2015高考物理复习题：磁场

精品题库试题物理1.(2014安徽，18，6分)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变。由此可判断所需的磁感应强度B正比于()A.B.TC.D.T2[答案]1.A[解析]1.等离子体在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力,有:qvB=,得v=动能Ek=mv2=由题意得Ek=kT故有:kT=得B=即B∝,选项A正确。2.(2014浙江，20，6分)如图1所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起,棒上有如图2所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为Im,图1中I所示方向为电流正方向。则金属棒()第20题图1第20题图2A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功[答案]2.ABC[解析]2.根据题意得出v-t图象如图所示,金属棒一直向右运动,A正确。速度随时间做周期性变化,B正确。据F安=BIL及左手定则可判定,F安大小不变,方向做周期性变化,则C项正确。F安在前半周期做正功,后半周期做负功,则D项错。3.(2014北京，16，6分)带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径。若a、b的电荷量分别为qa、qb,质量分别为ma、mb,周期分别为Ta、Tb。则一定有()A.qaqbB.mambC.TaTbD.[答案]3.A[解析]3.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则有:qvB=,得轨迹半径R==周期T==由于RaRb,pa=pb,Ba=Bb,故qaqb,故只有选项A正确。4.(2014课标全国卷Ⅱ，20，6分)图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是()永磁铁硅微条径迹探测器永磁铁A.电子与正电子的偏转方向一定不同B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小[答案]4.AC[解析]4.在同一匀强磁场中,各粒子进入磁场时速度方向相同,但速度大小关系未知。由左手定则可知电子与正电子进入磁场时所受洛伦兹力方向相反、偏转方向必相反,故A正确。因r=,各粒子虽q相同、但v关系未知,故m相同、v不同时轨迹半径不同,而当r相同时只能表明mv相同,不能确定m的关系,故B错误、C正确。由Ek=mv2有r=,可见当Ek越大时确定的粒子其轨迹半径越大,故D错误。5.(2014课标全国卷Ⅰ，16，6分)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A.2B.C.1D.[答案]5.D[解析]5.由题图可知,带电粒子在铝板上方的轨迹半径为下方轨迹半径的2倍;由洛伦兹力提供向心力:qvB=得v=;其动能Ek=mv2=,故磁感应强度B=,=·=,选项D正确。6.(2014课标全国卷Ⅰ，15，6分)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半[答案]6.B[解析]6.由左手定则可知,安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直,选项A错、B正确;安培力的大小F=BILsinθ与直导线和磁场方向的夹角有关,选项C错误;将直导线从中点折成直角,假设原来直导线与磁场方向垂直,若折成直角后一段与磁场仍垂直,另一段与磁场平行,则安培力的大小变为原来的一半,若折成直角后,两段都与磁场垂直,则安培力的大小变为原来的,因此安培力大小不一定是原来的一半,选项D错误。7.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，20）如图所示，在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m，带电量为q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是（）A．匀强磁场的磁感应强度为B．电荷在磁场中运动的时间为C．若电荷从CD边界射出，随着入射速度的减小，电荷在磁场中运动的时间会减小D．若电荷的入射速度变为2v0，则粒子会从AB中点射出[答案]7.20.A[解析]7.：A、由图可以看出粒子圆周运动的半径R=L，根据牛顿第二定律：qv0B=，得：B=，A正确；T=，转过的圆心角为90°，则t=•=，故B错误；若电荷从CD边界射出，则转过的圆心角均为180°，入射速度减小，，周期与速度无关，故电荷在磁场中运动的时间不变，C错误；若电荷的入射速度变为2v0，则半径变为2L，轨迹如图，设DF为h，由几何知识：（2L-h）2+L2=（2L）2，得：h=（2-）L≠L，可见E不是AB的中点，即粒子不会从AB中点射出，D错误。8.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，17）如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB=BC=CD=DE=l，且∠C=120°、∠B=∠D=150°。现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为（）A．B．C．D．[答案]8.17．C[解析]8.：导线在磁场内有效长度据几何关系得：d=（2+）l，故该通电导线受到安培力大小为F=BIL=,C正确。9.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，16）一带负电小球在从a点运动到b点的过程中，受重力、电场力和空气阻力作用，小球克服重力做功3J，电场力对小球做功2J，小球克服空气阻力做功1J，此过程中下列说法正确的是（）A．小球的重力势能减少了3JB．小球的机械能增加了1JC．小球的动能减少了1JD．小球的电势能增加了2J[答案]9.16．B[解析]9.：小球克服重力做功3J，小球的重力势能增加3J，则小球在a点的重力势能比在b点小3J，故A错误；小球克服空气阻力做功1J，空气阻力做功为-1J，电场力对小球做功2J，两者总功是1J，根据功能关系可知，其机械能就增加1J，则小球在a点的机械能比在b点小1J，B正确；重力、空气阻力和电场力对小球做的总功为-3J+（-1）J+2J=-2J，根据动能定理得知，小球的动能减小2J，即小球在a点的动能比在b点大2J，C错；电场力对小球做2J，小球的电势能就减小2J，则小球在a点的电势能比在b点大2J，D错。10.（2014吉林实验中学高三年级第一次模拟，20）某空间存在着如图（甲）所示的足够大的，沿水平方向的匀强磁场。在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘。在t1=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，使A，B由静止开始做加速度相同的运动。在A、B一起向左运动的过程中，以下说法中正确的是（）A．图（乙）可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系，图中y表示洛伦兹力大小B．图（乙）可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系，图中y表示摩擦力大小C．图（乙）可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小D．图（乙）可以反映B对地面的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小[答案]10.20．CD[解析]10.：由于A，B由静止开始运动，因此当t=0时，速度为零，洛伦兹力为零，故A错误；由于A、B是一起匀加速运动的，且A所受洛伦兹力竖直向下，因此对于A来说是由静摩擦力提供其加速度，故其所受摩擦力不变，故B错误；设水平方向匀加速为a，由于竖直方向合外力为零，因此A对B的压力大小为：FN=mAg+qBat，压力为时间t的一次函数，故C正确；同理B对地面的压力为：FN=（mA+mB）g+qBat，也是关于t的一次函数，故D正确。11.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试)如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F、方向沿x轴正方向。则匀强磁场的磁感应强度可能：A．沿z轴正方向，大小为B．在xOy平面内，大小为C．在zOy平面内，大小为D．在zOy平面内，大小为[答案]11.19．CD[解析]11.已知电流沿y轴负方向，安培力方向沿x轴正方向，根据左手定则判断得知匀强磁场的磁感应强度在zOy平面内。设磁场与导线的夹角为α，则0°＜α≤90°，当α=90°时，由F=BILsinα可知，B有最小值为Bmin=，当0°＜α＜90°，B＞，所以B=和B=是可能的．故AB错误，CD正确。12.(湖北省八校2014届高三第二次联考)物理学经常建立一些典型的理想化模型用于解决实际问题。下列关于这些模型的说法中正确的是A．体育比赛中用的乒乓球总可以看作是一个位于其球心的质点B．带有确定电量的导体球总可以看作是一个位于其球心的点电荷C．分子电流假说认为在原子或者分子等物质微粒内部存在着一种环形电流，它使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极D．在研究安培力时，与电场中的检验电荷作用相当的是一个有方向的电流元，实验过程中应当使电流元的方向跟磁场方向平行[答案]12.14．C[解析]12.体育比赛中用的乒乓球若研究其动作，就不可以看作是一个位于其球心的质点，故A错误；带有确定电量的导体球，当其尺寸不能忽略的时候，不可以看作是一个位于其球心的点电荷，故B错误；分子电流假说认为在原子或者分子等物质微粒内部存在着一种环形电流，它使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，故C正确；在研究安培力时，与电场中的检验电荷作用相当的是一个有方向的电流元，实验过程中应当使电流元的方向跟磁场方向垂直，平行的时候没有安培力，故D错误。13.(2014年哈尔滨市第三中学第一次高考模拟试卷)如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间只充满与纸面平行的匀强电场或只充满与纸面垂直的匀强磁场的单一场区（场区都足够大），现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0沿纸面射入场区，下列判断正确的是：A．如果粒子回到MN上时速率不变，则该空间存在的一定是磁场B．如果粒子回到MN上时速率增大，则该空间存在的一定是电场C．若只增大水平初速度v0，发现粒子再回到MN上时速度方向与增大前相同，则该空间存在的一定是磁场D．若只增大水平初速度v0，发现粒子再回到MN所用的时间发生变化，则该空间存在的一定是电场[答案]13.20．BD[解析]13.若带电粒子以与电场线平行的速度v0射入，粒子返回速率不变，故A错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，不能使粒子速度增大，电场力可使带电粒子做功，动能增大，故速率增加一定是电场，故B正确；若带电粒子以与电场线平行的速度v0射入，粒子返回速率不变，故C错误；由知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，故时间改变一定是电场，故D正确。14.（河南省豫东豫北十所名校2014届高中毕业班阶段性测试（四））如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a，。现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子，从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。，下列说法正确的是A.若，则粒子垂直CM射出磁场B．若，则粒子平行于x轴射出磁场C．若，则粒子垂直CM射出磁