2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題4 電場和磁場 第2講 磁場(A)(含解析).doc
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2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題4 電場和磁場 第2講 磁場(A)(含解析)一選擇題1.(xx日照聯(lián)合檢測14)下列表述符合物理學史實的是( )A開普勒認為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比B牛頓認為在足夠高的山上以足夠大的水平速度拋出物體,物體就不會再落到地球上C.奧斯特發(fā)了電磁感應現(xiàn)象,并堅信電和磁之間存在一定的聯(lián)系D安培首先引入電場線和磁感線,極大地促進了他對電磁現(xiàn)象的研究NPQxO甲乙sinqxOx012.(xx連徐宿三調5)如圖甲所示,一個條形磁鐵P固定在水平桌面上,以P的右端點為原點,中軸線為x軸建立一維坐標系。一個靈敏的小磁針Q放置在x軸上不同位置,設Q與x軸之間的夾角為。實驗測得與x之間的關系如圖乙所示。已知該處地磁場方向水平,磁感應強度大小為B0。下列說法正確的是( )AP的右端為S極BP的中軸線與地磁場方向平行CP在x0處產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0Dx0處合磁場的磁感應強度大小為2B03.(xx陜西三模1)一根通電直導線水平放置在地球赤道上方,其中通有自西向東的恒定電流,則該導線受到地球磁場的安培力方向為()A 水平向北 B 水平向南 C 豎直向上 D 豎直向下4.(xx江山市模擬3)如圖甲是磁電式電流表的結構示意圖,蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布,如圖乙所示,邊長為l的正方形線圈中通以電流I,線圈中的某一條a導線電流方向垂直紙面向外,b導線電流方向垂直紙面向內,a、b兩條導線所在處的磁感應強度大小均為B則()A 該磁場是勻強磁場B 該線圈的磁通量為Bl2C a導線受到的安培力方向向下D b導線受到的安培力大小為BIL5.(xx蘇錫常鎮(zhèn)四市二調7)如圖所示,將圓柱形強磁鐵吸在干電池負極,金屬導線折成上端有一支點、下端開口的導線框,使導線框的頂端支點和底端分別與電源正極和磁鐵都接觸良好但不固定,這樣整個線框就可以繞電池軸心旋轉起來下列判斷中正確的是A線框能旋轉起來,是因為電磁感應B俯視觀察,線框沿逆時針方向旋轉C電池輸出的電功率大于線框旋轉的機械功率D旋轉達到穩(wěn)定時,線框中電流比剛開始轉動時的大6.(xx陜西三模8)導體導電是導體中自由電荷定向移動的結果,這些可以定向移動的電荷又叫載流子,例如金屬導體中的載流子就是電子現(xiàn)代廣泛應用的半導體材料分為兩大類:一類是N型半導體,其載流子是電子,另一類是P型半導體,其載流子稱為“空穴”,相當于帶正電的粒子如果把某種導電材料制成長方體放在勻強磁場中,磁場方向如圖所示,且與長方體的前后側面垂直,當長方體中通有向右的電流I時,測得長方體的上下表面的電勢分別為上和下,則()A 長方體如果是N型半導體,必有上下B 長方體如果是P型半導體,必有上下C 長方體如果是P型半導體,必有上下D 長方體如果是金屬導體,必有上下7.(xx北京朝陽二練17)如圖所示,在MNQP中有一垂直紙面向里勻強磁場。質量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點沿垂直于PQ的方向射入磁場,圖中實線是它們的軌跡。已知O是PQ的中點,不計粒子重力。下列說法中正確的是A粒子a帶負電,粒子b、c帶正電B射入磁場時粒子a的速率最小C射出磁場時粒子b的動能最小D粒子c在磁場中運動的時間最長8.(xx吉林三模19). 圖示是質譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后,進入速度選擇器。速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E,平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強度為B0的勻強磁場。下列表述正確的是( )A質譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向內C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的比荷越小9.(xx大慶實驗中學三模21)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,如圖所示.設D形盒半徑為R若用回旋加速器加速質子時,勻強磁場的磁感應強度為B,高頻交流電頻率為f.則下列說法正確的是( )A質子的回旋頻率等于2fB質子被電場加速的次數(shù)與加速電壓有關C質子被加速后的最大速度不可能超過2fRD不改變B和f,該回旋加速器也能用于加速粒子二非選擇題10.(xx連徐宿三調14)(16分)如圖,在邊長為L的等邊三角形ACD區(qū)域內,存在垂直于所在平面向里的勻強磁場。大量的質量為m、電荷量為q的帶正電粒子以相同速度(速度大小未確定)沿垂直于CD的方向射入磁場,經(jīng)磁場偏轉后三條邊均有粒子射出,其中垂直于AD邊射出的粒子在磁場中運動的時間為t0。不計粒子的重力及粒子間的相互作用。求:磁場的磁感應強度大??;要確保粒子能從CD邊射出,射入的最大速度;AC、AD邊上可能有粒子射出的范圍。ADC11.(xx懷化三模25)(18分)如圖所示的xOy坐標系中,y軸右側空間存在范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于xOy平面向里。P點的坐標為(-2L,0),Q1、Q2兩點的坐標分別為(0, L),(0,-L)。坐標為(,0)處的C點固定一平行于y軸放置的長為的絕緣彈性擋板,C為擋板中點,帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后,沿y方向分速度不變,沿x方向分速度反向,大小不變。 帶負電的粒子質量為m,電量為q,不計粒子所受重力。若粒子在P點沿PQ1方向進入磁場,經(jīng)磁場運動后,求:xPyQ1Q2CO(-2L,0)(0, L)(0, -L)B(1)若從Q1直接到達Q2處的粒子初速度大?。唬?)若從Q1直接到達O點,粒子第一次經(jīng)過x軸的交點坐標;(3)若只與擋板碰撞兩次并能回到P點的粒子初速度大小。第2講 磁場(A卷)參考答案與詳解1.【答案】B【命題立意】本題旨在考查物理學史。【解析】A、胡克認為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比,故A錯誤;B、牛頓認為在足夠高的山上以足夠大的水平速度拋出物體,物體就不會再落到地球上,故B正確;C、法拉第發(fā)了電磁感應現(xiàn)象,并堅信電和磁之間存在一定的聯(lián)系,故C錯誤;D、法拉第首先引入電場線和磁感線,極大地促進了他對電磁現(xiàn)象的研究,故D錯誤。故選:B2.【答案】C【命題立意】本題旨在考查磁感應強度、磁感線及用磁感線描述磁場?!窘馕觥慨斱呄驘o窮大時,小磁針所指的方向為地球的磁場的方向,所以根據(jù)題圖可知,趨向無窮大時,趨向1,則趨向,即小磁針的方向與的方向垂直,所以的方向為向東當非常小時,小磁針的N極沿方向,即向東。A、由圖可知,開始時N背離O點,所以O點處的磁極是N極,故A錯誤;B、由以上的分析可知,P的中軸線沿東西方向,與地磁場方向垂直,故B錯誤;C、由乙圖可知,處,則,P在處產(chǎn)生的磁感應強度大小,所以:故C正確;D、處合磁場的磁感應強度大小為,故D錯誤。故選:C3.【答案】C【命題立意】本題旨在考察左手定則【解析】 通過地磁場方向:由地理的南極指向北極,及電流方向,根據(jù)左手定則判斷安培力的方向赤道處的磁場方向從南向北,電流方向自西向東,根據(jù)左手定則,安培力的方向豎直向上故C正確,A、B、D錯誤4.【答案】D【命題立意】本題旨在考查磁電式電表原理?!窘馕觥緼、該磁場明顯不是勻強磁場,勻強磁場應該是一系列平行的磁感線,方向相同,故A錯誤;B、線圈與磁感線平行,故磁通量為零,故B錯誤;C、a導線電流向外,磁場向右,根據(jù)左手定則,安培力向上,故C錯誤;D、導線b始終與磁感線垂直,故受到的安培力大小一直為,故D正確;故選:D5.【答案】BC【命題立意】本題旨在考察通電導線在磁場中的受力【解析】根據(jù)左手定則判斷螺絲釘?shù)霓D動方向,根據(jù)能量守恒定律判斷電流的大小A、B小磁鐵產(chǎn)生的磁場方向為螺絲的下端A向下流向磁鐵,對螺絲的下端平臺側面分析,扁圓柱形磁鐵上端為S極,下端為N極周圍磁感線由上往下斜穿入螺絲內部在垂直于紙面向外的徑向上,磁感應線有垂直于紙面向里的分量在此徑向上的負電荷由下往上運動,由左手定則知:此負電荷受到垂直于徑向沿紙面向右的洛倫茲力,即在徑向的左垂線方向;同理,其他任一徑向上的電荷均受到左垂線方向的洛倫茲力(中心原點除外)所以,由上往下看(俯視),螺絲沿逆時針轉動,所以該裝置的原理是電流在磁場中的受力,不是電磁感應故A錯誤,B正確;C、因為電源消耗的總功率一部分轉化為內能,另一部分轉化為動能,所以總功率大于熱功率故C正確D、受到的安培力開始時使線圈做加速運動,當安培力等于阻力時速度達到最大故D錯誤故選:BC6.【答案】AC【命題立意】本題旨在考察霍爾效應及其應用【解析】如果是P型半導體,載流子是正電荷,如果是N型半導體,載流子為電子抓住電荷在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉,在上下表面產(chǎn)生電勢差,從而確定電勢的高低A、如果是N型半導體,載流子是負電荷,根據(jù)左手定則,負電荷向下偏,則下表面帶負電,則上下故A正確B、如果是P型半導體,載流子是正電荷,根據(jù)左手定則,正電荷向下偏,則下表面帶正電,則上下故B錯誤,C正確D、如果是金屬導體,則移動的自由電子,根據(jù)左手定則,負電荷向下偏,則下表面帶負電,則上下故D錯誤7.【命題立意】考查帶電粒子在磁場中的運動【答案】D【解析】根據(jù)若a、b、c均為正電荷,運動電荷所受洛倫茲力方向即可判斷出a、b、c向均應向左偏轉,與b、c偏轉方向實際相反,因此粒子a帶正電,粒子b、c帶負電,故A錯誤;帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,即:,解得,由此可得知,當速度越大時,軌道半徑越大,射入磁場時粒子c的速率最小,動能最小,故B、C均錯誤;粒子運動的周期為,故粒子在磁場中的偏轉角越大,運動時間越長,故D正確。8.【答案】AC【命題立意】本題旨在考查質譜儀和回旋加速器的工作原理?!窘馕觥緼、進入的粒子滿足,知道粒子電量后,便可求出的質量,所以質譜儀可以用來分析同位素,故A正確;B、假設粒子帶正電,則受電場力向左,由左手定則可判斷磁場方向垂直紙面向外,故B錯誤;C、由,得,此時離子受力平衡,可沿直線穿過選擇器,故C正確;D、由,知越小,荷質比越大;粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子圓周運動的半徑越小荷質比越大,故D錯誤。故選:AC9.【答案】BC【命題立意】本題旨在考查質譜儀和回旋加速器的工作原理?!窘馕觥緼、回旋加速器粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等,帶電粒子在勻強磁場中回旋頻率等于f,故A錯誤;B、根據(jù),得:,與加速的電壓無關,然而一次加速,則有:,因此質子被電場加速的次數(shù)與加速電壓有關,故B正確;C、當粒子從D形盒中出來時速度最大,故C正確;D、根據(jù),知質子換成粒子,比荷發(fā)生變化,則在磁場中運動的周期發(fā)生變化,回旋加速器粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等,故需要改變磁感應強度或交流電的周期,故D錯誤。故選:BC10.【答案】;、?!久}立意】本題旨在考查帶電粒子在勻強磁場中的運動?!窘馕觥柯鍌惼澚μ峁┫蛐牧Γ校褐芷冢?L/2rACDE當粒子垂直AD邊射出時,根據(jù)幾何關系有:圓心角為60o 解得: 當軌跡圓與AC、AD都相切時,粒子能從CD邊射出,半徑最大,速度為最大值,此時: OFDCA根據(jù) 得: 解得: 所以, 粒子射入的速度應滿足 由知,當軌跡圓與AC相切時,從AC邊射出的粒子距C最遠故有粒子射出的范圍為CE段,當軌跡圓與AD邊的交點F恰在圓心O正上方時,射出的粒子距D點最遠。故有粒子射出的范圍為DF段, 答:磁場的磁感應強度大小為;要確保粒子能從CD邊射出,射入的最大速度為;AC、AD邊上可能有粒子射出的范圍為CE段和DF段,、。11.【答案】(1);(2) (,0);(3) 【命題立意】該題考查帶電粒子在磁場的圓周運動【解析】(1)由題意畫出粒子運動軌跡如圖(甲)所示,設PQ1與x軸正方向夾角為,粒子在磁場中做圓周運動的半徑大小為R1,由幾何關系得:(-2L,0)(0,L)Q1Q2PCOxyR1qq圖甲(0,-L)(其中:) (2分) 粒子磁場中做勻速圓周運動有: (2分)解得: (1分)FR2q(-2L,0)(0,L)Q1Q2PCOxyq圖乙(0,-L)(2)由題意畫出粒子運動軌跡如圖(乙)所示,設其與x軸交點為F, 由幾何關系得:,解得,R2= (2分)設F點橫坐標為xF,由幾何關系得:,解得, (2分)則交點F的坐標為:(,0)(1分)(說明:由數(shù)學知識證明,并解出正確結果相應給分。)Q1Q2PCOxyR3qqAEDB圖(丙)(0,L)(0,-L)(-2L,0)(3)由題意畫出粒子運動軌跡如圖(丙)所示,設粒子在磁場中做圓周運動的半徑大小為R3,偏轉一次后沿y軸負方向偏移的距離為y1(如圖中Q1、E間距),由幾何關系得: (1分)粒子與擋板碰撞后,速度方向應與PQ1連線平行,每碰撞一次,粒子進出磁場在y軸上這段距離(如圖中A、E間距)可由題給條件,有:(1分)當粒子只碰二次,為保證粒子最終能回到P,其幾何條件是: (2分)聯(lián)立解得: (2分)粒子磁場中做勻速圓周運動: 解得: (2分)(說明:本題有其它解法,正確的對照評分標準給分。)- 配套講稿:
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