高考物理复习 最新模拟题汇编 磁场-人教版高三全册物理试题.doc

磁场1（2015浙江省宁波市高三上学期期末）如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两个小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称导线中均通有大小相等、方向向上的电流已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=，式中K为常数、I为导线中的电流、r为点到导线的距离一带正电小球以初速度V0从a点出发沿连线运动到b点关于上述过程，下列说法正确的是（）A小球对桌面的压力先减小后增大B小球对桌面的压力一直在增大C小球先做加速运动后做减速运动D小球先做减速运动后做加速运动解析：根据右手螺旋定则可知，从a点出发沿连线到b点，直线M产生的磁场方向垂直于MN向里，直线N产生的磁场方向垂直于MN向外，所以合磁场大小先减小过O点后反向增大，而方向先向里过O点后向外，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始的方向向上，大小在减小，过O点后洛伦兹力的方向向下，大小在增大由此可知，小球在速度方向不受力的作用，做匀速直线运动，而小球对桌面的压力一直在增大，故ACD错误，B正确答案：B2.（2015·陕西省渭南市高三一模）如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcdbc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡则在此过程中线框位移的大小x及方向是（）Ax=，方向向上Bx=，方向向下Cx=，方向向上Dx=，方向向下解析：线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡，安培力为：FB=nBIL，且开始的方向向上，然后方向向下，大小不变设在电流反向之前弹簧的伸长为x，则反向之后弹簧的伸长为（x+x），则有：kx+nBILG=0k（x+x）nBILG=0解之可得：x=，且线框向下移动，故B正确答案：B3（2015·浙江省十二校高三一模）如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤有一定的读数现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以一定的电流后，台秤的示数增加，同时弹簧缩短（弹簧始终处于弹性限度内），则下列说法正确的是（）A磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向内B磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向外C磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向内D磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向外解析：若磁铁右端为N极，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向左上的，若电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平和竖直方向分解可知，光滑平板对磁铁支持力增大，由于在水平向左产生分力，所以弹簧长度将变短，故A正确，B错误；同理，若磁铁右端为S极，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向右下的，若电流的方向垂直于纸面向外，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平和竖直方向分解可知，光滑平板对磁铁支持力增大，弹簧长度将变短，故C错误，D正确故选：AD4（2015四川省广元市高三一模）如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动已知电流I随时间的关系为I=kt（k为常数，k0），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的是（）A B C D解析：因为开始加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动，加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的变加速运动，然后加速度方向向上，加速度逐渐增大，做加速度逐渐增大的变减速运动故A错误，B正确；根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度a=，f=N=FA=BIL=BLkt，联立解得加速度a=，与时间成线性关系故C错误；t=0时刻无电流，无安培力，只有重力，加速度竖直向下，为正值故D错误答案：B5（2015浙江省宁波市高三上学期期末）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，环的半径为R（比细管的内径大得多），在圆管的最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V0=的初速度，则以下判断正确的是（）A. 无论磁感应强度大小如何，获得初速度的瞬间，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管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C. 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D. 无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同解析：由左手定则可判定小球受到的洛伦兹力F始终指向圆心，另外假设小球受到管道的支持力N，小球获得v0=的初速度后，由牛顿第二定律可得： F+Nmg=m解得：N=mg+mF=6mgqv0B可见，只要B足够大，满足6mg=qv0B，支持力N就为零，所以小球在最低点不一定受到管壁的弹力作用故A错误；由于洛伦兹力不做功，只有重力对小球做功，故小球能不能到最高点与磁感应强度大小无关，从最低点到最高点的过程中，由动能定理可得：mg2R=mv2mv02解得：v=，可知小球能到最高点，由于当v=，小球受到的向心力等于mg，故此时小球除受到重力，向下的洛伦兹力之外，一定还有轨道向上的支持力大小等于洛伦兹力，故B、D正确；对小球的速度沿水平和竖直方向分解，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，水平方向分速度先减小，至圆心等高处，水平分速度为零，再往上运动，水平分速度又增加，故C错误答案：BD6.（2015·湖北省八校高三第一次联考）如图所示，ab是匀强磁场的边界，质子()和粒子()先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界的夹角均为45º，并都到达d点。不计空气阻力和粒子间的作用。关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）A质子和粒子运动轨迹相同B质子和粒子运动动能相同C质子和粒子运动速率相同D质子和粒子运动时间相同解析: 粒子在磁场中做匀速圆周运动，质子和粒子从同一点沿相同的方向射入磁场，然后从同一点离开磁场，则它们在磁场中的运动轨迹相同，故A正确；两粒子的运动轨迹相同，则它们的轨道半径r相同，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：v=，粒子动能：EK=mv2=，质子与粒子的电量分别为e和2e，质量之比为1：4，轨道半径r、磁感应强度B都相等，则EK质子=EK粒子，故B正确；由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：v=，则：，故C错误；粒子在磁场中做圆周运动的周期：T=，则：，两粒子的运动轨迹相同，粒子在磁场中转过的圆心角相同，粒子在磁场中的运动时间：t=T，故D错误【答案】AB 7（2015·四川成都市石室中学高三期中）如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外P（L，0）、Q（0，L）为坐标轴上的两个点现有一电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则（）A. 若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则电子运动的路程一定为B. 若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程一定为LC. 若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程可能为2LD. 若电子从P点出发经原点O到达Q点，则nL（n为任意正整数）都有可能是电子运动的路程解析：若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则有运动轨迹如图所示，则电子运动的路程为圆周的，即为，故A正确；若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动轨迹可能如图所示，或者是：因此电子运动的路程可能为L，也可能为2L，故BD错误C正确；答案：AC8. （2015·湖北省六校高三元月调考）如图，xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外，磁感应强度B=1T的匀强磁场，ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板，长度为9m，M点为x轴正方向上一点，OM=3m现有一个比荷大小为，可视为质点的带正电的小球(重力不计），从挡板下端N处小孔以不同的速度向x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，小球最后都能经过M点，则小球射入的速度大小可能是（）A3m/s B3.75m/s C4.5m/s D5m/s 【解析】依题意可知：小球运动的圆心的位置一定在y轴上，所以小球做圆周运动的半径r一定要大于等于3m，而ON=9m3r，所以小球最多与挡板ON碰撞一次，碰撞后，第二个圆心的位置在O点的上方也可能小球与挡板ON没有碰撞，直接过M点由于洛伦兹力提供向心力，所以：，得：1若小球与挡板ON碰撞一次，则轨迹可能如图1，设OO=s，由几何关系得：r2=OM2+s2=9+s23r9=s 联立得：r1=3m；r2=3.75m分别代入得：=3m/sm/s2若小球没有与挡板ON碰撞，则轨迹如图2，设OO=s，由几何关系得：x=9r3联立得：r3=5m代入得：m/s故选：ABD【答案】ABD9.（2015·湖北省八校高三第一次联考）如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线。AB边界上的P点到边界EF的距离为。一带正电的微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场。已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足E/B=，不考虑空气阻力，求：（1）O点距离P点的高度h多大；（2）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？解析（1）微粒带电量为q、质量为m，轨迹为圆弧，有qE=mg。微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，如图所示，O1、O2为微粒运动的圆心，O1O2与竖直方向夹角为，由几何知识知sin=微粒半径r1，由几何关系有r1+r1sin=，得r1=2L由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有，由动能定理有，已知E/B=2，得h=L/2 （2）微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1，水平距离x1，由运动学公式有，代入v0=、h=L/2，得t1=、x1=。微粒在M点时竖直分速度v1=，速度为v=2、与AB夹角为=30º。微粒在磁场中运动半径r2=4L。由几何关系知微粒从M点运动30º垂直到达EF边界。微粒在磁场中运动周期T=2r2/v=。由题意有微粒运动时间t=T/3+kT/2，（k=0，1，2，）微粒运动时间t=。（k=0，1，2，）【答案】（1）（2）。（k=0，1，2，）10. （2015·北京市朝阳区高三上学期期末）如图所示，在xl、y0范围内有一匀强磁场，方向垂直纸面向里；在xl、y0范围内有一电场强度为E的匀强电场，方向沿y轴负方向。质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的M点由静止释放，粒子运动到O点时的速度为v。不计粒子重力。（1）求O、M两点间的距离d；（2）a如果经过一段时间，粒子能通过x轴上的N点，O、N两点间的距离为b（b<l），求磁感应强度B。b如果粒子运动到O点的同时，撤去电场。要使粒子能再次通过x轴，磁感应强度B应满足什么条件？解析：（1）粒子在电场中只受电场力，根据动能定理所以（2）a粒子进入磁场，做匀速圆周运动，设其轨道半径为r，根据牛顿第二定律由于粒子从O点到N点经历半圆的轨迹可以有n个（n=1，2，3），所以：（n=1，2，3）所以（n=1，2，3）b若要使粒子能再次通过x轴，需满足r<l。即答案：（1）（2）a. （n=1，2，3） b. 11. (2015·河北省邯郸市高三教学质量检测)如图，边长L=0.2 m的正方形abcd区域（含边界）内，存在着垂直于区域的横截面（纸面）向外的匀强磁场，磁感应强度B=5.0×10-2T。带电平行金属板MN、PQ间形成了匀强电场E（不考虑金属板在其它区域形成的电场），MN放在ad边上，两板左端M、P恰在ab边上，两板右端N、Q间有一绝缘挡板EF。EF中间有一小孔O，金属板长度、板间距、挡板长度均为l=0.lm。在M和P的中间位置有一离子源S，能够正对孔O不断发射出各种速率的带正电离子，离子的电荷量均为q=3.2×l0-19 C，质量均为m=6.4×l0-26 kg。不计离子的重力，忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板后的反弹。（l）当电场强度E=104N/C时，求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率。（2）电场强度取值在一定范围时，可使沿SO连线穿过O并进入磁场区域的离子直接从bc边射出，求满足条件的电场强度的范围。解析：（1）穿过孔O的离子在金属板间需满足：代入数据得（2） 穿过孔O的离子在金属板间仍需满足离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动，有由以上两式子得从bc边射出的离子，其临界轨迹如图，对应轨迹半径最大，对应的电场强度最大，由几何关系可得：由此可得从bc边射出的离子，轨迹半径最小时，其临界轨迹如图，对应的电场强度最小，由几何关系可得所以由此可得所以满足条件的电场强度的范围为：【答案】（1）（2）