2011高考物理备考之百所名校组合卷系列专题8_磁场

第一备课网教案试题课件大全高考物理备考之百所名校组合卷系列磁场【试题1】带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图1所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是()图1A．粒子先经过a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电D．粒子带正电【解析】由于粒子的速度减小，所以轨道半径不断减小，所以A对B错；由左手定则得粒子应带负电，C对D错．【答案】AC【试题出处】2011·模拟【试题2】如图2所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ(0θπ)角以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是()A．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大C．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短D．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远图2【解析】粒子运动周期T＝2πmBq，当θ一定时，粒子在磁场中运动时间t＝2π－2θ2πT＝π－θπT，ω＝2πT.由于t、ω均与v无关，故A、B项错，C项正确；当v一定时，由r＝mvBq知，r一定；当θ从0变至π2的过程中，θ越大，粒子离开磁场的位置距O点越远；当θ大于π2时，θ越大，粒子离开磁场的位置距O点越近，故D项错．【答案】C第一备课网教案试题课件大全【试题出处】2011·模拟【试题3】如图3为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是()图3A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极【解析】当电流从a端流入电磁铁时，据安培定则可判断出电磁铁的上端为S，此时能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极，答案为D.【答案】D【试题出处】2011·模拟【试题4】如图11所示的天平可用于测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个不计重力的矩形线圈，宽度为L，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有方向如图11所示的电流I时，在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知()A．磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为(m1－m2)gNILB．磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为mg2NILC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外，大小为(m1－m2)gNILD．磁感应强度的方向垂直于纸面向外，大小为mg2NIL【试题出处】2011·模拟第一备课网教案试题课件大全【试题5】环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核心部件是一个高度真空的圆环状的空腔．若带电粒子初速度可视为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.带电粒子将被限制在圆环状空腔内运动．要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动，下列说法中正确的是()A．对于给定的加速电压，带电粒子的荷质比q/m越大，磁感应强度B越大B．对于给定的加速电压，带电粒子的荷质比q/m越大，磁感应强度B越小C．对于给定的带电粒子和磁感应强度B，加速电压U越大，粒子运动的周期越小D．对于给定的带电粒子和磁感应强度B，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变【解析】带电粒子经过加速电场后速度为v＝2qUm，带电粒子以该速度进入对撞机的环状空腔内，且在圆环内做半径确定的圆周运动，因此R＝mvqB＝2UmqB2，对于给定的加速电压，即U一定，则带电粒子的荷质比q/m越大，磁感应强度B应越小，A错误，B正确；带电粒子运动周期为T＝2πmqB，与带电粒子的速度无关，当然就与加速电压U无关，因此，对于给定的带电粒子和磁感应强度B，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变．【答案】BD【试题出处】2011·模拟【试题6】一带正电的粒子以速度v0垂直飞入如图4所示的电场和磁场共有的区域，B、E及v0三者方向如图4所示，已知粒子在运动过程中所受的重力恰与电场力平衡，则带电粒子在运动过程中()A．机械能守恒B．动量守恒C．动能始终不变D．电势能与机械能总和守恒图4【解析】因为带电粒子所受的重力与电场力大小相等，电荷在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，且洛伦兹力不做功，故动能不变，C正确；而在电荷运动过程中，电势能与重力势能发生变化，由能量守恒定律知电势能与机械能总和守恒，D正确．【答案】CD【试题出处】2011·模拟第一备课网教案试题课件大全【试题7】如图10所示，三个质量相等、电荷量分别为＋q、－q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两极板中间的上方由静止释放，最后从两极板间穿过，a、b经过极板边缘，轨迹如图10所示，则在穿过两极板的过程中()A．电场力对液滴a、b做的功相同B．三者动能的增量相同C．液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减少量D．重力对三者做的功相同图10【解析】液滴a、b只是电性的差异，受力方向不同，偏转方向不同，但电荷量相同，侧移量相同，故做功相同，A正确；c不带电，只有重力做正功，动能增量较小，电场力对a、b做正功，动能增量较大，故B错；偏转电场实际上是加速电场，所以a、b的电势能都要减少，故C错；在竖直方向上下落的高度相等，所以重力对三者做的功相同，D正确．【答案】AD【试题出处】2011·模拟【试题8】如图12所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面(未画出)．一群比荷为qm的负离子体以相同速率v0(较大)由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是(不计重力)()A．离子飞出磁场时的动能一定相等B．离子在磁场中运动半径一定相等C．由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大图12第一备课网教案试题课件大全【试题出处】2011·模拟【试题9】平行金属板M、N的距离为d，其中匀强磁场中的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外(如图5所示)，等离子群的速度为v，沿图示方向射入，电容器电容为C，则()A．当S断开时，电容器的充电荷量Q≥BvdCB．当S闭合时，电容器的充电荷量Q＝BvdCC．当S闭合时，电容器的充电荷量QBvdCD．当S闭合时，电容器的充电荷量QBvdC图5【解析】当S断开时，电容器极板间的电压等于平行金属板间的电压．等离子群不偏向极板运动时做匀速直线运动，此时平行金属板达电压稳定状态，由qvB＝qUd，得U＝Bvd，此时电容器的充电荷量Q＝BvdC.S闭合时，平行板上的电荷通过R放电，电场力小于洛伦兹力，使等离子群不断向极板移动，达稳定状态，平行板和电容器间的电压仍为U，电容器的电荷量仍为BvdC.【答案】B【试题出处】2011·模拟【试题10】一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0EB)先后穿过宽度相同且相邻的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图28甲所示，电场和磁场对粒子总共做功W1；若把电场和磁场正交叠加，如图28乙所示，粒子仍以v0的初速度穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W2，比较W1、W2的大小()第一备课网教案试题课件大全图28A．一定是W1＝W2B．一定是W1W2C．一定是W1W2D．可能是W1W2，也可能是W1W2【解析】无论粒子带何种电荷，电场力和洛伦兹力的方向总是相反的，因此，把电场和磁场正交叠加时，粒子在电场力方向上的位移减小了，电场力做的功比原来小了，即W2W1.【答案】B【试题出处】2011·模拟【试题11】场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场正交，复合场的水平宽度为d，竖直方向足够长，如图29所示．现有一束带电荷量为q、质量为m的α粒子以各不相同的初速度v0沿电场方向射入场区，则那些能飞出场区的α粒子的动能增量ΔEk可能为()A．dq(E＋B)B.qEdBC．qEdD．0图29【解析】带电粒子可从左侧飞出或从右侧飞出场区，由于洛伦兹力不做功，电场力做功与路径无关，所以从左侧飞出时ΔEk＝0，从右侧飞出时ΔEk＝Eqd，选项C、D正确．【答案】CD【试题出处】2011·模拟【试题12】图6是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是()A．质谱仪是分析同位素的重要工具第一备课网教案试题课件大全B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小图6【解析】因同位素原子的化学性质完全相同，无法用化学方法进行分析，故质谱仪就成为同位素分析的重要工具，A正确．在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦力在粒子沿直线运动时应等大反向，结合左手定则可知B正确．再由qE＝qvB有v＝E/B，C正确．在匀强磁场B0中R＝mvqB0，所以qm＝vB0R，D错误．【答案】ABC【试题出处】2011·模拟【试题13】在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，且范围足够大，其俯视图如图32所示，若小球运动到某点时，绳子突然断开，则关于绳子断开后，对小球可能的运动情况的判断不正确．．．的是()A．小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，但半径减小B．小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变C．小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变D．小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小【解析】绳子断开后，小球速度大小不变，电性不变．由于小球可能带正电也可能带负电，若带正电，绳断开后仍做逆时针方向的匀速圆周运动，向心力减小或不变(原绳拉力为零)，则运动半径增大或不变．若带负电，绳子断开后小球做顺时针方向的匀速圆周运动，绳断前的向心力与带电小球受到的洛伦兹力的大小不确定，向心力变化趋势不确定，则运动半径可能增大，可能减小，也可能不变．【答案】A第一备课网教案试题课件大全【试题出处】2011·模拟【试题14】利用如图7所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是()A．上表面电势高B．下表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为IedbD．该导体单位体积内的自由电子数为BIeUb图7图8【解析】画出平面图如右图8，由左手定则，自