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1、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,
2、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)
3、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.Rb,pa=pb,Ba=Bb,故qaqb,故只有选项A正确。4.(2014课标全国卷，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
4、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，16，6分)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直
5、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，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
6、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=BIL sin 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
7、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
8、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-）LL，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（ ）ABCD答案 8.17C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=BI
9、L=, 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1 J，此过程中下列说法正确的是（ ） A小球的重力势能减少了3 J B小球的机械能增加了1J C小球的动能减少了1J D小球的电势能增加了2J答案 9.16B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
10、，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
11、，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 10.20CD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
12、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 11.19CD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zO
13、y平面内。设磁场与导线的夹角为，则090，当=90时，由F=BILsin可知，B有最小值为 Bmin=，当090，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
14、中应当使电流元的方向跟磁场方向平行答案 12.14C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，
15、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 13.20BD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，
16、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
17、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射出磁场D若，则粒子平行于x轴射出磁场答案 14.21AD解析 14.若h，则在电场中，由动能定理得： qEh=mv2；在磁场中，有qvB=m，联立解得：r=a，如图，根据几何知识可知粒子垂直CM射出磁场，故A正确，B错误；若h，与上题同理可得：r=a，则根据几何知识可知粒子平行于x轴射出磁场，故C错误，D正确。15.（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，M、N、P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心， 。在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸
18、面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为 A1: 2 B2: 1 C: 1 D: 2答案 15.15D解析 15.依题意，每根导线在O点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当M移至P点时，O点合磁感强度大小为B2=2cos30=，则B2与B1之比为: 2，D项正确。16.(河北衡水中学2013-2014学年度下学期二调考试) 利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度。其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框。当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读
19、数U与所加外力F成正比，即U=KF，式中K为比例系数。用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源。当线框中电流为零时，输出电压为U0 ；当线框中电流为I时，输出电压为U ，则磁感应强度的大小为 （ ）A. B. C. D. 答案 16.21D解析 16.A、由于数字电压表上的读数U与所加外力成正比，即U=KF，式中K为比例系数，当通上电流后，设安培力为FA，有=KFA，即KBLL=，整理得：B=，故A错误；由A分析得，B错误；由A分析得，C错误；由A分析得，D正确。17.(汕头市2014年普通高考模拟考试试题) 如图，初速度可忽略、质量相同、电量分别为q和3q的粒子P
20、和M，经电压为U的电场加速后，垂直进入方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，不计粒子重力，下列表述正确的是 A. P和M离开电场区域时的动能相同 B. P和M在电场中运动时的加速度之比为13 C. P在磁场中运动的半径较大 D. M在磁场中运动的周期较大答案 17.21. BC解析 17.由动能定理，qU=mv2，可知，当质量、电压与初速度相同情况下，电量越大，动能越多，故A错误；由牛顿第二定律与相结合，则有：a=，可知，a与q成正比，故B正确；由半径公式，结合qU=mv2，可知，则有：R=，得出R与成正比，故C正确；由周期公式，则有T与成正比，故D错误。18.(汕头市2014年普通高考模拟考试试题
21、) 如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B则 A该磁场是匀强磁场 B线圈平面总与磁场方向垂直 C线圈将逆时针方向转动 Da、b导线受到的安培力大小总为IlB答案 18.16. D解析 18.该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故B错误；由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故C错误；a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为BIl，故D正确。19.(甘肃省兰
22、州一中2014届高三上学期期末考试) 如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间， b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是Aa点 Bb点 Cc点 Dd点答案 19.16C解析 19.两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系；根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a或c，又I1I2，所以该点距I1远距I2近，所以是c点。20.（东城区2013-2014学年度第二学期教学检测）如图所示，质量为m、电荷量为e的
23、质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时，质子通过P（d ，d）点时的动能为；若场区仅存在垂直于xoy平面的匀强磁场时，质子也能通过P点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为、匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是A. B. C. D. 答案 20.20. D解析 20.质子在只有电场存在时，动能由Ek变为5Ek，由动能定理可知电场力做功为W=eEd=5Ek-Ek, 解得E=, 由此可判断，选项AB错误; 质子在只有磁场存在时，质子做匀速圆周运动，由题意可知，运动半径为d，由半径公式有d= , 设质子进入磁场时的速度为v，则
24、速度为, 以上两式联立得，所以选项C错误，选项D正确。21.(2014年安徽省江南十校高三联考) 如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在-RyR的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q初速度均为v，重力及粒子间的相互作用均忽略不计，所有粒子都能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚t时间，则A粒子到达y轴的位置一定各不相同B、磁场区域半径R应满足C，其中角度口的弧度值满足D从x轴入射的粒子最先到达y轴答案 21.15C解析 21.粒子射入磁场后做匀速圆周运动，
25、其运动轨迹如图所示。y=R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，其它粒子在磁场中发生偏转，由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上，所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的，故A错误；以沿x轴射入的粒子为例，若r=R，则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域，所以要求R，所有粒子才能穿过磁场到达y轴，故B错；从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达y轴，而y=R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，故D错误；从x轴入射的粒子运动时间为：t1=，y=R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，则t2=所以t=，其中角度为从x轴入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有
26、：=，则sin=sin=sin，故C正确。22.(重庆市五区2014届高三学生学业调研抽测) 如题4图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴上，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度的则磁感应强度方向和大小可能为（）A，y轴正向B，z轴负向C，沿悬线向下D，沿悬线向上答案 22.4 ABC解析 22.磁感应强度方向为y正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，根据平衡条件，当BIL刚好等于mg时，绳的拉力为零，所以B=，A项正确；磁感应强度方向为z负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据
27、平衡条件BILRcos=mgRsin，所以B=tan，所以B正确；磁感应强度方向沿悬线向上，根据左手定则，直导线所受安培力方向如图甲（侧视图），直导线不能平衡，D项错；磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力方向如图乙（侧视图），根据平衡条件BILR =mgRsin，解得B=，C项正确。23.(四川省成都市2014届高中毕业班第一次诊断性检测) 如图所示: 绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120 ，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O ，半径为R; 直线段AC, HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切; 整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为
28、B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若, 小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为g。则( )A. 小球第一次沿软道AC下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动B. 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于C. 经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是D. 小球经过O点时，对轨道的弹力可能为答案 23.7AD解析 23.小球第一次沿软道AC下滑的过程中对其受力分析如右图所示。小球所受电场力等于其重力的倍，故有qvB=
29、FN, 由牛顿第二定律可得，随着v 的增大，小球的加速度减小，先此过程小球做加速度减小的加速运动，当加速度a=0时，此过程小球做匀速运动，A项正确；当小球做匀速直线运动时，小球与轨道间的弹力最大，此时小球在轨道内受到的摩擦力最大，其最大值为=，故B项错；经足够长时间，小球最终在COD间做往复运动，根据功能关系可得小球受到摩擦力做的总功由可得-，故小球克服摩擦力做的总功是，C项正确；小球最终在COD间做往复运动，此过程中小球经过O点时，由动能定律可得，根据牛顿第二定律可得，解得小球受到轨道的支持力为FN=，故根据牛顿第三定律得小球对轨道的弹力为，D项正确。24.(山东省德州市2014届高三上学期
30、期末考试) 如右图所示，一平行板电容器，右极板接电源正极，板长为2d，板间距离为d。一带电量为g、质量为m的负离子(重力不计) 以速度v0贴近左极板沿极板方向射入，恰从右极板下边缘射出。在右极板右侧空间存在垂直纸面方向的匀强磁场(未标出) 。要使该负离子在磁场中运动后，又恰能直接从右极板上边缘进入电场，则 A磁场方向垂直纸面向里 B磁场方向垂直纸面向外 C磁感应强度大小为 D在磁场中运动时间为答案 24.8BC解析 24.粒子在电场中做类似平抛运动，离开电场后做匀速圆周运动，轨迹如图粒子带正负荷，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向外，故B正确，A错误；对于抛物线运动，速度偏向角的正切值等于位移偏
31、向角正切值的两倍，即tan2tan2=1，故=45，又由于tan，故vy=v0，vv0；根据几何关系，圆周运动的轨道半径为Rd；圆周运动中，洛伦兹力提供向心力，有qvBm；解得B，故C正确；磁场中运动时间为：t=T=，故D错误。25.(山东省德州市2014届高三上学期期末考试) 如图所示，速度不同的同种带电粒子(重力不计) a、b沿半径AO方向进入一圆形匀强磁场区域，a, b两粒子的运动轨迹分别为AB和AC，则下列说法中正确的是 Aa、b两粒子均带正电 Ba粒子的速度比b粒子的速度大 Ca粒子在磁场中的运动时间比b粒子长 D两粒子离开磁场时的速度反向延长线一定都过圆心O答案 25.3CD解析
32、25.根据左手定则可知a、b两粒子均带负电，A项错；由运动轨迹可知，a的半径小于b的半径，粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动则有Bqv得：v，由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以v与R成正比，可知a粒子的速度比b粒子速度小，故B错误；由周期公式得，由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T均相同，由于a的圆心角大，故a在磁场中的运动时间长，故C正确；进入磁场区域时，速度方向指向圆心O，根据圆的对称性可以知道，离开磁场时，速度一定背离圆心，故D正确。26.(2014年沈阳市高中三年级教学质量监测(一) 如图所示，竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质 量相
33、同的带电小球，小球A从紧靠左极板处由静止开始释放，小球B从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动至有极板的过程中，下列判断正确的是A、运动时间B电荷量之比C机械能增加量之比D机械能增加量之比答案 26.4B解析 26.两小球在竖直方向都做自由落体运动，竖直分位移相等，由h=gt2，得到时间相等，故A错误；两球的水平分运动都是初速度为零的匀加速运动，根据牛顿第二定律，有qE=ma 根据位移时间关系公式，x=at2 由两式解得x=t2 ，由于两球的水平分位移之比为2：1，故电量之比为2：1，故B正确；由F=ma可得电场力有关系FA=2FB，而水平方向S
34、A=2SB，由功的公式知，电场力对两球做功有关系WA=4WB，所以电势能变化是4倍的关系，根据功能关系可得机械能增加量之比，故CD两项均错。27.(2014年沈阳市高中三年级教学质量监测(一) 如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、 b，以不同的速率沿着A0方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是A、a粒子速率较大Bb粒子速率较大Cb粒子在磁场中运动时间较长Da、b粒子在磁场中运动时间一样长答案 27.3B解析 27.A、B、粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动则有Bqv=m得：r=由于带电粒子们的
35、B、q、m均相同，所以r与v成正比，因此运动圆弧半径越大，则运动速率越大，故b粒子速率最大，故A错误，B正确；由周期公式得T=，由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T均相同，由运动圆弧对应的圆心角越大，则运动时间越长，故a粒子在磁场中运动的时间最长故C、D 两项均错误28.(江苏省南京市、盐城市2014届高三第一次模拟考试) 在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系。a，b各代表一组F，I的数据。下列图中正确的是答案 28.2C解析 28.在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂
36、直时所受安培力为：F=BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故ABD错，C项正确。29.(湖北省黄冈中学2014届高三上学期期末考试) 如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径。一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（ ）A B C D答案 29.17B解析 29.设圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场半径为R。粒子1、2的运动轨迹如图所示。由于两粒子在同一磁场中运动时间均为t，故两粒子
37、运动轨迹对应的圆心角相同且均为600，由几何关系可得，；由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径可得， =，解得=，故B项正确。30.(河南省郑州市2014届高中毕业班第一次质量预测) 如图所示，在半径为R的圆柱形区域内有匀强磁场。一个电子以速度为，从M点沿半径方向射入该磁场，从N点射出，速度方向偏转了60。则电子从M到N运行的时间是 A B C D 答案 30.6D解析 30.则电子从M到N运行的时间是，D项正确。31.(北京市西城区2014届高三上学期期末考试) 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O
38、点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（）A若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为B若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大C若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动D若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点答案 31.16. BD解析 31.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，小球的最小速度为其能够到达等效最高点即右图所示的点时的速度，由牛顿第二定律可得，解得最小速度为，项错；若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动过程中，当小球到达点时电场力对小球做功最多，
39、小球机械能最大，故B项正确；若将小球在A点由静止开始释放小球将沿AC方向做初速度为零的匀加速直线运动，故C项错；若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将做曲线运动，可分解为竖直方向在重力作用下以加速-g做匀减速直线运动，水平方向在电场力作用下做初速度为零的加速度为g的匀加速直线运动，故当小球在竖直方向以原速率返回时，水平方向的位移为, 故小球能够到达B点，D项正确。32.(北京市西城区2014届高三上学期期末考试) 一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，以速度v射入磁感应强度为B的匀强磁场。不计粒子重力。下列说法正确的是A若v与B的方向垂直，入射速度v越大，则轨道半径越大B若v与B的方向垂
40、直，入射速度v越大，则运动周期越大C若v与B的方向相同，则粒子在运动过程中速度不断变大D若v与B的方向相同，则粒子在运动过程中速度保持不变答案 32.14. AD解析 32.若v与B的方向垂直，带电粒子讲做匀速圆周运动，由轨道半径可得，入射速度v越大，则轨道半径越大，A项正确；由可得运动周期与入射速度v无关，B项错；若v与B的方向相同，粒子在运动将做匀速直线运动，D项正确，C项错。33.(北京市西城区2014届高三上学期期末考试) 一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为A水平向北 B水平向南C竖直向上 D竖直向下答案 33.10C解析
41、33.赤道处地磁场的方向为水平向北，根据左手定则可知该导线所受地磁场的安培力方向为竖直向上，故C 项正确。34.(2014大纲全国，25，20分)如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为,求(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;(2)该粒子在电场中运动的时间。答案 34. (1)v0 tan2 (2)解析 34.(1)如图,粒子进入磁场后做匀
42、速圆周运动。设磁感应强度的大小为B,粒子质量与所带电荷量分别为m和q,圆周运动的半径为R0。由洛仑兹力公式及牛顿第二定律得qv0B=m由题给条件和几何关系可知R0=d设电场强度大小为E,粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为ax,在电场中运动的时间为t,离开电场时沿x轴负方向的速度大小为vx。由牛顿定律及运动学公式得Eq=maxvx=axtt=d由于粒子在电场中做类平抛运动(如图),有tan =联立式得=v0 tan2 (2)联立式得t=评分参考:第(1)问18分,式3分,式1分,式各3分,式2分;第(2)问2分,式2分。35.(2014江苏，14，16分)某装置用磁场控制带电粒子的运动,工
43、作原理如图所示。装置的长为L,上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反,两磁场的间距为d。装置右端有一收集板,M、N、P为板上的三点,M位于轴线OO上,N、P分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内,质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入,方向与轴线成30角,经过上方的磁场区域一次,恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小,可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。(1)求磁场区域的宽度h;(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点,求粒子入射速度的最小变化量v;(3)欲使粒子到达M点,求粒子入射速度大小的可能值。答案 35.(1
44、)(L-d)(1-)(2)(-d)(3)(-d)(1n-1,n取整数)解析 35.(1)设粒子在磁场中的轨道半径为r根据题意L=3r sin 30+3d cos 30且h=r(1-cos 30)解得h=(L-d)(1-)(2)设改变入射速度后粒子在磁场中的轨道半径为rm=qvB,m=qvB由题意知3r sin 30=4r sin 30解得v=v-v=(-d)(3)设粒子经过上方磁场n次由题意知L=(2n+2)d cos 30+(2n+2)rn sin 30且m=qvnB,解得vn=(-d)(1n-1,n取整数)36.(2014重庆，9，18分)如题9图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀
45、强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q两点,NS和MT间距为1.8h。质量为m、带电量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g。(1)求电场强度的大小和方向。(2)要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值。(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值。题9图答案 36.(1),方向竖直向上(2)(9-6)(3)见解析解析 36.(1)设电场强度大小为E。由题意有mg=qE得E=,方向竖直向上。(2)如图1所示,设粒子不从NS边飞出的入射速度最小值为vmin,对应的粒子在上、下区域的运动半径分别为r1和r2,圆心的连线与NS的夹角为。图1由r=有r1=,r2=r1由(r1+r2)sin =r2r1+r1 cos =h得vmin=(9-6)(3)如图2所示,设粒子入射速度为v粒子,