高考物理二轮复习考点第九章磁场专题复合场问题

专题9.13复合场问题一．选择题1．（2020兰州模拟）如图所示，粗糙的足够长直绝缘杆上套有一带电小球，整个装置处在由水平向右匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大复合场中，小球由静止开始下滑，则下列说法正确的是A．小球的加速度先增大后减小B．小球的加速度一直减小C．小球的速度先增大后减小D．小球的速度一直增大，最后保持不变【参考答案】AD【命题意图】本题考查了复合场中受约束小球的运动及其相关的知识点。2.(多选)(2020·长春调研)如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g。空间存在一磁感应强度大小未知(不为零)，方向垂直于为R(比细管的内径大得多)，在圆管的最环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场。某时刻，给小球一方向水平向右，大小为v＝5gR的初速度，0则以下判断正确的是()1A.无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B.无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C.无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D.小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，水平方向分速度的大小一直减小【参考答案】BC3.(多选)如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量q＝6×10－7C，在图示坐标原点O的电势为零。当小球以2m/s的速率绕O点在竖直平周运动时，细绳上的拉力刚好为零。在小球从最轨迹上每点的电势φ随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力速加度坐标中，电场方向沿竖直方向，面内做匀速圆低点运动到最高点的过程中，g＝10m/s2。则下列判断正确的是()A.匀强电场的场强大小为3.2×106V/mB.小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4J2C.小球做顺时针方向的匀速圆周运动D.小球所受的洛伦兹力的大小为3N【参考答案】BD二．计算题1．（18分）（2020兰州模拟）如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为+q的小球从A点以速度v沿直线AO运动，AO与x轴负方向成37°角。在y轴与MN之间的区域Ⅰ内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MNC点，MN与PQ之间区域Ⅱ内存在0上的宽度为d的竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在C点的速度大小为2v，重力加速度为g，0sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）第二象限内电场强度E的大小和磁感应强度B的大小；11（2）区域Ⅰ内最小电场强度E的大小和方向；2（3）区域Ⅱ内电场强度E的大小和磁感应强度B的大小。32【命题意图】本题考查了带电小球在复场合中的运动及其相关的知识点。3(2)区域Ⅰ中小球做直线运动，电场强度最小，受力如图所示(电场力方向与速度方向垂直)，小球做匀加速直线，qE4mgcos37°＝，得E＝5q，（4分）2mg2由图知方向与x轴正方向成53°角向上。（1分）(3)小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动，所以mgmg＝qE，得E＝q，（2分）33因小球恰好不从右边界穿出，小球运动轨迹如图所示，由几何关系得r＝5d，（2分）8（2v）20r由洛伦兹力提供向心力知Bq·2v＝m0，（2分）2联立得B＝16mv0。（1分）25qd2．（18分）(2020吉林长春市二模)如图所示，xOy平面的第Ⅱ象限内有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），有一质量为m、电荷量为+q的a粒子从x轴上坐标为（-3l，0）的A点以速度v，沿与x轴正0向成θ=60°的方向射入第Ⅱ象限，经磁场偏转后，从y轴上的坐标为（0，l）的P点垂直于y轴射入第4Ⅰ象限，y轴和垂直于x轴的虚线之间有沿-y轴方向的匀强电场，a粒子将从虚线与x轴交点Q进入第Ⅳ象限，Q点横坐标x23l，虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小与第Ⅱ象限匀强Q磁场相同（不计粒子的重力）。求：（1）第Ⅱ象限匀强磁场的方向及磁感应强度的大小B；（2）匀强电场的电场强度的大小E；（3）如在a粒子刚进入第Ⅱ象限的同时，有另一质量为m、电荷量为-q的b粒子，从y轴上的M点以速度v垂直于y轴射入电场，a、b粒子将发生迎面正碰，求M点纵坐标y以及相碰点N的横坐标x和纵坐0MN标y。N【命题意图】此题以带电粒子在场中运动问题为命题背景，考查洛伦兹力、牛顿运动定律、类平抛运动规律、动能定理及其相关知识，意在考查学生的推理、分析和应用数学处理物理问题的能力5qE(2)粒子在电场中的加速度：（1分）am23lvt（1分）0l1at2（1分）2mv2E解得：0（2分）6ql(3)b粒子与a粒子在电场中运动情况相同，只是向上偏转，两粒子在右侧磁场中迎面相碰，b粒子应在a粒子飞出右侧磁场的位置飞入磁场，a粒子飞出电场速度为v，则：qEl1mv21mv2，解得23vv（1分）02230，（1分）3速度v与x轴正方向夹角为，则vcosv，cos260qvBmv243lr2解得（1分）r2363．（20分）（2106郑州二模）如图所示，绝缘平板S放在水平地面上，S与水平面间的动摩擦因数μ＝0．4。行金属板P、Q通过导体支架连接并固定在S上。在两极板之间有垂直纸面向里的足够大磁感应强度为B＝1T。P板的中央有一小孔，整个装置的总质量为M＝3．平向右的使其总是以恒定的速度v＝6m／s向右匀速运动，同时将一质量为m＝0．4kg的带负两块足够大的平匀强磁场，6kg。给装置施加水作用力，电的小球，从离P板高h＝1．25m处由静止释放，小球恰好能落入孔内。若小球进入小孔后做匀速圆周运动，且恰好不与Q板接触，之后又返回P板（不计空气阻力，不考虑运动产生的磁场，g取10m／s2，π取3）。求：（1）小球所带电荷量；（2）小球进入两极板间后，水平向右的作用力F；（3）小球返回打到P板的位置到小孔的距离。【命题意图】本题考查电磁感应、带电小球在复合场中的匀速圆周运动、平衡条件、匀变速直线运动规律及其相关的知识点。7（2）当小球进入磁场后，与金属极板之间有电场力的作用，F=qE=mg（1分）电对金属板整个装置受力分析，地面支持力F=Mg+F（2分）电N金属板整个装置匀速运动：F=f（1分）摩擦力f=μF（1分）N由以上各式可得：F=16N（1分）先做自由落体运动，v=2gh，（2分）20（3）小球v0R2小球进入磁场后做匀速圆周运动：qvB=m0（2分）由以上两式可得R=3m（1分）2m周期：T=（1分）小球在磁场中的运动qB运动时间：t=T/2。（1分）距离x=vt=10.8m（1分）由题意可知，小球返回打到P板的位置到小孔的距离l=2R+x=16.8m（在这段时间内两极板运动的1分）8高考理综物理模拟试卷注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题1．如图所示，某工厂用传送带向高处运送物体，将一物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段物体与传送带相对静止，匀速运动到传送带顶端．下列说法正确的是()A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C．第一阶段物体和传送带间因摩擦产第一阶段物体机械能的增加量D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程摩擦力对物体所做的功生的热量等于2．如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放物有块P，系统处于静止状态。现有一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像正确的是（）93．2019年4月10日，人类史上首张黑洞照片发布，照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据。黑洞最初是一个衰老的巨大恒星，它的质量要达到太阳的数十倍以上，恒星不断的发光发热，随着恒星中心的“燃料”不断消耗，恒星内部能量不足，无法支撑外壳重压，恒星内核开始塌缩。最终，所有物质缩成一个体积接近无限小的点，这便是奇点。奇点会形成强大引力场，吸收周围物质，就连光也会被吸进去，至此黑洞诞生。拍摄黑洞用的是事件视界望远镜，该望远镜收集到的不是我们日常的可见光，而是一种波长比光波更长的亚毫米波，亚毫米波本身是没有颜色的区别，科学家们实际上只能感受到强弱的不同。发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞。周围环绕一个新月状光环，一侧亮一些，另一侧暗一些，是因为光环旋转，导致接收者接收到相位和频率变化造成的。根据以上信息下列说法正确是A．恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的B．环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的C．黑洞的第一宇宙速度是光速D．事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大4．汽车在水平地面的启动和刹车过程可看作匀加速和匀减速直线运动，地面的潮湿与干燥会影响刹车时间及刹车距离，但对启动过程影响不大。已知汽车以同样的速度行驶时，在潮湿地面上刹车时间比在干燥地面上刹车时间长，同时与汽车的初始速度的大小满足数值关系。在某次实验中，汽车在离某障碍物一定距离处由静止开始加速，当速度达到3m/s时开始刹车，在潮湿地面上时，汽车最终以2m/s撞向障碍物，而在干燥地面上，汽车恰好停在障碍物前面，汽车在干燥地面上刹车时加速度为（）A．3.2m/s2B．4.8m/s2C．m/s2D．m/s25．取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能恰好是重力势能的3倍。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（）A．B．C．D．6．可视为质点的a、b两个物体在同一位置沿同一方向同向开始运动，它们的位移——时间图像分别如图中图线甲、乙所示，其中图线甲是一条倾斜的直线，图线乙是一条的抛物线，两图线的交点坐标，则在内（）10A．a做的是直线运动，b做的是曲线运动B．b运动的加速度大小为C．时，a、b相距最远D．a、b相距的最大距离为二、多项选择题7．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=0.5s时刻的波形图线，虚线b与x轴交点P的坐标为x=1m。下列说法正确的是________。（填正确答案标号。选对1P个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．t=0时刻P质点的位移为5cmB．这列波的传播速度大小可能为30m／sC．这列波的波源振动频率可能为2．5HzD．t=l.5s时刻P点一定处于波谷位置E．若该波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象8．两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，m=1kg，m=2kg，v=6m/s，v=2m/s．当A追上ABABB并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（）A．v′=5m/s，v′=2.5m/sABB．v′=2m/s，v′=4m/sBAC．v′=1m/s，v′=4.5m/sBAD．v′=7m/s，v′=1.5m/sBA9．2016年10月19日，“神舟十一号”与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接。如图所示为“神舟十一号”飞船（用A表示）与“天宫二号”空间实验室（用B表示）对接前在轨道上的运行图，若不计飞船发动机喷气的质量损耗。关于A和B的对接，下列说法正确的是11A．减小A的质量，可实现对接B．使飞船A的速度减少，变轨从而实现对接C．A与B对接后在高轨道的运行速度比在原轨道的运行速度小D．在A与B对接的变轨过程中，A的引力势能逐渐增加10．如图1，水平地面上边长为L的正方形ABCD区域，埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P（穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场）在地面探测，如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一段，将接地棒接到电源的另一端。这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线BD上的不同位置保持静止时（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈P静置于A处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线AC成37°角保且持静止时，线圈中感应电流消失。下列说法正确的是（）（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）A．金属管线沿AC走向B．图2中的电源为电压恒定并且较大的直流电源C．金属管线的埋覆深度为D．线圈P在A处，当它与地面的夹角为时，P中的感应电流可能三、实11．如图所示，矩形线圈在匀强磁场中从平行磁场方向，最大验题开始绕垂直于磁感线的OO′轴以角速度ω＝50rad/s匀速转动。已知线圈匝数n＝50匝，ab边长L＝20cm，ad边长L＝30cm，线圈2总电阻r＝2Ω，1外电路电阻R＝8Ω，磁场的磁感应强度B＝0.5T，求：（1）从图示位置（2）电阻R消耗的功率。12．理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一是推论。转过60°时，线圈产生的感应电动势瞬时值；个是经验事实，其余12①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要写序号即可）在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是；（）A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论四、解答题13．如图甲为某波源的振动图象，图乙是该波源产生的横波在某时刻的波动图象，波动图象中的O点表示波源，P、Q是介质中的两点。求：(i)这列波的波速多大?波源的起振方向向哪?(ii)当波动图象中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过了多少路程?14．如图所示，足够长的木板静止在光滑水平地面上，木板上的A点放有一小物块。木板和物块的质量均为m，物块与木板之间的动摩擦因素为μ=0.2，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。现给物块一个水平向右的速度v，v=5m/s，并同时给物块一个水平向左的恒力F、F=0.6mg，而后在物块速度减小到0时撤00去外力F，取g=10m/s2，求：(1)它们第一次速度相同时速度的大小；(2)撤去外力时木板运动速度的大小；(3)最终物块停在木板上的位置离A点的距离。【参考答案】13一、单项选择题题号123456答案CBBAAC二、多项选择题7．BDE8．BC9．CD10．CD三、实验题11．(1)e＝12．（1）②③①④（2）B四、解答题37.5V(2)P＝225WR13．(i)14．(1)，波源起振方向沿-y方向。(ii)(2)(3)14高考理综物理模拟试卷注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题1．一辆汽车在平直公路上做刹车实验，从t＝0时刻起运动过程的理量单位均取国际单位制的单位），下列分析正确的是A．上述过程的加速度大小为8m／s2B．上述过程的位移与时间的关系为x＝8t－2t2（各物加速度大小为22m／sC．刹车3秒内的平均速度大小为2m／sD．剩车3秒内的2．关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的是（）A．只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量变化时，电路中才有感应电动势B．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生C．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量变化，电路中就有感应电动势D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量变化，电路中就有感应电3．以下关于弹力和是（）平均速度大小为m流摩擦力描述正确的A．两个物体之间有相互作用的弹力，形变大的物体受到的弹力大B．物体受到弹力的方向一定与施力物体恢复原状的方向相同C．物体受到的滑动摩擦力方向与其运动的方向一定在一条直线上D．两物体的接触面存在摩擦力，但不一定有弹力4．如图所示，一滑块以初速度v自固定于0地面的粗糙斜面底端冲上斜面，到达某一高度后又返回底端。取沿斜面向上为正方向。下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是5．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MN相等，15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（）\6．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触．若不计空气阻力．重力加速度为g，下列说法中正确的是()A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B．磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D．磁铁落地时的速一率定等于二、多项选择题7．如图所示，某人从同一位置O以不同的水平速度投出三枚飞镖A、B、C，最后都插在竖直墙壁上，它们与墙面的夹角分别为60°、45°、30°，图中飞镖的取向可认为是击中墙面时的速度方向，不计空气阻力，则下列说法正确的是A．三只飞镖做平抛运动的初速度一定满足B．三只飞镖击中墙面的速度满足C．三只飞镖击中墙面的速度一定满足16D．插在墙上的三只飞镖的反向延长线一定交于同一点8．2018年12月8日2时23分,“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。2019年1月3日10时26分，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极着陆区,“玉兔二号”月球车则于22时22分到达月面度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨,进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ,由下列说法正确的是()—艾特肯盆地冯.卡门撞击坑的预选开始巡视探测。如图所示,“嫦娥四号”从距月面高近月点Q落月。关于“嫦娥四号”A．沿轨道I运动至P时,需制动减速才能进入轨道ⅡB．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期C．沿轨道Ⅱ正常运行时,在P点的加速度小于在Q点的加速度过程中,万有引力对其做正功,它的动能增加,引力势能减小,机械能增D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的加9．如图所示，静止出发，经交变电场加速后进入磁场．设质中的加速时间，则下列说法正确的是()回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，被加速的质子从D形盒中央由子在磁场中做匀速圆周运动的周为期T，若忽略质子在电场A．如果只增大交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变短B．如果只增大交变电压U，则电荷的最大动能会变大C．质子在电场中加速的次数越多，其最大动能越大D．交流电的周期应为T10．以下关于分A．分子间的距离增大则分子间的斥力B．气体分子之间总没有分子力的作用C．液体难于压缩表明液体中分子总是引力D．当分子间表现为引力时，随分子间距离增大分子间势能增大子间势能最小子力的说法，正确的是（）与引力均减小E.当分子间的引力与斥力大小相等时分三、实验题1711．如图所示，竖直面内直角坐标系xOy，原点O是矩形区ABCD对角线交点，AD平行于x轴，A点坐标，矩形区ABCD内有一平行于xOy平面的匀强电场E，现将质量为m，带电量为q(q>0)的相为0同小球,从O点以3mgL的初动能沿各个方向抛出,小球从矩形边界的不同位置射出，其中经过B点的小球的动能为初动能的，经过E点(BC中点)的小球的动能等于初动能，重力加速度为g。(1)取电场中O点的电势为零，求B点的电势和匀强电场的大小；B(2)求带电小球经过矩形边界最大动能是多少？并求出有最大动能的位置坐标。12．如图所示，在O≤x≤2m的区域内存在着沿轴方向的匀强电场E