版高考物理总复习模拟创新题专题九 磁场.docx

1、版高考物理总复习模拟创新题专题九 磁场专题九磁场根据高考命题大数据软件分析，重点关注第2、4、5、6、7、9、11及创新导向题。模拟精选题一、选择题1(2016河北衡水冀州中学一模)如图所示，一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中。A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；B中Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；C中I是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；D中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外。其中，带电粒子不可能做匀速直线运动的是() 解析根据安培定则判断知虚线上合磁

2、场的方向沿虚线方向向右，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，因而带电粒子做匀速直线运动，故A正确；根据等量同种电荷的电场线分布可知电场线与虚线重合，带电粒子所受的电场力与其速度平行，粒子做变速直线运动，故B错误；由安培定则知圆环线圈产生的磁场与虚线重合，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，带电粒子能做匀速直线运动，故C正确；若粒子带正电，粒子所受的电场力向上，由左手定则判断知洛伦兹力方向向下，能与电场力平衡，则带电粒子能做匀速直线运动，故D正确；本题选不可能做匀速直线运动的，故选B。 答案B2(2016新疆乌鲁木齐高三二诊)某兴趣小组为了验证通电长直导线在某点产

3、生的磁场的磁感应强度B与这一点到导线的距离r成反比(B)的结论，设计了下面的实验。将长直导线沿南北方向水平放置，小磁针放置在长直导线的正下方并处于静止状态。当小磁针离导线的距离为r时，给长直导线通恒定的电流，小磁针垂直纸面向纸内转动，转过的角度为(实验区域内通电导线产生的磁场与地磁场的水平分量相差不是很大)。将小磁针放在不同r处，测量其转过的角度，最终作出相关图象。下面图象中能验证结论B的是() 解析实验区内地磁场的水平分量为B0，可认为不变，通电直导线产生的磁感应强度沿东西方向，为B，磁针转过的角度为，如右图所示，由几何关系tan (k为常数)，故tan ，则能得出结论B的图象为C项。 答案

4、C3(2016贵州遵义航天高级中学模拟)如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域和的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子(不计重力)以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域，又经过t2时间后回到区域，设粒子在区域、中的角速度分别为1、2，则() A1211 B1221 Ct1t211 Dt1t221 解析粒子在区域、中运动的周期分别为T1、T2，结合得1212，A、B错误；t1T1，t2T2，得t1t221，D正确，C错误。 答案D4(2016云南玉溪一中月考)(多选)如图，在x轴上方存在垂直

5、纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场，一带负电的粒子从原点O以与x轴成30角斜向上的速度射入磁场，且在上方运动半径为R，则(不计重力)() A粒子经偏转一定能回到原点O B粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12 C粒子在完成一次周期性运动的时间为 D粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R 解析根据左手定则判断可知，负电荷在第一象限和第四象限所受的洛伦兹力方向不同，粒子在第一象限沿顺时针方向旋转，而在第四象限沿逆时针方向旋转，不可能回到原点O，故A错误；由r，知粒子圆周运动的半径与B成反比，则粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之

6、比为12，故B正确；负电荷在第一象限轨迹所对应的圆心角为60，在第一象限轨迹所对应的圆心角也为60，粒子圆周运动的周期为T，保持不变，在一个周期内，粒子在第一象限运动的时间为t1T；同理，在第四象限运动的时间为t2T；完成一次周期性运动的时间为Tt1t2，故C错误；根据几何知识得：粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进距离为xR2R3R，故D正确，故选B、D。 答案BD5(2016山西忻州一中等四校高三联考)(多选)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，速度方向与半径方向的夹角为30。当该电荷离开磁场时

7、，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为 D该点电荷在磁场中的运动时间为 解析由题意可画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，A项错；由几何关系知粒子做圆周运动的半径为r，结合qv0B，可得，B项正确；粒子在磁场中的运动时间t，C项正确，D项错。 答案BC6(2016安徽“江南十校”高三联考)(多选)如图，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。M为磁场边界上一点，有无数个带电荷量为q、质量为m的相同粒子(不计重力)在纸面内向各个方向以相同的速率通过M

8、点进入磁场，这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。下列说法正确的是() A粒子从M点进入磁场时的速率为v B粒子从M点进入磁场时的速率为v C若将磁感应强度的大小增加到B，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来 D若将磁感应强度的大小增加到B，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来 解析边界上有粒子射出的范围是偏转圆直径为弦所对应的边界圆弧长，即偏转圆半径r，得v所以B对，A错；磁感应强度增加到原来的倍， 直径对应的弦长为R，有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角为60，所以弧长之比为23，D对，C错。 答案BD7(2016湖南省高三十三校联考)(多选)如图所示，直角坐标系x

9、Oy位于竖直平面内，y轴竖直向上。第、象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出)。一带电小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从P点垂直于y轴进入第象限，然后做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第象限，Q点距O点的距离为d，重力加速度为g。根据以上信息，可以求出的物理量有() A磁感应强度大小 B小球在第象限运动的时间 C电场强度的大小和方向 D圆周运动的速度大小 解析根据左手定则，由小球在第象限中的偏转与磁场方向可以确定小球带负电，小球在第象限做匀速圆周运动，电场力平衡重力，可以确定电场强度的方向竖直向下，mgqE，电场强度E，由于不知道m、q，无法求

10、出电场强度的大小，故C错误；从A到P过程，应用动能定理得：mgdmv2，解得小球做圆周运动的速度大小v，故D正确；小球在第象限做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvBm，由题意可知，小球轨道半径：rd，解得：B，由于不知道m、q，无法求出B，故A错误；小球做圆周运动的周期T，小球在第象限运动的时间：tT，故B正确。 答案BD8(2016江西吉安一中模拟)(多选)为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a1 m、b0.2 m、c0.2 m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B1.25 T的匀强磁场，在

11、上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极。污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压U1 V，且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力fkLv，其中比例系数k15 Ns/m2，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速，下列说法正确的是() A金属板M的电势不一定高于金属板N的电势，因为污水中负离子较多 B污水中粒子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响 C污水的流量(单位时间内流出污水体积)Q0.16 m3/s D为使污水匀速通过该装置，左、右两测管应施加的压强差为P1 500 Pa 解析根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力向M偏转，负离子受到向下的洛伦兹力向N偏转，所

12、以M板的电势一定大于N的电势，A错误；两极板带上电荷后，会在竖直方向上产生一个电场力，最后电场力和洛伦兹力平衡，故有qvBq，解得UvBc，与粒子浓度的大小无关，B错误；因为UvBc，所以v，污水的流量QvSbcb0.16 m3/s，C正确；为使匀速通过，则pSfkLv，即pbcka，解得p1 500 Pa，D正确。 答案CD二、非选择题9(2016山西省高三考前质检)如图所示，a、b为平行金属板，其间电压为U。c、d是一对圆弧形金属板，其半径分别为Rc和Rd，g为其中心线，在两金属板间加直流电压，其间产生径向电场(忽略边缘效应)。将质量为m、电荷量为q的粒子从a板处释放，经a、b间电场加速后

13、由b板上小孔射出，之后从c、d金属板左端的正中心垂直径向电场进入两板间，恰好能沿中心线g做匀速圆周运动。不计粒子重力及其阻力。 (1)求中心线g处电场强度E的大小； (2)若将a、b间电压增大为2U，保持c、d间的径向电场不变，需在c、d间垂直纸面另加一匀强磁场，使该粒子仍沿中心线做匀速圆周运动，求所加磁场的磁感应强度B的大小。 解析(1)设加速电压为U时，粒子射出b板时速度为v，中心线处半径为r， 则qUmv2rqEm 解得：E (2)设加速电压为2U时，粒子射出b板时速度为v 则q2Umv2qEqvBm 解得：B 答案(1)(2)10(2016山西榆社中学月考)如图，在x0的空间中，存在垂

14、直xy平面方向向外的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T。一带负电的粒子(比荷q/m160 C/kg)，在距O点左边x0.06 m处的d点以v08 m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力。求： (1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴时的速度大小和方向； (2)带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场； (3)带电粒子运动的周期。 解析(1)粒子在第二象限做类平抛运动(如图)，加速度a1 600 m/s2， 运动时间t1 s， 沿y方向的位移yv0t m 粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度vxat18 m/s， v16 m/s 因此tan ，60 (2)粒子在第一象限以O为圆心做匀速

15、圆周运动，圆弧所对的圆心角为2120 运动时间t2T s (3)粒子从磁场返回电场后的运动是此前由电场进入磁场运动的逆运动，经时间t3t1，粒子的速度变为v0，此后重复前面的运动。可见，粒子在电、磁场中的运动具有周期性，其周期 Tt1t2t3() s 答案(1) 16 m/sy轴正向成60(2) s (3) () s11(2016江西吉安高三教学质检)如图所示，为一环形磁约束装置的原理图，圆心为原点O、半径为R0的圆形区域内有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域，粒子全部经过x轴上的P点，方向沿x轴正方向