2021届高考备考物理二轮复习汇编:磁场(原卷+解析卷) (一).pdf
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1、磁 场【原卷】1.(2 02 1 山东高三专题练习)在磁场中的某同一位置放置一条导线,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/,导线所受的磁场力产也不一样。下列四幅图中,。、均各代表一组口、/的数据,则能正确表示F与/关系的是()八 ,A.B.bL_.,o I o I F L fFa bC.D.o I o I2.(2 02 1 广东深圳市高三月考)如图所示,空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度做直线运动,其轨迹如图虚线所示,虚线与水平方向成3 0角,小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放的光滑绝缘管道(管道内径略
2、大于小球直径),下列说法正确的是()x x x x 8 x xA.小球一定带正电B.磁场和电场的大小关系为t=AC.小球可能是从管道的乙端运动到甲端D.若小球刚进入管道时撤去磁场,小球将在管道中做匀速直线运动3.(2 02 1 荆门市龙泉中学高三月考)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,在两D 形盒左边的缝隙间放置一对中心开有小孔a、6 的平行金属板M、N,每当带正电的粒子从a 孔进入时,立即在两板间加上恒定电压,粒子经加速后从b 孔射出时,立即撤去电压。粒子进入D 形盒中的匀强磁场后做匀速圆周运动。已知D 形盒的缝隙间无磁场,不考虑相对论效应,则下列说法不A.磁场方向垂直纸面向外B.粒子
3、运动的周期不断变大C.粒子每运动一周直径的增加量越来越小D.增大板间电压,粒子最终获得的最大动能变大4.(2 02 1 赤峰二中高三月考)如图,虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场,在纸面内沿不同的方向从粒子源。先后发射速率均为。的质子和&粒子,质子和。粒子同时到达尸点。已 知 吵/,a 粒子沿与加成3 0角的方向发射,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力,则下列说法正确的是()2oA.质子在磁场中运动的半径为!B.粒。子在磁场中运动的半径为g/2C.质子在磁场中运动的时间为?2v7 TT!D.质子和a粒子发射的时间间隔为等6 v5.(2 02 1 广东韶关市-高三一模)如图所示,直角坐标系
4、公7位于竖直平面内,x轴与绝缘的水平面重合,在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,质量为性=7x i(r 3 k g的不带电小物块静止在原点4 z点距。点/=0.0 4 5 m,质量叫=1 x 10%的带电小物块以初速度 =0.5 m/s从4点水平向右运动,在。点与叫发生正碰并把部分电量转移到吗上,碰撞后啊的速度为O.l m/s,此后不再考虑叫,加2间的库仑力,已知电场强度E =4 0 N/C,小物块,叫与水平面的动摩擦因数为=。/,取g=1 0 m/s 2,求:(1)碰后叫的速度;(2)若碰后叫做匀速圆周运动且恰好通过尸点,俯 与X轴的夹角,=3。,0 P长为/卬=0.4
5、m,求磁感应强度B的大小;(3)其它条件不变,若改变磁场磁感应强度的大小为8,使,“离开第一象限后落地时能与叫再次相碰,求 的大小。36.(2 0 2 1 湖北荆州市高三月考)如图所示,在水平虚线MN和 PQ间有垂直于纸面向外的匀强磁场,在MN上方有平行于纸面垂直于MN向上的匀强电场,电场强度大小为E,在 PQ上的4点沿纸面斜向右上与PQ成 6 0 角的方向射入 一 个 质 量 为 电 荷 量 为 q 的带负电粒子,射入的速度大小为期恰好垂直 MN进入电场,MN与 PQ间的距离为&不计粒子的重力。(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;(2)求粒子在电场、磁场中运动的总时间;(3)保持磁场的磁感应强
6、度大小不变,将方向反向,粒子在A点射入磁场的方向不变,将大小改变,结果粒子在整个运动过程中的最小速度为最大速度的公2倍,求粒子的最大速度。A A A A AE 尸二涩妙 二二二二QA7.(2 0 2 1 江苏苏州市高三开学考试)正方形区域MVPQ边长为乙 在M N 中点。垂直于M N边以一定初速度向平面内射入电子,若空间只存在平行正方形4平面由M指向N、场强大小为E的匀强电场,电子恰能从。点飞出,如果图甲所示;若空间只存在垂直正方形平面、磁感应强度大小为3 的匀强磁场,电子恰能从P点飞出,如图乙所示,不计电子所受重力。(1)求两种情况下电子刚飞出正方形区域的速度大小之比匕:彩;(2)求电子比荷
7、且以及初速度”的大小;m(3)若电子在电场中运动一段时间后撤去电场并立即加上和图乙中一样的磁场,最终电子恰好垂直于PQ边飞出正方形区域,求电子在电场中的运动时间f。(不考虑撤去电场加上磁场所引起的电磁辐射的影响)8.(2021 安徽阜阳市高三期末)如图,在直角坐标系x勿内,0W水d 的区域有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场,在 x 2 d 的区域有电场强度大小为E、方向沿x 轴负方向的匀强电场。一质量为以 电荷量为g 的带正电粒子从坐标 为(2d,0)的点由静止开始运动,从边界切进入磁场后恰好未从y 轴射出磁场。不计粒子所受重力。(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B;(2)若粒子从坐标为(5d,0
8、)的4 点由静止开始运动,求粒子离开磁场时到原点0 的距离L。5y9.(2 0 2 1 云南昆明市昆明一中高三月考)如图所示,两块正对平行金属板A、B之间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E(其方向未画出),磁感应强度大小为8“方向垂直纸面向里。平行金属板A、B右侧有一挡板M,挡板/上有小孔。,。是两金属板的中心线,挡板右侧有垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B 2,C D为其边界上的一绝缘板,C D与M板间的夹角为。=4 5。,OC=a,现有质量均为加、电性不同的两带电粒子(不计重力),自。点沿。方向进入电、磁场区域,在电磁场中沿直线。方向运动,并进入挡板M右侧的匀强
9、磁场中,且两粒子的运动轨迹均恰好与C D板相切,回到挡板M后被挡板M吸收,求:(1)两粒子进入有界磁场时的速度;(2)正、负两粒子电荷量之比。1 0.(2 0 2 1 江西吉安市高三期末)如图,在-y -K X D 区域中存在沿着y轴正方向的匀强电场,在-o o y 0)的粒子以速度匕从坐标原点。沿 x 轴正方向射入电场,并从点(2,)进入磁场区域,不计重力。求:(1)匀强电场的电场强度大小;(2)若粒子经磁场偏转后不能穿过直线 3h,求在这种情况下磁感应强度的最小值打。1 1.(2 0 2 1 江苏扬州市高三开学考试)如图所示直角坐标系中,在 y 轴和M N之间以x 轴为边界存在两个匀强磁场
10、区域I、n,磁场宽度为d,磁感应强度大小均为反方向垂直于纸面。一粒子加速器放置在y 轴上,其出射口坐标为(0,y)且 0,其加速电压可调。初速度为0、质量为力、电荷量为P的粒子经加速器加速后平行于x 轴射入区域I,不计粒子重力。(1)若k九调节加速电压,粒子恰好从0 点射出磁场,求加速电压的大小也(2)若 =粒子仅经过x 轴一次,然后垂直于M N 从区域H射出,求粒子在磁场中运动的时间t;(3)若粒子以 乌驯速度射入磁场,最终垂直于射出,求 y 满足的条件。2m712.(2021 广东珠海市高三月考)如图所示,在 xa 平面内,位于原点。的放射源向x轴上方各方向射出速率为的的带正电相同粒子,粒
11、子的质量为卬、电荷量为,。在直线产d下方分布着一个左右足够宽、方向沿y 轴正向的匀强电场;在直线尸 上方有一平行于x 轴的感光板就 直线尸d和就之间区域有左右足够宽、方向垂直于纸平面向里的匀强磁场,磁感应强度为8=号。已知沿x 轴正方向射出的粒子在坐标为仔 乩的点进入磁场,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,只考虑每个粒子在电场中和磁场中各运动一次。(1)求电场强度的大小咫(2)若要求所有粒子都能打在感光板加上,求仞V 到磁场下边缘的最大距离h;(3)若磁场上下边界恰为第(2)问所求的最大距离,求画板上被粒子击中的长度。8yM NX X X X XX X g X XX X&X XX X X X
12、XX X X X XX X X X XX X XX X XX X XX X XX X XX X XX K X X X XX K X X X XX X X X X XX K X X X XX X X X X XX K X X X XX X X X XX X X X XX X X X XX X X X XX X X X XX X X X XEX1 3.(2 0 2 1 湖北荆州市高三月考)如图所示,在直角坐标系X。),中,X =L和y轴之间有垂直纸面向里的匀强磁场,y轴左侧有沿X轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,在1 轴上x =T处有一个粒子源,该粒子源可以在纸面内沿各个方向射出速率相同的同种
13、粒子(重力不计),粒子的质量为?、电荷量为+4,沿)轴负方向射出的粒子经电场和磁场偏转后,恰好不从磁场的右边界射出,并且第一次和第二次经过 轴的位置相距乎八 求:(1)粒子的初速度大小及磁场的磁感应强度大小;(2)沿)轴正方向射出的粒子第二次经过)轴的位置坐标;(3)沿与X轴负方向成4 5。角 向 上(图示方向)射出的粒子第一次经过y轴和第二次经过)轴的位置间的距离。9磁场1.(2021 山东高三专题练习)在磁场中的某同一位置放置一条导线,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/,导线所受的磁场力E也不一样。下列四幅图中,。、。均各代表一组/、/的数据,则能正确表示产与/关 系
14、的 是()/bA.O 1c.V【答案】BCio【详解】在匀强磁场中,当电流方向与磁场垂直时所受安培力为F=BIL由于磁场强度8和导线长度L不变,因此/与/的关系图象为过原点的直线,故AD错误,BC正确。故选BCo2.(2021 广东深圳市高三月考)如图所示,空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度的做直线运动,其轨迹如图虚线所示,虚线与水平方向成3 0 角,小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放的光滑绝缘管道(管道内径略大于小球直径),下列说法正确的是()A.小球一定带正电B.磁场和电场的大小关系为2 =AC.小球可能是从管道的乙
15、端运动到甲端D.若小球刚进入管道时撤去磁场,小球将在管道中做匀速直线运动【答案】AD【详解】A.小球做匀速直线运动,当带正电时,电场力水平向左,重力竖直向下。从甲端运动到乙端时,洛伦兹力垂直于虚线斜向右上三力恰好平衡,能保证小11球沿图中虚线运动。当小球带负电时,电场力水平向右,重力竖直向下。从甲端运动到乙端时或者从乙端运动到甲端时,洛伦兹力垂直于虚线斜向左上或者右上,均不能使小球沿直线运动。故A 正确;B.由A 项分析可知,电场力和洛伦兹力关系为sin 30=-出_qvB整理,得g=旦B 2故 B 错误;C.根据A 项分析,小球只能是从管道的甲端运动到乙端。故 C 错误;D.未撤磁场时,小球
16、三力平衡,其中电场力和重力沿虚线方向的合力为零,当撤去磁场时,在管道中所受重力和电场力均没有变化,故沿虚线方向(管道方向)合力仍为零。而管道的支持力垂直于管道。即小球合力仍为零,做匀速直线运动。故 D 正确。故选AD。3.(2021 荆门市龙泉中学高三月考)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,在两D 形盒左边的缝隙间放置一对中心开有小孔a、6 的平行金属板M、N,每当带正电的粒子从a 孔进入时,立即在两板间加上恒定电压,粒子经加速后从力孔射出时,立即撤去电压。粒子进入D 形盒中的匀强磁场后做匀速圆周运动。已知D 形盒的缝隙间无磁场,不考虑相对论效应,则下列说法不正确的是()12A.磁场方向
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