届高三物理名校试题汇编系列第5期专题09 磁场.docx

届高三物理名校试题汇编系列第5期专题09 磁场.docx

《届高三物理名校试题汇编系列第5期专题09 磁场.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高三物理名校试题汇编系列第5期专题09 磁场.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届高三物理名校试题汇编系列第5期专题09磁场

【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第5期）专题09磁场

一、单项选择题

1.（河北省石家庄市2012届高三下学期第一次模拟考试理科综合能力测试）在实验精度要求不高的情况下，可利用罗

盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，

具体做法是：

在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘。

导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。

现已测出此地的地磁场水平分量B=5.0×10-5T，通电后罗盘指针停在北偏东60

°的位置，如图所示。

由此测出该通电直导线在其正下方10cm处产生磁场的磁感应强度大小为（）

A.5.0×10-5TB.1.0×10-4TC.8.66×l0-5TD.7.07×l0-5T

1.C解析：

磁场是矢量，其合成遵循平行四边形定则，根据题意水平指向北方的地磁场与水平指向东方的感应磁场的合磁场方向指向北偏东60°的方向，据此可求出，磁感应强度大小为B｀=Btan60°=5

×10-5T=8.66×l0-5T，选项C正确。

本题答案为C。

2．（陕西省交大附中2012届高三第四次诊断性考试物理试题）如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示，由以上信息可

知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为（）

A.3、5、4B.4、2、5C.5、3、2D.2、4、5

2.D解析：

粒子在磁场中均做匀速圆周运动，轨道半径公式为

，可先依此求出各粒子的轨道半径大小分别为

、

、

、

和

，显然，粒子1的轨道半径最小，根据其带正电及粒子的运动方向可判断出磁场方向是垂直纸面向里，再结合粒子的运动方向可知，a、b都带正电，c带负电，a的轨道半径较小，所以a的编号是2，b的编号是4，只有选项D正确。

本题答案为D。

3．（河北省唐山市2012届高三下学期第二次模拟考试理综试题）如图所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向平行于轴线。

在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M、N，现有一束速率不同、比荷均为k的正、负离子，从M孔以α角入

射，一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出（不考虑离子间的作用力和重力）。

则从N孔射出离子（）

A．是正离子，速率为kBR/cosαB．是正离子，速率为kBR/sinα

C．是负离子，速率为kBR/sinαD．是负离子，速率为kBR/cosα

3.B解析：

根据左手定则可判断出，从N孔射出的离子是正离子，选项CD可先被排除；从N射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹所对圆心角等于入射粒子的偏向角2α，如上图所示，根据几何关系可求出，粒子做圆周运动的轨道半径r=R/sinα，再根据洛伦兹力提供向心力有

，可解得：

v=kBR/sinα，综上分析，只有选项B正确。

本题答案为B。

4.（2012年云南省第二次高中毕业生复习统一检测理科综合能力测试）质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示。

则下列关于导体

棒中的电流的分析正确的是（）

A.导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

B.导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

C.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为

D.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为

4.C解析：

根据左手定则可知，不管电流方向向里还是向外，安培力的方向只能沿水平方向，再结合导体棒的平衡条件可知，安培力只能水平向右，据此可判断出，导体棒中电流垂直纸面向里；对导体棒受力分析，并根据平衡条件可知：

F安=mgtan60°，又F安=BIL，联立可得

，只有选项C正确。

5．（湖北省黄冈市2012届高三3月份质量检测理综卷）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中

A点以速度v0垂直磁场射入，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是（）

A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B．该点电荷的比荷为

C．该点电荷在磁场中的运动时间

D．该点电荷带正电

5.B解析：

根据左手定则可知，该点电荷带负电，选项D错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，其速度方向的偏向角等于其运动轨迹所对应圆心角，根据题意，该粒子在磁场中的运动轨迹刚好是半个圆周，画出其运动轨迹并找出圆心O1如上图所示，根据几何关系可知，轨道半径r=

，根据

和t=

可求出，该点电荷的比荷为

和该点电荷在磁场中的运动时间t=

，所以选项B正确，C错误；该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线不通过O点，选项A错误。

本题答案为B。

6.（山西大学附属中学2012届高三第二次理科综合能力测试）如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中错误的是（）

A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴一定带正电

C.电场线方向一定斜向上D.液滴有可能做匀变速直线运动

6.D解析：

液滴共受到三个力的作用：

重力、电场力和洛伦兹力，其中重力和电场力都是恒力，洛伦兹力与运动方向垂直，假如液体做变速运动，洛伦兹力就是变力，液滴的合外力方向一定会发生变化，液滴将做曲线运动，所以液滴一定做匀速直线运动，选项A说法正确，D错误；液滴处于平衡状态，合力为零，据此可判断出，液滴一定带正电，电场线方向一定斜向上，选项BC说法正确。

本题答案为D。

二、多项选择题

7.（广东省2012届高考模拟仿真试题理科综合）磁场中某区域的磁感线如图所示，则（BC）

A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb

C．同一通电导线放在a处受力可能比放在b处受力大

D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

7.BC解析：

在磁场中，磁感线疏密表示磁场的强弱，故Ba＜Bb，选项B正确，A错误；同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为零，故D错误；若同一导线在a处垂直放置，在b处与磁场平行放置，则在a处受力大于b处受力，C正确。

8．（辽宁省

实验中学、东北师大附中、哈

师大附中等东北三校2012届高三下学期第二次模拟）如图所示，虚线MN将平面分成I和II两个区域，两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。

一带电粒子仅在磁场力作用下由I区运动到II区，弧线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2∶1，下列判断一定正确的是（）

A．两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2∶1

B．粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1∶1

C.粒子通过ap、pb两段弧的时间之比为2∶1

D．弧ap与弧pb对应的圆心角之比为2∶1

8.BC解析：

粒子在磁场中所受的洛伦兹力指向运动轨迹的凹侧，结合左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，根据题中信息无法求得粒子在两个磁场中运动轨迹所在圆周的半径之比，所以无法求出两个磁场的磁场强度之比，选项A错误；运动轨迹粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力不做功，所以粒子的动能不变，速度大小不变，选项B正确；已知粒子通过ap、pb两段弧的速度大小不变，而路程之比为2∶1，可求出运动时间之比为2∶1，选项C正确；因为两个磁场的磁感应强度大小不等，粒子在两个磁场中做圆周运

动时的周期T=

也不等，粒子通过弧ap与弧pb的运动时间之比并不等于弧ap与弧pb对应的圆心角之比，选项D错误。

本题答案为BC。

9．（陕西省长安一中、高新一中、交大附中、师大附中、西安中学等五校2012届高三第三次模拟考试）地面附近，存在着一有界电场，边界MN将某空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场，在区域Ⅰ中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的v－t图象如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则

A．在t＝2.5s时，小球经过边界MN

B．小球受到的重力与电场力之比为3∶5

C．在小球向下运动的整个过程中，重力做的功与电场力做的功大小相等

D．在小球运动的整个过程中，小球的机械能与电势能总和先变大再变小

9.BC解析：

根据图乙可知，取竖直向下为正方向，速度为正值表示小球向下运动，

可求出Eq=

mg，所以小球受到的重力与电场力之比为3∶5，选项B正确；在t=2.5s时，小球速度减为零，小球下落到最低点；在小球向下运动的整个过程中即在0～2.5s时间内，小球的动能改变量为零，根据动能定理，小球重力做的功与电场力做的功大小相等，选项C正确；在小球运动的整个过程中，只有小球的重力和电场力做功，所以小球的机械能与电势能总和保持不变，选项D错误。

本题答案为BC。

10．（江西省抚州一中、赣州一中等八校2012届高三理科综合试卷）如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感

应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（）

A．小球的加速度一直减小B．小球的机械能和电势能的总和保持不变

C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是

D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是

10.CD解析：

在运动过程中，小球受到竖直向下的重力G、水平向左的电场力F电、水平向右的洛伦兹力F洛和竖直向上的摩擦力f的作用，其中重力和电场力是恒力，洛伦兹力和摩擦力都随速度大小的改变而改变，根据牛顿第二定律有mg-f=ma，其中f=μ

，可求得a=g-

，可见，在整个运动的初始阶段，小球速度较小，洛伦兹力小于电场力，小球做加速度逐渐增大的加速运动，随着速度增大，洛伦兹力变大，当小球

的电场力大小等于洛伦兹力时，加速度达到最大为g，之后，洛伦兹力大于电场力，小球开始做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减为零，小球的速度达到最大，之后小球以该最大速度匀速下落。

根据以上分析可知，选项A错误；整个运动过程中，摩擦力对小球做了负功，所以小球的机械能和电势能的总和逐渐减小，选项B错误；当下滑加速度为最大加速度一半时即a=g/2时，g-

=g/2，可得v

，选项CD正确。

三、非选择题

11．（河南省豫东六校联谊2012年高三第一次联考理综卷）在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系xOy，将第1、II象限称为区域一，第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二，其中一个区域内有匀强电场，另一个区域内有大小为2×10-2T、方向垂直桌面的匀强磁场，把一个比荷为

C／kg的正电荷从坐标为（0，-1）的A点处由静止释放，电荷以一定的速度从坐标为（1，0）的C点第一次经x轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点O再次回到区域二．

（1）指出哪个区域存在电场、哪个区域存在磁场，以及电场和磁场的方向．

（2）求电场强度的大小．

（3）求电荷第三次经过x轴的位置．

11.

（1）区域一是磁场，方向垂直纸面向里，区域二是电场，方向由A指向C。

（2）

（3）（8，0）

解析：

（1）区域一是磁场，方向垂直纸面向里，区域二是电场，方向由A指向C。

（2）设电场强度的大小为E，电荷从C点进入区域一的速度为v。

从A到C电荷做初零的匀加速直线运动，且过C点时速度方向与+x轴方向成45°角，有

；电荷进入区域一后，在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，有：

，由题意及几何关系：

，可得：

。

（3）电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域二，速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，设经过时间t电荷第三次经过x轴，有：

，所以：

。

即电荷第三次经过x轴上的点坐标为（8，0）。

12.（安徽省马鞍山市2012届高三第二次理科综合能力测试题）如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UAB，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板间中线OO′垂直，磁感应强度B=5×l0-3T，方向垂直纸面向里。

现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷

，重力忽略不计，每个粒子通过电场区域的时间极短，此极短时间内电场可视作是恒定不变的。

求：

（1）在t=0.ls时刻射入电场的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN

上的出射点间的距离为多少；

（2）带电粒子射出电场时的最大速度；

（3）在t=0.25s时刻从电场射出的带电粒子，在磁场中运动的时间。

12.

（1）0.4m

（2）

（3）

解析：

（1）在

时刻射入电场的带电粒子，在极板间做匀速直线运动，以v0垂直磁场边界垂直射入磁场，由

可得：

，在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为：

。

（2）设带电粒子从极板的边缘射出电场时的速度最大，对应的瞬时电压为

，则：

，解得：

，由动能定理：

射出的最大速度

。

（3）在

时刻从电场射出的带电粒子，从极板的上边缘射出电场，垂直进入磁场时与磁场边界的夹角为

，射出磁场时与磁场边界的夹角也为

，故对应的圆周的圆心角为

，故在磁场中运动的时间为圆周运动周期的四分之一。

由

，

，得到：

，所以

。

13．（湖北省黄冈中学2012届高三理科综合能力测试）如图所示

，xOy平面内，第二象限匀强电场方向水平向右，第一象限匀强电场方向竖直向下，场强大小相等，设为E，而x轴下方区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度设为B，图中OP直线与纵轴的夹角α=45º，一带正电的粒子从OP直线上某点A（-L，L）处由静止释放，重力不计，设粒子质量为m，带电量为q，E、B、m、q均未知，但已知各量都使用国际制单位时，从数值上有B=

。

（1）求粒子进入磁场时与x轴交点处的横坐标；

（2）求粒子进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角；

（3）如果在OP直线上各点释放许多个上述带电粒子（粒子间相互作用力不计），试证明各带电粒子进入磁场后做圆周运动的圆心点的集合为一抛物线。

（提示：

写出圆心点坐标x、y的函数关系）

13.

（1）x=2L

（2）45º（3）见解析部分

【解析】如图所示，带电粒子先做匀加速直线运动，进入第一象限后做类平抛运动，然后在磁场中做匀速圆周运动。

（1）设粒子进入第一象限的初速度v1，根据动能定理有：

qEL=

mv12，类平抛过程中：

x=v1t，L=

at2,a=

，联立解得：

x=2L。

（2）类平抛过程的末速度设为v，竖直分速度为vy。

vy=at，a=

，L=

at2，解得vy并与

（1）中v1比较得：

vy=v1，所以，v与x轴正方向的夹角为45º。

（3）由前两问知：

L取任意值时均有：

x=2L，α=45º，v=

v1=

，粒子在磁场