2013年廣東省高考模擬理綜物理分類匯編——磁場.doc

2013年廣東省高考理綜模擬題物理部分分類匯編磁場一、單選題1（2013屆惠州市高三第三次調(diào)研16）如圖所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān)，O是轉(zhuǎn)動軸，A是絕緣手柄，C是閘刀卡口，M、N接電源線，閘刀處于垂直紙面向里，B=1T的勻強(qiáng)磁場中，CO間距離為10cm，當(dāng)磁場力為0.2N時(shí)，閘刀開關(guān)會自動跳開。則要使閘刀開關(guān)能跳開，CO中通過的電流的大小和方向?yàn)椋?）DA電流方向CO，電流大小為1AB電流方向CO，電流大小為2AC電流方向OC，電流大小為1AD電流方向OC，電流大小為2A2（2013屆廣東省珠海市高三摸底理綜物理16）如圖，P、Q兩枚小磁針分別放在通電螺線管的正上方和右側(cè)。閉合電鍵，小磁針靜止時(shí)N極的指向是（ ）CAP、Q均向左BP、Q均向右CP向左，Q向右DP向右，Q向左3（2013屆廣東省潮州市高三上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測理綜物理15）如圖所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)使ab棒突然獲得一初速度v向右運(yùn)動，下列說法正確的是 （ ）DAab做勻減速運(yùn)動B回路中電流均勻減小Ca點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低D安培力對ab棒做負(fù)功4（2013屆廣東省汕頭市第一學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量測理綜物理15）如圖，長方形線框 abcd 通有電流 I，放在直線電流 I 附近，線框與直線電流共面，則下列表述正確的是（ ）AA線圈四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力方向向左B只有ad和bc邊受安培力作用，它們的合力為零Cab和dc邊所受安培力大小相等，方向相同D線圈四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力為零5（2013屆韶關(guān)市調(diào)研理綜物理16）如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子沿x軸正向射人勻強(qiáng)磁場中，它所受到的洛倫茲力方向沿y軸正向，則磁場方向（ ）DA一定沿z軸正向B一定沿z軸負(fù)向C一定在xOy平面內(nèi)D一定在xoz平面內(nèi)6（2013屆梅州市質(zhì)檢理綜物理16）以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶電量為e的電子從A點(diǎn)以速度v0垂直于磁場方向射入磁場中，并從B點(diǎn)射出，AOB120，如圖所示，已知電子質(zhì)量為m，則電子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為（ ）BA BC D7（2013年廣州二模理綜物理16）圓形區(qū)域內(nèi)有如圖所示的勻強(qiáng)磁場，一束相同荷質(zhì)比的帶電粒子對準(zhǔn)圓心O射入，分別從a、b兩點(diǎn)射出，則從b點(diǎn)射出的粒子（ ）AabOA帶正電 B運(yùn)動半徑較小C速率較小 D在磁場中的運(yùn)動時(shí)間較長8（2013年茂名市二模理綜物理16）如圖電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通順時(shí)針電流的環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將（ ）AA向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)C向紙外偏轉(zhuǎn)D向紙里偏轉(zhuǎn)a b 219（2013屆廣東省韶關(guān)二模理綜物理15）回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說法正確的是（ ）CA離子從磁場中獲得能量B帶電粒子的運(yùn)動周期是變化的C離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器 D增大金屬盒的半徑粒子射出時(shí)的動能不變二、雙選題1（2013屆惠州市高三第一次調(diào)研21）如圖所示，一電子以速度v從O點(diǎn)射入MN邊界下方垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中后能返回到MN邊界上方，以下正確的是（ ）BCA一電子從O點(diǎn)右邊返回邊界上方B一電子從O點(diǎn)左邊返回邊界上方C當(dāng)只增加射入速度v大小，則電子在磁場中運(yùn)動的路程一定改變Bv加速電源第20題圖D當(dāng)只增加射入速度v大小，則電子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間一定改變2（2013屆廣東省六校高三第三次聯(lián)考20）一個(gè)用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其核心部分如圖所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩D形盒分別與電源相連下列說法正確的是 （ ）ACA要使加速器能對質(zhì)子加速，兩盒應(yīng)該與交變電源相連B質(zhì)子在電場中被加速，加速電壓越高，射出的速率v越大CD型盒的直徑越大，射出的率度v越大D質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的周期隨質(zhì)子速度增大而增大3（2013屆廣東省六校高三第三次聯(lián)考21）一個(gè)帶電粒子以初速v0垂直于電場方向向右射入勻強(qiáng)電場區(qū)域，穿出電場后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強(qiáng)度方向平行，如圖中的虛線所示在圖示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是 （ ）ADv0ABEv0BBv0BECDv0BE第21題圖4（2013屆廣東省廣州市天河區(qū)一模擬理綜物理17）如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于圓弧所在平面且指向紙外.有一束粒子垂直端口射入彎管，粒子的質(zhì)量、速度都各不相同，但都是一價(jià)正離子，不計(jì)離子重力，則（ ）ACA粒子是從a端口運(yùn)動到b端口B粒子是從b端口運(yùn)動到a端口C通過彎管的粒子動量大小相等D粒子通過彎管的時(shí)間相同5（2013屆廣東湛江市高三10月調(diào)研考物理21）如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電粒子以同一速度、同一位置由P點(diǎn)垂直于邊界進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，在磁場中它們的運(yùn)動軌跡如圖所示。已知粒子a的運(yùn)動軌道半徑為r1，粒子b的運(yùn)動軌跡半徑為r2，且r2=2r1，q1、q2分別是粒子（ ）BCAa帶負(fù)電、b帶正電，q1q2 =12Ba帶正電、b帶負(fù)電，q1q2 =21Ca、b兩個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比tatb=12Da、b兩個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比tatb=216（2013屆廣東省潮州市高三上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測理綜物理21）如圖所示為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡.室中勻強(qiáng)磁場的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)由此可知此粒子（ ）ACA一定帶正電 B一定帶負(fù)電C從下向上穿過鉛板D從上向下穿過鉛板7（2013屆廣東省肇慶市高三上學(xué)期期末統(tǒng)一檢測理綜物理17）下圖中標(biāo)出了磁場B的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向以及通電直導(dǎo)線所受磁場力F的方向，其中正確的是（ ）ACBFIABIFBIBFCIBFDIFBFIB+ 速度選擇器AB8（2013屆廣東省陽江一中 陽春一中聯(lián)考理綜物理19）一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子，經(jīng)過由正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場中并分裂為A、B束，下列說法中正確的是（ ）BDA組成A、B束的離子質(zhì)量一定不同B組成A、B束的離子都帶正電C速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外DA束離子的比荷（）大于B束離子的比荷9（2013屆廣東省汕頭市第一學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量測理綜物理20）如圖，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強(qiáng)磁場（B）和勻強(qiáng)電場（E）組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P，進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場（B），最終打在AlA2上下列表述正確的是（ ）CDBA粒子帶負(fù)電B所有打在AlA2上的粒子，在磁場B中運(yùn)動時(shí)間都相同C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大NMOABv0C10（2013年汕頭市高三教學(xué)質(zhì)量測評（一）理綜物理20）如圖，MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場的邊界，一帶電微粒在紙面內(nèi)從O點(diǎn)垂直于MN以速度v0射入磁場，最后落在C點(diǎn)，不計(jì)微粒的重力作用，則（ ）ADA落在C時(shí)速度vC方向垂直于MNB落在C時(shí)速度vC大于v0C增大v0，微粒將落在A點(diǎn)D減少v0，微粒在磁場中運(yùn)動的時(shí)間不變b D2D1Ba11（2013年湛江市二模理綜物理19）回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說法正確的是（ ）BDA離子從磁場中獲得能量B離子從電場中獲得能量C帶電粒子的運(yùn)動周期是變化的D增大金屬盒的半徑可使粒子射出時(shí)的動能增加12（2013屆揭陽市一模擬考試?yán)砭C物理21）如圖所示，在x軸上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)電子（質(zhì)量為m，電荷量為q）從x軸上的O點(diǎn)以速度v斜向上射入磁場中，速度方向與x軸的夾角為45并與磁場方向垂直.電子在磁場中運(yùn)動一段時(shí)間后，從x軸上的P點(diǎn)射出磁場。則（ ）ACA電了在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為 B電子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為COP兩點(diǎn)間的距離為 DOP兩點(diǎn)間的距離為13（2013年佛山二模理綜物理17）兩個(gè)質(zhì)量、帶電量絕對值均相同的粒子a、b，以不同的速率沿AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其運(yùn)動軌跡如圖不計(jì)粒子重力，則下列說法正確的是（ ）BCAa粒子帶正電Bb粒子帶正電Ca粒子速度較小Db粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間較長v0PQO14（2013年潮州市二模理綜物理20）空間虛線上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；一群電子以不同速率v從邊界上的P點(diǎn)以相同的方向射入磁場。其中某一速率v0的電子從Q點(diǎn)射出，如圖所示。已知電子入射方向與邊界夾角為，則由以上條件可判斷（ ）ADA該勻強(qiáng)磁場的方向是垂直紙面向里B所有電子在磁場中的軌跡相同C速率大于v0的電子在磁場中運(yùn)動時(shí)間長D所有電子的速度方向都改變了215（2013年深圳市二模理綜物理21）如圖，一重力不計(jì)的帶電粒子以一定的速率從a點(diǎn)對準(zhǔn)圓心射入一圓形勻強(qiáng)磁場，恰好從b點(diǎn)射出。增大粒子射入磁場的速率，下列判斷正確的是（ ）BDA該粒子帶正電B從bc間射出C從ab間射出D在磁場中運(yùn)動的時(shí)間變短16（2013屆珠海二模理綜物理）20中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)，楊振寧稱這一發(fā)現(xiàn)是諾貝爾獎級。如圖所示，厚度為，寬度為的金屬導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向（自由電子定向移動形成電流）垂直時(shí)在上下表面會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。下列說法正確的是（ ）BCA上表面的電勢高于下表面B下表面的電勢高于上表面C增大時(shí)，上下表面的電勢差增大D增大時(shí)，上下表面的電勢差增大17（2013屆廣東六校聯(lián)考考前模擬理綜物理21）如圖所示，半徑為R的絕緣筒中為勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、磁感線垂直紙面向里，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，以速度v從圓筒上C孔處沿直徑方向射入筒內(nèi)，如果離子與圓筒碰撞三次(碰撞時(shí)不損失能量，且時(shí)間不計(jì))，又從C孔飛出，則離子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為（ ）BCA.B.C. D.三、非選擇題1（2013屆惠州市高三第三次調(diào)研35）(18分)如圖所示，一個(gè)板長為L，板間距離也是L的平行板電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，在極板右邊的空間里存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。有一質(zhì)量為m，重力不計(jì)，帶電量為-q的粒子從極板正中以初速度為v0水平射入，恰能從上極板邊緣飛出又能從下極板邊緣飛入，求：(1)兩極板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2) -q粒子飛出極板時(shí)的速度v的大小與方向；Lm-qv0BvL(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小解：(1)由于上板帶正電，下板帶負(fù)電，故板間電場強(qiáng)度方向豎直向下 -q粒子在水平方向上勻速運(yùn)動，在豎直方向上勻加速運(yùn)動 其中 解得，(2)設(shè)粒子飛出板時(shí)水平速度為vx，豎直速度為vy，水平偏轉(zhuǎn)角為vx=v0，可得=450，(3)由幾何關(guān)系易知洛倫茲力提供向心力得2（2013屆廣東省六校高三第一次聯(lián)考）16(9分)如圖所示，長度均為L的兩平行金屬板相距為d，O、O為兩金屬板中心處正對的兩個(gè)小孔，兩平行金屬板接有電恒為U的電源，緊靠右金屬板右側(cè)的邊長為L的正方形MQPN的左下半空間有勻強(qiáng)磁場，MN與右金屬板重合一質(zhì)量為m，帶電量為負(fù)q(q0)的帶電粒子(重力不計(jì))從O點(diǎn)以可忽略的初速度進(jìn)入金屬板間的電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入磁場區(qū)，恰好垂直MP而離開磁場區(qū)試求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)帶電粒子從O點(diǎn)進(jìn)入電場到最后從MP離開磁場的時(shí)間t解：(1)帶電粒子在加速度電場中運(yùn)動時(shí)，有 qU=mv2帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，有 qvB=m 由幾何圖形可知，R=解以上三式可得：(2)帶電粒子運(yùn)動時(shí)間為：t=3（2013屆廣東省六校高三第三次聯(lián)考35）CDNMUvB第35題圖hO（18分）如圖所示，M、N間有一電壓可從零到某一最大值Um間調(diào)節(jié)靜止的帶電粒子帶電量大小為q，質(zhì)量為m（不計(jì)重力），從M經(jīng)電場加速后，垂直N板從小孔 O進(jìn)入右側(cè)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里CD為磁場邊界上的熒光板，它與N板的夾角為=60，孔O到板的下端C的距離為h，當(dāng)M、N之間電壓取最大值時(shí)，粒子剛好垂直打在CD板上并發(fā)出熒光。求：（1）MN間電壓的最大值Um（2）粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間t（3）CD板上能發(fā)光區(qū)域的長度解：（1）當(dāng)粒子垂直打在板上時(shí)，由幾何知識，圓周運(yùn)動的圓心為C，半徑 (2分）由洛倫茲力充當(dāng)向心力： （2分）在電場中加速，由動能定理 （2分）化簡解得兩板間最大電壓 （2分）（2）當(dāng)粒子垂直打在N板上時(shí)，粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間最長， （4分）（3）當(dāng)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，軌跡剛好與CD相切時(shí)，設(shè)半徑為r，切點(diǎn)到C距離為d,由幾何知識得： 解得 （2分） （2分）CD上能發(fā)光區(qū)域的長度 （2分）4（2013屆廣東省廣州市天河區(qū)一模擬理綜物理36）（18分）如圖a，間距為d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導(dǎo)軌相連，平行導(dǎo)軌間距L=，一根導(dǎo)體棒ab以一定的初速度向右勻速運(yùn)動，棒的右端存在一個(gè)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。棒進(jìn)入磁場的同時(shí)，粒子源P釋放一個(gè)初速度為零的帶電粒子，已知帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個(gè)小孔穿出。在板的上方，有一個(gè)環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。已知外圓半徑為2d，內(nèi)圓半徑為d，兩圓的圓心與小孔重合（粒子重力不計(jì)）。（1）判斷帶電粒子的正負(fù)，并求當(dāng)ab棒的速度為vo時(shí)，粒子到達(dá)M板的速度v；（2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則ab棒運(yùn)動速度v0的取值范圍是多少？（3）若棒ab的速度，為使粒子不從外圓飛出，可通過控制導(dǎo)軌區(qū)域磁場的寬度S（如圖b），則該磁場寬度S應(yīng)控制在多少范圍內(nèi)？解：（1）根據(jù)右手定則知，a端為正極，故帶電粒子必須帶負(fù)電 （2分）ab棒切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢 （1分）對于粒子，由動能定理 （2分）得粒子射出電容器的速度為 （1分）（2）要使粒子不從外邊界飛出，則粒子最大半徑時(shí)的軌跡與外圓相切，由幾何關(guān)系有： （3分）得洛侖茲力等于向心力，有： （2分）聯(lián)立得 （1分）故ab棒的速度范圍：（3）因?yàn)?，故如果讓粒子在MN間一直加速，則必然會從外圓飛出，所以只能讓粒子在MN間只加速至速度為，再勻速射出電容器則可。（2分）而 （1分）由 得： （1分）對于棒ab： （1分）故磁場的寬度應(yīng) （1分）5（2013屆廣東省潮州市高三上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測理綜物理35）如圖所示,在XOY直角坐標(biāo)系中，OQ與OP分別與X軸正負(fù)方向成450，在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E，其余區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，一帶電量為+q的質(zhì)量為m粒子在Y軸上A點(diǎn)(0，-L)以平行于X軸速度v0進(jìn)入第四象項(xiàng),在QO邊界垂直進(jìn)入電場，后又從PO邊界離開電場，不計(jì)粒子的重力。求：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?(2)粒子從PO進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)?解：(1)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B則在磁場中運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律有 3分由幾何關(guān)系可得r=L 3分則 3分(2)設(shè)粒子在電場中運(yùn)動的加速度大小為則根據(jù)牛頓第二定律有 3分由平拋運(yùn)動規(guī)律知 3分 2分則坐標(biāo)值為（） 2分6（2013屆廣東省華附省實(shí)深中廣雅四校高三上學(xué)期期末聯(lián)考理綜物理）36（18分）如圖(a)所示，有兩級光滑的絕緣平臺，高一級平臺距離絕緣板的中心的高度為h，低一級平臺高度是高一級平臺高度的一半絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動摩擦因數(shù)為，一輕質(zhì)彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場和變化的磁場，電場強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況如圖(b)所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為有一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球從高一級平臺左邊緣以一定初速滑過平臺后在t=0時(shí)刻垂直于邊界進(jìn)入復(fù)合場中，設(shè)小球剛進(jìn)入復(fù)合場時(shí)磁場方向向外且為正值小球做圓周運(yùn)動至點(diǎn)處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界返回并滑上低一級平臺，絕緣板從C開始向右壓縮彈簧的最大距離為到達(dá)D，求： 磁場變化的周期T； 小球從高一級平臺左邊緣滑出的初速度v； 絕緣板的質(zhì)量M； 絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢能EP解析：帶電小球垂直于邊界進(jìn)入復(fù)合場，運(yùn)動到點(diǎn)恰與絕緣板碰撞，碰后能返回平臺，說明小球在復(fù)合場中qmg-1分洛侖茲力做勻速圓周運(yùn)動的向心力，且經(jīng)過半個(gè)圓周到達(dá)點(diǎn)，碰后再經(jīng)過半個(gè)周期回到二級平臺由 qvm- -1分 - -1分得到帶電粒子在磁場運(yùn)動的周期公式 - -1分消去q，得交變磁場變化的周期 - - -1分由牛頓第二定律有：qvm由幾何關(guān)系有： rh/2 -1分聯(lián)立，解得：v- -2分設(shè)小球碰撞后的速度大小為V，絕緣板的速度大小為Vm。則題意可知，小球返回的半徑r=，又根據(jù)r可得：則V - -1分小球與絕緣板碰撞過程中，以小球和絕緣板為系統(tǒng)，動量守恒。有：mvmVVm -2分而小球與絕緣板發(fā)生的是彈性碰撞，它們構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有：有：mv2mV2Vm2 -2分聯(lián)立解得：3m -1分絕緣板從點(diǎn)運(yùn)動至點(diǎn)的過程中，根據(jù)功能關(guān)系有：gSVm2 -2分聯(lián)立解得：3mgS 2分7（2013屆廣東省陽江一中 陽春一中聯(lián)考理綜物理）35（18分）在xoy直角坐標(biāo)系中，第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場區(qū)域，在電場偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點(diǎn)已知OA=OC=d求：（1）電場強(qiáng)度E；（2）磁感強(qiáng)度B的大小。解：（1）設(shè)帶電粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后獲得速度為v，由 （3分）帶電粒子進(jìn)入磁場后，洛侖茲力提供向心力，由牛頓第二定律： （3分）依題意可知：r=d （2分）聯(lián)立可解得： （2分）（2）帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，做類平拋運(yùn)動，設(shè)經(jīng)時(shí)間t從P點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，由 （2分） （2分） （2分）聯(lián)立可解得： （2分）8（2013屆廣東省廣州市高三調(diào)研測試物理）ABCDOv36(18分)如圖所示，在光滑絕緣的水平面內(nèi)，對角線AC將邊長為L的正方形分成ABC和ADC兩個(gè)區(qū)域，ABC區(qū)域有垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場，ADC區(qū)域有平行于DC并由C指向D的勻強(qiáng)電場質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從A點(diǎn)沿AB方向以v的速度射入磁場區(qū)域，從對角線AC的中點(diǎn)O進(jìn)入電場區(qū)域（1）判斷磁場的方向并求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?）討論電場強(qiáng)度E在不同取值時(shí)，帶電粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間t解：（1）根據(jù)左手定則，可以判斷磁場方向垂直紙面向里。設(shè)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為r，有：依題意，聯(lián)立，解得：（2）設(shè)帶電粒子恰好從D點(diǎn)離開電場時(shí)對應(yīng)的電場強(qiáng)度為E0，則有：得：討論：（i）當(dāng)時(shí)，粒子從DC邊離開電場，此時(shí)粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間為t1（ii）當(dāng)時(shí)，粒子從AD邊離開電場，此時(shí)粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間為t2，有：得：評分說明：判斷磁場方向及正確各給2分； 討論（i）、（ii）每項(xiàng)正確給2分9（2013年廣東省江門市高三模擬考試?yán)砭C物理）35（18分）兩極板a、b間存在正交的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，正離子以速度v0=3.0107m/s沿極板中線勻速飛出極板，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示。已知板長L=10cm，板距d=30cm，板間電壓U=1800V，離子比荷為，不計(jì)重力，求：（1）求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。浚?）撤去磁場，求離子穿過電場時(shí)偏離入射方向的距離，以及離開電場時(shí)速度的大??？（3）撤去磁場后，要使離子不從邊界PQ射出，求磁場的寬度至少為多少？（sin370=0.6，cos370=0.8）解：（1）由E=U/d (1分) 得E=6103V/m (1分)正離子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則qv0B=qE (2分) 得 (1分)vodLabMNQPRRDvvyv0 （2）設(shè)正離子通過場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離為y，則： (2分) 因?yàn)?(1分)， (1分) 所以 得y=6.710-2m（1分）（2分）得4107m/s（1分） 所以離子的速率（1分）（3）由圖可得 即=370（1分）由牛頓第二定律 （1分） 得R=0.125m（1分）由圖可得D=Rcos+R=0.225m（1分）10（2013屆茂名市一模理綜物理35）（18分）如圖所示裝置中，區(qū)域I和中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度分別為E和；區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射人電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成600角射入?yún)^(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入?yún)^(qū)域的勻強(qiáng)電場中。求：(1)粒子在區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌道半徑；(2)O、M間的距離；(3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間。解：（18分）(1)粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，設(shè)粒子過A點(diǎn)時(shí)速度為v，由類平拋規(guī)律知 （2分）粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得 （2分）所以. （2分）(2)設(shè)粒子在電場中運(yùn)動時(shí)間為，加速度為a。則有 （1分） （1分）即 （1分）O、M兩點(diǎn)間的距離為 （2分）(3)設(shè)粒子在區(qū)域磁場中運(yùn)動時(shí)間為則由幾何關(guān)系知 （2分）設(shè)粒子在區(qū)域電場中運(yùn)行時(shí)間為， （1分）則 （2分）粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所用時(shí)間為 （2分）11（2013年汕頭市高三教學(xué)質(zhì)量測評（一）理綜物理35）（18分）如圖所示，一邊長為a的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面向內(nèi)，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的金屬板，兩板間的距離為d，板長l=3dt=0時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0開始均勻增加，同時(shí)，在金屬板的左側(cè)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以大小為v0的初速度沿兩板間的中線向右射入兩板間，恰好從下板的邊緣射出，忽略粒子的重力作用求：（1）粒子在板間運(yùn)動過程，兩板間的電勢差（2）粒子從兩板間離開瞬間，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小12（2013年深圳一模理綜物理試題36）（18分）如圖，水平地面上方有一底部帶有小孔的絕緣彈性豎直檔板，板高h(yuǎn)=9m，與板等高處有一水平放置的籃筐，筐口的中心離擋板s=3m板的左側(cè)以及板上端與筐口的連線上方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T；質(zhì)量、電量、直徑略小于小孔寬度的帶電小球（視為質(zhì)點(diǎn)），以某一速度水平射入場中做勻速圓周運(yùn)動，若與檔板相碰就以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)，碰撞時(shí)電量不變，小球最后都能從筐口的中心處落入筐中，求：（1）電場強(qiáng)度的大小與方向；（2）小球運(yùn)動的最大速率；（3）小球運(yùn)動的最長時(shí)間。解：（1）因小球能做勻速圓周運(yùn)動，所以有：分方向豎直向下分（2）洛侖茲力提供向心力有： 且 2分得： 1分小球不與擋板相碰直接飛入框中，其運(yùn)動半徑最大，如圖1所示，由幾何知識可得：2分求得：1分5m/s1分（3）因?yàn)樗俣确较蚺c半徑方向垂直，圓心必在檔板的豎直線上設(shè)小球與檔板碰撞n次，其最大半徑為要擊中目標(biāo)必有： n只能取0 , 1 2分當(dāng)n=0，即為（2）問中的解當(dāng)n=1，時(shí)可得：2分解得：R1=3m， R2=3.75m 2分R1=3m時(shí)半徑最小，其運(yùn)動軌跡如圖2中的軌跡所示，其速度為：，3m/s 1分hsv0B即為所求的最小速度。（其它解法同樣給分，再提供兩種解法）（3）因?yàn)樗俣确较蚺c半徑方向垂直，圓心必在檔板的豎直線上 設(shè)小球與檔板碰撞n次 代入得 使R有解必須有 代入得 可得 n只能取0，1 （以下同上）（3）要求最小速度，需求最小半徑，由幾何關(guān)系得： 或 3分整理得：此方程R有解，則有：得 所以： 或（n為奇數(shù)）（以下同上）13（2013年佛山市質(zhì)量檢測一理綜物理35）（15分）如左圖所示，水平光滑絕緣桌面距地面高h(yuǎn)，x軸將桌面分為、兩個(gè)區(qū)域。右圖為桌面的俯視圖，區(qū)域的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E，方向與ab邊及x軸垂直；區(qū)域的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小球，從桌邊緣ab上的M處由靜止釋放（M距ad邊及x軸的距離均為l），加速后經(jīng)x軸上N點(diǎn)進(jìn)入磁場，最后從ad邊上的P點(diǎn)飛離桌面；小球飛出的瞬間，速度如圖與ad邊夾角為60o。求：小球進(jìn)入磁場時(shí)的速度；區(qū)域磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小小球飛離桌面后飛行的水平距離。解：（1）小球在電場中沿MN方向做勻加速直線運(yùn)動，此過程由動能定理，有 可得小球進(jìn)入磁場時(shí)的速度 v方向x軸垂直。（2）小球進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動，軌跡如圖所示。由幾何關(guān)系可得 又由洛侖茲力提供向心力，有 由式可得 （3）小球飛離桌面后做平拋運(yùn)動，由平拋規(guī)律有 由式可得小球飛行的水平距離為 14（2013年廣州一模理綜物理35）（18分）如圖所示，內(nèi)徑為r、外徑為2r的圓環(huán)內(nèi)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場圓環(huán)左側(cè)的平行板電容器兩板間電壓為U，靠近M板處靜止釋放質(zhì)量為m、電量為q的正離子，經(jīng)過電場加速后從N板小孔射出，并沿圓環(huán)直徑方向射入磁場，求：(1) 離子從N板小孔射出時(shí)的速率；(2) 離子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑；(3) 要使離子不進(jìn)入小圓區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍解：（18分） （1）設(shè)離子射入勻強(qiáng)磁場時(shí)的速率為v，由動能定理得： 解得：（2）設(shè)離子在磁場中圓周運(yùn)動的半徑為R，離子所受洛倫茲力提供向心力：由牛頓第二定律有： 聯(lián)立可得（3）若離子恰好不進(jìn)入小圓，設(shè)離子與小圓相切時(shí)軌道半徑為R0，此時(shí)軌跡如圖所示，在中，由幾何關(guān)系得：解得：要使離子不進(jìn)入小圓，必須解得磁感應(yīng)強(qiáng)度（評分說明：各3分；各2分；各2分）15（2013屆揭陽市一模擬考試?yán)砭C物理36）（18分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)y0的區(qū)域存在電場與磁場，ON為電場與磁場的分界線，ON與y軸的夾角為45，電場強(qiáng)度大小為32N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T，一質(zhì)量為，帶電荷量為的正粒子從O點(diǎn)沿x軸負(fù)方向以速度射入磁場，不計(jì)粒子重力，求：（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑；（2）粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間；（3）粒子最終穿過x軸時(shí)離O點(diǎn)的距離。解：（1）帶電粒子從O點(diǎn)射入磁場，做勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)1/4圓周后，第一次經(jīng)過磁場邊界進(jìn)入電場，運(yùn)動軌跡如圖（2分）由（2分）得（1分）（2）粒子第一次進(jìn)入電場后做減速運(yùn)動，速度減為0后反向做加速運(yùn)動，此后又以大小為的速度進(jìn)入磁場，運(yùn)動3/4圓周后第二次進(jìn)入電場，由（2分）解得粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間（2分）（3）粒子第二次進(jìn)入電場后，速度方向垂直電場方向，粒子做類平拋運(yùn)動（2分） （2分） （2分）解得（1分）粒子最終穿過x軸時(shí)離O點(diǎn)的距離（2分）16（2013屆肇慶市一模理綜物理35）oc d e fyxabE（18分）如圖所示，在xoy坐標(biāo)系中，y0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場；在y0)，E、F為磁場邊界，且與C、D板平行。D板右方分布磁場大小均為B0，方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場。區(qū)域的磁場寬度為d，區(qū)域的磁場寬度足夠大。在C板小孔附近有質(zhì)量為m、電量為q的負(fù)離子由靜止開始加速后，經(jīng)D板小孔垂直進(jìn)入磁場區(qū)域，不計(jì)離子重力。（1）判斷圓形線框內(nèi)的磁場方向；（2）若離子從C板出發(fā)，運(yùn)動一段時(shí)間后又恰能回到C板出發(fā)點(diǎn)，求離子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間；（3）若改變圓形框內(nèi)的磁感強(qiáng)度變化率k，離子可從距D板小孔為2d的點(diǎn)穿過E邊界離開磁場，求圓形框內(nèi)磁感強(qiáng)度的變化率k是多少？解：（1）圓形線框內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里（畫在圖上同樣給分） (2分)（2）離子在、區(qū)域內(nèi)作圓周運(yùn)動，半徑均為R，有： （1分）運(yùn)動周期均為T，有： （1分）解得： （1分）由題意