的两侧为 N 极，中心为 S极，两极间的磁感应强度大小均为 B，磁极宽度均为 L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端 C、D 与外电路连接，当质量为 m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流 I 可确定

29、重物的质量，已知线圈匝数为 n，线圈电阻为 R，重力加速度为 g.问 (1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从 C 端还是从 D 端流出？ (2)供电电流 I 是从 C 端还是 D 端流入？求重物质量与电流的关系 (3)若线圈消耗的最大功率为 P，该电子天平能称量的最大质量是多少？ 9 (18 分)2014 重庆卷 如题图所示，在无限长的竖直边界 NS 和 MT 间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于 NSTM 平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为 B 和 2B，KL 为上下磁场的水平分界线，在 NS 和 MT 边界上，距 KL 高 h 处分别有 P、Q 两点，N

30、S 和 MT 间距为 1.8h，质量为 m，带电荷量为q 的粒子从 P 点垂直于 NS 边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为 g. (1)求电场强度的大小和方向 (2)要使粒子不从 NS 边界飞出，求粒子入射速度的最小值 (3)若粒子能经过 Q 点从 MT 边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值 142014 江苏卷 某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示装置的长为 L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为 B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为 d.装置右端有一收集板，M、N、P 为板上的三点，M 位于轴线 OO上，N、P分别位于下方磁场的上、下

31、边界上在纸面内，质量为 m、电荷量为q 的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成 30 角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达 P 点改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置不计粒子的重力 (1)求磁场区域的宽度 h； (2)欲使粒子到达收集板的位置从 P 点移到 N 点，求粒子入射速度的最小变化量v； (3)欲使粒子到达 M 点，求粒子入射速度大小的可能值 24(20 分)2014 山东卷 如图甲所示，间距为 d、垂直于纸面的两平行板 P、Q 间存在匀强磁场取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示t0时刻，一质量为 m、带电荷量为q 的粒子(不计重力)，以初速度 v0.由 Q 板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区当 B0和 TB取某些特定值时，可使 t0 时刻入射的粒子经t 时间恰能垂直打在 P 板上(不考虑粒子反弹)上述 m、q、d、v0为已知量 图甲 图乙 (1)若t12TB，求 B0； (2)若t32TB，求粒子在磁场中运动时加速度的大小