山東版物理高考總復(fù)習(xí)專題十一磁場(chǎng)（試題練）教學(xué)講練

1、物理高考總復(fù)習(xí)PAGE PAGE 29學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題十一磁場(chǎng)【考情探究】課標(biāo)解讀考情分析備考指導(dǎo)考點(diǎn)內(nèi)容磁場(chǎng)及安培力1.能列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)。了解磁感應(yīng)強(qiáng)度,會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)。體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。3.知道磁通量。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向,會(huì)計(jì)算安培力的大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。本專題考試的重點(diǎn)內(nèi)容是:1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解和計(jì)算;2.安培力、洛倫茲力的特點(diǎn);3.有界磁場(chǎng)中的臨界問(wèn)題;4.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的多解問(wèn)題

2、;5.帶電粒子在組合場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。其中,帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),往往以高考?jí)狠S題的形式出現(xiàn),用到的知識(shí)有:動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)(牛頓運(yùn)動(dòng)定律)、運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)(動(dòng)能定理、能量守恒定律)、電場(chǎng)的觀點(diǎn)(類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)、磁場(chǎng)的觀點(diǎn)(帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)。本專題內(nèi)容包括磁場(chǎng)的基本性質(zhì)、安培力的應(yīng)用、洛倫茲力的應(yīng)用和帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容。復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng):1.側(cè)重磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、地磁場(chǎng)、安培力、洛倫茲力等基本概念的理解。2.熟練掌握電流在磁場(chǎng)中、帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)的分析方法,同時(shí)應(yīng)注意結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律及功和能的關(guān)系等

3、知識(shí)進(jìn)行綜合分析,提高空間想象能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。洛倫茲力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向,會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。2.能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.了解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用。2.能分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,能解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象。【真題探秘】基礎(chǔ)篇 固本夯基【基礎(chǔ)集訓(xùn)】考點(diǎn)一磁場(chǎng)及安培力1.如圖所示,金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,棒中通以由M向N的電流,平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為。如果僅改變下列某一個(gè)條件,角的相應(yīng)變化情況是()A.

4、棒中的電流變大,角變大B.兩懸線等長(zhǎng)變短,角變小C.金屬棒質(zhì)量變大,角變大D.磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,角變小答案A2.電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置,如圖所示,兩相距很近的通電平行線圈和,線圈固定,線圈置于天平托盤上,當(dāng)兩線圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí),天平示數(shù)恰好為零。下列說(shuō)法正確的是() A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí),兩線圈電流方向相同B.當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí),兩線圈電流方向相同C.線圈對(duì)線圈的作用力大于線圈對(duì)線圈的作用力D.線圈對(duì)線圈的作用力與托盤對(duì)線圈的作用力是一對(duì)相互作用力答案A3.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一等腰直角三角形ACD。A點(diǎn)有一根垂直于ACD平面的直導(dǎo)線。當(dāng)導(dǎo)線中通有圖示方向的電流

5、時(shí),D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。則C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為() A.0B.B0C.2B0D.2B0 答案C考點(diǎn)二洛倫茲力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4.如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)ABCD,帶電粒子從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng),恰好從C點(diǎn)飛出磁場(chǎng);若帶電粒子以相同的速度從AD的中點(diǎn)P垂直AD射入磁場(chǎng),從DC邊的M點(diǎn)飛出磁場(chǎng)(M點(diǎn)未畫出)。設(shè)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間為t1,由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用時(shí)間為t2(帶電粒子重力不計(jì)),則t1t2為()A.21B.23C.32D.32答案C5.如圖所示,矩形虛線框MNPQ內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。a、b、c是三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子,它們從

6、PQ邊上的中點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng),圖中畫出了它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。粒子重力不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()A.粒子a帶負(fù)電B.粒子c的動(dòng)能最大C.粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)D.粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力最大答案D考點(diǎn)三帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)6.(多選)如圖所示,套在足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動(dòng),現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中。設(shè)小球電荷量不變,小球由靜止開(kāi)始下滑的過(guò)程中()A.小球加速度一直增大B.小球速度一直增大,直到最后勻速C.棒對(duì)小球的彈力先減小后反向增大D.小球所受洛倫茲力一直增大答案BC7.(20

7、19山東淄博一模,24,12分)如圖,與水平面成45角的平面MN將空間分成和兩個(gè)區(qū)域。區(qū)域存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;區(qū)域存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子以速度v0從平面MN上的P點(diǎn)水平向右射入?yún)^(qū)域。粒子的重力忽略不計(jì)。(1)求粒子第一次到達(dá)平面MN時(shí)離出發(fā)點(diǎn)P的距離;(2)上述粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域空間后,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)第一次離開(kāi)區(qū)域時(shí),恰好能夠通過(guò)P點(diǎn),試求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。答案(1)22mv綜合篇 知能轉(zhuǎn)換【綜合集訓(xùn)】拓展一安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加1.(多選)已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足B=kIr(其中k為比例系數(shù),I為電流

8、,r為該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離)。現(xiàn)有四根平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線,其橫截面恰好在一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,電流方向如圖所示,其中A、C導(dǎo)線中的電流大小為I1,B、D導(dǎo)線中的電流大小為I2。已知A導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力恰好為零,則下列說(shuō)法正確的是(A.電流的大小關(guān)系為I1=2I2B.四根導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力都為零C.正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D.若移走A導(dǎo)線,則中心O處的磁場(chǎng)將沿OB方向答案ACD拓展二通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的判定2.一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣且兩者相互垂直放置,兩個(gè)線圈的圓心重合,當(dāng)兩線圈通以如圖所示的電流時(shí),從左向右看,線圈L1將() A.不動(dòng)B.順時(shí)針

9、轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.向紙面內(nèi)平動(dòng)答案B3.如圖所示,把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方,導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)()A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降B.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升C.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降D.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升答案A拓展三帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)4.不計(jì)重力的兩個(gè)帶電粒子M和N沿同一方向經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。分別用vM與vN、tM與tN、qMmM與qNmNA.如果qMmM=qNmNB.如果qMmM=qNmNC.如果vM=vN,則qMmD.如果tM=tN,則qMm答案A

10、拓展四帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的典型實(shí)例5.如圖所示,一段長(zhǎng)方體導(dǎo)電材料,左右兩端面的長(zhǎng)和寬都分別為a和b,內(nèi)有帶電荷量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí),測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電勢(shì)比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為()A.IB|q|aU,負(fù)C.IB|q|bU,負(fù)答案C6.(多選)英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因首次制成質(zhì)譜儀,并用此對(duì)同位素進(jìn)行了研究,因此榮獲了1922年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

11、,則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.該束帶電粒子帶負(fù)電B.速度選擇器的P1極板帶正電C.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,速度越大D.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量不一定大答案BD應(yīng)用篇 知行合一應(yīng)用一探究有邊界磁場(chǎng)的處理方法【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(多選)如圖所示,正方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn),一個(gè)帶正電的粒子(重力忽略不計(jì))若從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)。現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30角的方向(如圖中虛線所示),以各種不同的速率射入正方形內(nèi),那么下列說(shuō)法中正確的是()A.該帶電粒子不可能剛好從正方

12、形的某個(gè)頂點(diǎn)射出磁場(chǎng)B.若該帶電粒子從ab邊射出磁場(chǎng),它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是23tC.若該帶電粒子從bc邊射出磁場(chǎng),它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是t0D.若該帶電粒子從bc邊射出磁場(chǎng),它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是53t答案ABC2.如圖,真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60 T。磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光板ab,板面與磁場(chǎng)方向平行。在距ab為l=16 cm處,有一個(gè)點(diǎn)狀的粒子放射源S,它向各個(gè)方向發(fā)射粒子,粒子的速率都是v=3.0106 m/s。已知粒子的電荷量與質(zhì)量之比qm=5.0107 C/kg。現(xiàn)只考慮在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的粒子,求ab板上被答案20 cm應(yīng)用二探究

13、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(多選)如圖所示,等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,直角邊bc的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。三個(gè)相同的帶正電粒子從b點(diǎn)沿bc方向分別以不同速率v1、v2、v3射入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2、t3,且t1t2t3=332。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是()A.粒子的速率關(guān)系一定是v1=v2v3B.粒子的速率關(guān)系可能是v2v10)的同種粒子(粒子重力不計(jì)),所有粒子均能通過(guò)MN上的b點(diǎn)。已知ab=L,MN兩側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域均足夠大,則粒子的速率可能是() A.qBL8mB.qBL6mC.答案BD應(yīng)用

14、三探究帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(多選)如圖1所示,兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為L(zhǎng),其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒。從t=0時(shí)刻起,棒上有如圖2所示的持續(xù)交變電流I,周期為T,最大值為Im,圖1中I所示方向?yàn)殡娏髡较?。則金屬棒()圖1圖2A.一直向右移動(dòng)B.速度隨時(shí)間周期性變化C.受到的安培力隨時(shí)間周期性變化D.受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功答案ABC2.(2014山東理綜,24,20分)如圖甲所示,間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。取垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。

15、t=0時(shí)刻,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度v0由Q板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁場(chǎng)且平行于板面的方向射入磁場(chǎng)區(qū)。當(dāng)B0和TB取某些特定值時(shí),可使t=0時(shí)刻入射的粒子經(jīng)t時(shí)間恰能垂直打在P板上(不考慮粒子反彈)。上述m、q、d、v0為已知量。圖甲圖乙(1)若t=12TB,求B0(2)若t=32TB,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小(3)若B0=4mv0qd,為使粒子仍能垂直打在P板上,答案(1)mv0qd(3)d3創(chuàng)新篇 守正出奇【創(chuàng)新集訓(xùn)】如圖所示,在坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域,圓心坐標(biāo)為O1(a,0),圓內(nèi)分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在直線y=a的上方和直

16、線x=2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi),有一沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,一質(zhì)量為m、電荷量為+q(q0)的粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入,當(dāng)入射速度方向沿x軸方向時(shí),粒子恰好從O1點(diǎn)正上方的A點(diǎn)射出磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力,求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)粒子離開(kāi)第一象限時(shí)速度方向與y軸正方向的夾角;(3)若將電場(chǎng)方向變?yōu)檠貀軸負(fù)方向,電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向、并與x軸正方向夾角=30射入第一象限,求粒子從射入磁場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間t。答案(1)mvqa(2)tan =2Eqamv02【五年高考】A組基礎(chǔ)題組1.(2019課標(biāo),17,6分)如圖,等邊三角形線框LMN

17、由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為() A.2FB.1.5FC.0.5FD.0答案B2.(2019課標(biāo),17,6分)如圖,邊長(zhǎng)為l的正方形abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面(abcd所在平面)向外。ab邊中點(diǎn)有一電子發(fā)射源O,可向磁場(chǎng)內(nèi)沿垂直于ab邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為()A.14kBl,54kBlB.14C.12kBl,54kBlD.12答案B3.(2018課標(biāo),20,6

18、分)(多選)如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點(diǎn),它們相對(duì)于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為13B0和12B0,方向也垂直于紙面向外。則(A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為712BB.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為112BC.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為112BD.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為712B答案AC4.(2017課標(biāo),19,6分)(多選)如圖,三根相互平行的固定

19、長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流I,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反。下列說(shuō)法正確的是()A.L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為113D.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為331答案BC5.(2017課標(biāo),16,6分)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

20、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.mcmbma答案B6.(2017課標(biāo),24,12分)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B0;x1)。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場(chǎng),此時(shí)開(kāi)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)重力)(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(2)粒子與O點(diǎn)間的距離。答案(1)mB0q(1+1)7.(2019課標(biāo),24,12分)如圖,在直角三角形OPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外

21、。一帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U加速后,沿平行于x軸的方向射入磁場(chǎng);一段時(shí)間后,該粒子在OP邊上某點(diǎn)以垂直于x軸的方向射出。已知O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),N點(diǎn)在y軸上,OP與x軸的夾角為30,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)與離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)之間的距離為d,不計(jì)重力。求(1)帶電粒子的比荷;(2)帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間。答案(1)4UB2d2(2)B8.(2018課標(biāo),24,12分)如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1,并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出;乙

22、種離子在MN的中點(diǎn)射出;MN長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(2)甲、乙兩種離子的比荷之比。答案(1)4UlB組綜合題組1.(2019課標(biāo),18,6分)如圖,在坐標(biāo)系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為12B和B、方向均垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子垂直于x軸射入第二象限,隨后垂直于y軸進(jìn)入第一象限,最后經(jīng)過(guò)x軸離開(kāi)第一象限。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為( A.5m6C.11m6答案B2.(2017課標(biāo),21,6分)(多選)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

23、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)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),該同學(xué)應(yīng)將() A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)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)的絕緣漆刮掉答案AD3.(2017課標(biāo),18,6分)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(guò)P點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入速率為v1,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

24、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v2v1為() A.32B.21C.31D.32答案C4.(2016課標(biāo),18,6分)平面OM和平面ON之間的夾角為30,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q(q0)。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng),速度與OM成30角。已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力。粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為() A.mv2qBB.3mvqBC.答案D5.(20

25、16課標(biāo),15,6分)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速,經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開(kāi)磁場(chǎng)。若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速,為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開(kāi)磁場(chǎng),需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A.11B.12C.121D.144答案D6.(2018課標(biāo),25,20分)如圖,在y0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E;在y0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)氕核11H和一個(gè)氘核12H先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動(dòng)能射出,速度方向沿

26、x軸正方向。已知11H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度方向與x軸正方向的夾角為60,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場(chǎng)。(1)11H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(3)12H第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)答案(1)233h(2)6mEqh(3)7.(2018課標(biāo),25,20分)一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示:中間是磁場(chǎng)區(qū)域,其邊界與y軸垂直,寬度為l,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于xOy平面;磁場(chǎng)的上、下兩側(cè)為電場(chǎng)區(qū)域,寬度均為l,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均為E,方向均沿x軸正方向;M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點(diǎn),它們的連線與y軸平行。一帶正電的粒子以某一速

27、度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出。不計(jì)重力。(1)定性畫出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡;(2)求該粒子從M點(diǎn)入射時(shí)速度的大小;(3)若該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為6,求該粒子的比荷及其從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N答案(1)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖(a)所示。(粒子在電場(chǎng)中的軌跡為拋物線,在磁場(chǎng)中為圓弧,上下對(duì)稱)圖(a)(2)2ElBl(3)8.(2015山東理綜,24,20分)如圖所示,直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi),O為圓心,GH為大圓的水平直徑。兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(區(qū))和小圓內(nèi)部(區(qū))均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。間距為

28、d的兩平行金屬極板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),上極板開(kāi)有一小孔。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子由小孔下方d2處?kù)o止釋放,加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場(chǎng),由H(1)求極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小;(2)若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切,求區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;(3)若區(qū)、區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為2mvqD、4mvqD,粒子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再次經(jīng)過(guò)答案(1)mv2qd(2)4mvC組教師專用題組 1.(2015課標(biāo),19,6分,0.506)(多選)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和,中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是中的k倍。兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)。與中運(yùn)動(dòng)的電子相比,中的電子()A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍B.加速度的大小是中的k

29、倍C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等答案AC2.(2019天津理綜,4,6分)筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件,電腦正常工作;當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示,一塊寬為a、長(zhǎng)為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件,元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子,通入方向向右的電流時(shí),電子的定向移動(dòng)速度為v。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的()A.前表面的電勢(shì)比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無(wú)關(guān)C.前、后表面間

30、的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為eU答案D3.(2017上海單科,11,4分)如圖,一導(dǎo)體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。開(kāi)關(guān)閉合后導(dǎo)體棒受到的安培力方向()A.向上B.向下C.向左D.向右答案D4.(2015海南單科,1,3分)如圖,a是豎直平面P上的一點(diǎn)。P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點(diǎn)。P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下,在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過(guò)a點(diǎn)。在電子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬間,條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右答案A5.(2015課標(biāo),18,6分,0.527)(多選)指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針,下列說(shuō)法

31、正確的是()A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極B.指南針能夠指向南北,說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾D.在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線,導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)答案BC6.(2018天津理綜,11,18分)如圖所示,在水平線ab的下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,方向豎直向下,ab的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里。磁場(chǎng)中有一內(nèi)、外半徑分別為R、3R的半圓環(huán)形區(qū)域,外圓與ab的交點(diǎn)分別為M、N。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子在電場(chǎng)中P點(diǎn)靜止釋放,由M進(jìn)入磁場(chǎng),從N射出。不計(jì)粒子重力。(1)求粒子從P到M所用的時(shí)間t;(2)若粒子從與P同一水平線上的Q

32、點(diǎn)水平射出,同樣能由M進(jìn)入磁場(chǎng),從N射出。粒子從M到N的過(guò)程中,始終在環(huán)形區(qū)域中運(yùn)動(dòng),且所用的時(shí)間最少,求粒子在Q時(shí)速度v0的大小。答案(1)3RBE7.(2015重慶理綜,9,18分)圖為某種離子加速器的設(shè)計(jì)方案。兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。其中MN和MN是間距為h的兩平行極板,其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔O和O,ON=ON=d,P為靶點(diǎn),OP=kd(k為大于1的整數(shù))。極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電壓為U。質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速,經(jīng)O進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。當(dāng)離子打到極板上ON區(qū)域(含N點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收。兩虛線之間的區(qū)域無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng)存

33、在,離子可勻速穿過(guò)。忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力。求:(1)離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值;(3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。答案(1)22Uqmqkd(2)22nUqm(3)(2k2【三年模擬】時(shí)間:60分鐘分值:70分一、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,共12分)1.(2019山東濰坊二模,18)中核集團(tuán)研發(fā)的“超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器”,能夠?qū)①|(zhì)子加速至光速的12,促進(jìn)了我國(guó)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。若用如圖所示的回旋加速器分別加速氕、氘兩種靜止的原子核,不考慮加速過(guò)程中原子核質(zhì)量的變化,以下判斷正確的

34、是(A.氘核射出時(shí)的向心加速度大B.氕核獲得的速度大C.氘核獲得的動(dòng)能大D.氕核動(dòng)能增大,其偏轉(zhuǎn)半徑的增量不變答案B 2.(2019山東泰安二模,16)如圖所示,正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),e是ad的中點(diǎn),f是cd的中點(diǎn)。如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速率v射入一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì)),恰好從e點(diǎn)射出。若磁場(chǎng)方向不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽2,粒子的射入方向不變,速率變?yōu)?v。則粒子的射出點(diǎn)位于(A.e點(diǎn)B.d點(diǎn)C.df間D.fc間答案C3.(2018山東青島二模)如圖,在xOy平面內(nèi),虛線y=33x左上方存在范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在A(0,l)處有一個(gè)粒子源,可沿

35、平面內(nèi)各個(gè)方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,速率均為3qBl2m,粒子重力不計(jì),A.mqBB.m4qB答案C4.(2019山東菏澤一模,18)如圖所示,abcd是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形,在四分之一圓abd區(qū)域內(nèi)有垂直正方形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從b點(diǎn)沿ba方向射入磁場(chǎng),結(jié)果粒子恰好能通過(guò)c點(diǎn),不計(jì)粒子的重力,則粒子的速度大小為()A.qBLmB.C.(2-1答案C二、多項(xiàng)選擇題(每小題4分,共12分)5.(2020屆山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校月考,9)在O點(diǎn)有一個(gè)離子源,發(fā)射速度大小相同而方向不同的兩個(gè)相同的粒子a和b,a和b速度方向之間的夾角=3

36、0,均沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打到屏P上。不計(jì)重力,下列說(shuō)法正確的有()A.a、b均帶正電B.a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為43C.a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程之比為34D.a、b在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離之比為34答案AB6.(2019山東淄博一模,20)如圖所示,半徑為R的14圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),過(guò)(-2R,0)點(diǎn)垂直x軸放置一線形粒子發(fā)射裝置,能在0yR的區(qū)間內(nèi)各處沿x軸正方向同時(shí)發(fā)射出速度均為v、帶正電的同種粒子,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力。若某時(shí)刻粒子被裝置發(fā)射出后,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)恰好擊中y軸上的同一位置,則下列說(shuō)法中正確的是(A.粒子擊中點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為RB.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為mvC.粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向相同D.粒子從離開(kāi)發(fā)射裝置到擊中y軸所用時(shí)間t的范圍為2Rv答案ABD7.(2019山東濟(jì)寧一模,21)如圖所示,等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)(包