2017年高考物理試題——磁場(chǎng)

1、2017年高考物理試題一一磁場(chǎng)1 .江蘇卷如圖所示，兩個(gè)單匝線圈 a、b的半徑分別為r和2r.圓形勻強(qiáng)磁 場(chǎng)B的邊緣恰好與 a線圈重合，則穿過 a、b兩線圈的磁通量之比為 （）A. 1：1 B.1：2 C. 1：4 D.4：1Li、L2和L3兩兩等距，均通有電流I,2 .（多選）全國(guó)卷I 如圖，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線Li中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是（）、， 、一， E 、 ， ， 、 LA. Li所受磁場(chǎng)作用力的萬(wàn)向與L2、L3所在平面垂直 *B. L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與Li、L2所在平面垂直/* *C. Li、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為

2、1 ： 1 ： *弋號(hào)JD . Li、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為V3 : V3 : 13 .全國(guó)卷田如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為 I.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為 I的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.如果讓 P中的電流反向、其他條件不變，則A. 0()D. 2Boa點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為32 3B. -3 BoC.-Bo4 .全國(guó)卷n 如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn).大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)

3、.若粒子射入速率為vi,這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為V2,相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上.不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用.則V2 : 0為（）A.4：2B.a/2：1C.V3：1 D.3：/5 .（多選）全國(guó)卷n 某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示，矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸. 將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方.為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)車動(dòng)起來，該同學(xué)應(yīng)將（）A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉8 .左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)

4、軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉9 .全國(guó)卷I 如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎乂 A K * X八XX直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.三個(gè)帶正電的微粒a、b、c左* xxx /右電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc.已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓*周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).下列選項(xiàng)正確的是（）A . mambmcB . mbmamcC. mcmambD. mcmbma10 天津卷平面直角坐標(biāo)系 xOy中，第I象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第田象

5、限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)， 如圖所示.一帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的Q點(diǎn)以速度vo沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，Q點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為到 x軸距離的2倍.粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) 。離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，最終從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，P點(diǎn)到y(tǒng)軸距離與Q點(diǎn)到y(tǒng)軸距離相等.不計(jì)粒子重力，問：粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;X X X XX X X X(2)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比.11 .江蘇卷一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示.大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為 0,經(jīng)加速后，通過寬為 L的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的q,質(zhì)量分別為2 m和m,圖勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上.已

6、知甲、乙兩種離子的電荷量均為十M、N的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡.不中虛線為經(jīng)過狹縫左、右邊界 考慮離子間的相互作用.(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x；(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過的區(qū)域，并求該區(qū)域最窄處的寬度 d;若考慮加速電壓有波動(dòng)，在 (U。A U)到(Uo+A U)之間變 化，要使甲、乙兩種離子在底片上沒有重疊，求狹縫寬度L滿足的條件.12 全國(guó)卷田如圖，空間存在方向垂直于紙面 (xOy平面)向里的磁場(chǎng).在 x0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度 的大小為B。； x0)的帶電粒子 以速度v。從坐標(biāo)原點(diǎn) 。沿x軸正向射入磁場(chǎng)，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)粒子的速度.方向再次沿x軸正向時(shí)，求(不計(jì)

7、重力)：& *xX K K K(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；* k *1X蘆.(2)粒子與O點(diǎn)間的距離. 1t K - J甘112017年高考物理試題一一磁場(chǎng)參考答案1. A 解析穿過a和b兩線圈的磁感線的條數(shù)相同，所以選項(xiàng)A正確.2. BC 解析由題意知，三根導(dǎo)線處于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處，設(shè)某導(dǎo)線在等邊三角形另外兩頂點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,在Li所在處，L2和L3產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加如圖甲所示，方向垂直L2、L3所在平面向上，由左手定則可得安培力的方向平行L2、L3所在平面向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BL1=2B0COS 60=B0；同理可得在L2所在處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BL2=2Bocos60=B

8、。；在L3所在處，Li和L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加如圖乙所示，方向平行Li、L2所在平面向右，由左手定則可得安培力的方向垂直Li、L2所在平面向上，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bl3= 2B0COS 30 v/3B0.由安培力F= BIL可彳# Li、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為i ： I ：出，選項(xiàng)B、C正確.3. C 解析當(dāng)P和Q中電流方向均垂直紙面向里時(shí)， 由于aP=PQ = aQ = l, P和Q在a點(diǎn)產(chǎn)生 的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同， 方向如圖甲所示， 其合磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bi,由幾何關(guān)系知 Bi = 2Bpcos 30 H3BP, 由題可知，a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則 B。和Bi等大反向，則可得

9、 B0=Bi = V3Bp,且B。方向平行于PQ 向左.當(dāng)P中電流反向后，如圖乙所示， P、Q在a點(diǎn)產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B2,由幾何關(guān)系知 B2 =Bp=3。，且B2方向垂直于 PQ向上.可彳a a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B = b2+ B2 = 233B0, C正確.4. C 解析當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡是半圓時(shí)，出射點(diǎn)與入射點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)，故射入的速率為vi時(shí)，對(duì)應(yīng)軌道半徑為 ri = Rsin 30 ,射入的速率為V2時(shí)，對(duì)應(yīng)軌道半徑為 2= Rsin 60 ,由半徑公式r =mv可知軌道半徑與速率成正比，因此v=rj=v3, c正確.qBvi ri5. AD 解析若將左、右轉(zhuǎn)軸上、下兩側(cè)

10、的絕緣漆都刮掉，線圈的上、下兩邊受安培力而使線1 一圈轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過4周后上、下兩邊受到的安培力使線圈速度減小至零，然后反向轉(zhuǎn)回來，最終做擺動(dòng)，b錯(cuò)誤；若將左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，且右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，電路不能接通，C錯(cuò)誤；若將左轉(zhuǎn)軸下側(cè)或上、下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，且右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，線圈的上、下兩邊受安培力而使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過半周后電路不能接通，線圈能繼續(xù)按原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過一周后上、下兩邊再次受到同樣的安培力而使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，A、D正確.6. B 解析對(duì)微粒a,洛倫茲力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，且mag=Eq,對(duì)微粒b, qvB +Eq=mbg,對(duì)微粒c, qvB+mcg=Eq,聯(lián)立三

11、式可得 mbmamc,選項(xiàng) B正確.7. 答案5V0,與x軸正方向成45角斜向上V02解析(1)在電場(chǎng)中，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè) Q點(diǎn)到x軸距離為L(zhǎng),到y(tǒng)軸距離為2L,粒子的加速 度為a,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,有2L = vot L=；at2 設(shè)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)沿y軸方向的分速度為 vyvy= at 設(shè)粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度方向與 X軸正方向夾角為a,有vytan a= v0 聯(lián)立式得a= 45 即粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度方向與 x軸正方向成45角斜向上.設(shè)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度大小為 v,由運(yùn)動(dòng)的合成有v= v2fvo + vy 聯(lián)立式得v=電v。(2)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為 E,粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子在電場(chǎng)中受到的電

12、場(chǎng)力為F,由牛頓第二定律可得F = ma 又F = qE 設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,所受的洛倫茲力提供向心力，有2 v qvB= m- R由幾何關(guān)系可知R= 2L ?聯(lián)立10?式得E vo二二B 2解析(1)設(shè)甲種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為ri1_2電場(chǎng)加速過程，有 qUo=X2mv22v且 qvB = 2m解彳導(dǎo)ri = BmUoq根據(jù)幾何關(guān)系得 x=2ri-L解彳導(dǎo)x=B4j(2)如圖所示mU o一 L q最窄處位于過兩虛線交點(diǎn)的垂線上設(shè)乙種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r2Ttm 19-答案商2mv01西fx0區(qū)域，圓周半徑為 R;在x0區(qū)域，圓解析(1)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，帶