2015年高考物理试题分类汇编专题九磁场

...
1.(2021 课标Ⅰ ,14,6 分 ) 两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。

一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子( 不计重力 ), 从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的 ()
A. 轨道半径减小 , 角速度增大
B. 轨道半径减小 , 角速度减小
C.轨道半径增大 , 角速度增大
D.轨道半径增大 , 角速度减小
答案D
2.(2021 课标Ⅱ ,19,6 分 )( 多项选择 ) 有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ , Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k 倍。

两个速率一样的电子分别在两磁场区域做圆周运动。

与Ⅰ中运动的电子相比, Ⅱ中的电
子()
A. 运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍
B. 加速度的大小是Ⅰ中的k 倍
C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k 倍
D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等
答案AC
3.(2021 XX理综 ,7,6分 )( 多项选择 ) 如下图 ,S 处有一电子源 , 可
向
纸面内任意方向发射电子, 平板 MN垂直于纸面。

在纸面内的长度
L=9.1 cm, 中点 O与 S 间的距离 d=4.55 cm,MN 与 SO直线的夹角
为θ , 板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的
匀强磁场 , 磁感应强度 B=2.0×10 -4T。

电子质量 m=9.1×10 -31 kg,
电量 e=- 1.6 ×10 -19 C, 不计电子重力。

电子源发射速度 v=1.6 ×10 6
m/s 的一个电子 , 该电子打在板上可能位置的区域的长度为l, 那么
()
A. θ =90°时 ,l=9.1 cm
B.θ =60°时 ,l=9.1 cm
C.θ =45°时 ,l=4.55 cm
D.θ =30°时 ,l=4.55 cm
答案AD
4.(2021 理综 ,17,6分 ) 实验观察到 , 静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生β衰变 , 衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动, 运动方向和轨迹示意如图。

那么()
A. 轨迹 1 是电子的 , 磁场方向垂直纸面向外
B. 轨迹 2 是电子的 , 磁场方向垂直纸面向外
C.轨迹 1 是新核的 , 磁场方向垂直纸面向里
D.轨迹 2 是新核的 , 磁场方向垂直纸面向里
答案D
5.(2021 XX理综,16,4分)在同一匀强磁场中, α粒子 He)和质子 H)做匀速圆周运动, 假设它
们的动量大小相等, 那么α粒子和质子 ()
A. 运动半径之比是2∶1
B. 运动周期之比是2∶1
C.运动速度大小之比是4∶1
D.受到的洛伦兹力之比是2∶1
答案B
12.(2021 XX单科,15,16分)一台质谱仪的工作原理如下图, 电荷量均为 +q、质量不同的
离子飘入电压为U0的加速电场 , 其初速度几乎为零。

这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁
2
场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场 , 最后打在底片上。

放置底片的区域MN=L,且OM=L。

某次测量发现 MN中左侧区域 MQ损坏 , 检测不到离子 , 但右侧区域 QN仍能正常检测
到离子。

在适当调节加速电压后 , 原本打在 MQ的离子即可在 QN检测到。

(1)求原本打在 MN中点 P 的离子质量 m;
(2)为使原本打在 P 的离子能打在 QN区域 , 求加速电压 U 的调节X围 ;
(3) 为了在 QN区域将原本打在 MQ区域的所有离子检测完整 , 求需要调节 U 的最少次数。

( 取lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)
答案(1)(2) ≤U≤(3)3 次
13.(2021 XX理综,24,20分)如下图,直径分别为D 和 2D 的同心圆处于同一竖直面内,O
为圆心 ,GH 为大圆的水平直径。

两圆之间的环形区域(Ⅰ区) 和小圆内部 ( Ⅱ区 ) 均存在垂直圆
面向里的匀强磁场。

间距为d 的两平行金属极板间有一匀强电场, 上极板开有一小孔。

一质
量为 m、电量为 +q 的粒子由小孔下方处静止释放, 加速后粒子以竖直向上的速度v 射出电场 ,
由 H 点紧靠大圆内侧射入磁场。

不计粒子的重力。

(1)求极板间电场强度的大小 ;
(2)假设粒子运动轨迹与小圆相切 , 求Ⅰ区磁感应强度的大小 ;
(3)假设Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、, 粒子运动一段时间后再次经过H点, 求这段时间粒子运动的路程。

答案(1) (2) 或 (3)5.5 π D
考点三带电粒子在复合场中的运动
4.(2021 XX理综 ,22,20 分 ) 如图 , 绝缘粗糙的竖直平面 MN左侧同时存在相互垂直的匀强电
场和匀强磁场 , 电场方向水平向右 , 电场强度大小为E, 磁场方向垂直纸面向外, 磁感应强度
大小为 B。

一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开场沿MN下滑 , 到达C
点时离开 MN做曲线运动。

A、C 两点间距离为 h, 重力加速度为g。

(1)求小滑块运动到 C 点时的速度大小 v C;
(2)求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克制摩擦力做的功f
W;
(3)假设 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位
置, 当小
滑块运动到 D 点时撤去磁场 , 此后小滑块继续运动到水平地面上的P 点。

小滑块在D 点
时的速度大小为 v D, 从 D 点运动到 P 点的时间为 t, 求小滑块运动到 P点时速度的大小v P。

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场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场 , 最后打在底片上。

放置底片的区域MN=L,且OM=L。

某次测量发现 MN中左侧区域 MQ损坏 , 检测不到离子 , 但右侧区域 QN仍能正常检测
到离子。

在适当调节加速电压后 , 原本打在 MQ的离子即可在 QN检测到。

(1)求原本打在 MN中点 P 的离子质量 m;
(2)为使原本打在 P 的离子能打在 QN区域 , 求加速电压 U 的调节X围 ;
(3) 为了在 QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整, 求需要调节U 的最少次数。

( 取 lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)
答案(1)(2) ≤U≤(3)3 次
13.(2021 XX理综,24,20分)如下图,直径分别为D 和 2D 的同心圆处于同一竖直面内,O
为圆心 ,GH 为大圆的水平直径。

两圆之间的环形区域(Ⅰ区) 和小圆内部 ( Ⅱ区 ) 均存在垂直圆
面向里的匀强磁场。

间距为d 的两平行金属极板间有一匀强电场, 上极板开有一小孔。

一质
量为 m、电量为 +q 的粒子由小孔下方处静止释放, 加速后粒子以竖直向上的速度v 射出电场 ,
由 H 点紧靠大圆内侧射入磁场。

不计粒子的重力。

(1)求极板间电场强度的大小 ;
(2)假设粒子运动轨迹与小圆相切 , 求Ⅰ区磁感应强度的大小 ;
(3)假设Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、, 粒子运动一段时间后再次经过H点, 求这段时间粒子运动的路程。

答案(1) (2) 或 (3)5.5 π D
考点三带电粒子在复合场中的运动
4.(2021 XX理综 ,22,20 分 ) 如图 , 绝缘粗糙的竖直平面 MN左侧同时存在相互垂直的匀强电
场和匀强磁场 , 电场方向水平向右 , 电场强度大小为E, 磁场方向垂直纸面向外, 磁感应强度
大小为 B。

一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开场沿MN下滑 , 到达C
点时离开 MN做曲线运动。

A、C 两点间距离为 h, 重力加速度为g。

(1)求小滑块运动到 C 点时的速度大小 v C;
(2)求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克制摩擦力做的功f
W;
(3)假设 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位
置, 当小
滑块运动到 D 点时撤去磁场 , 此后小滑块继续运动到水平地面上的P 点。

小滑块在D 点
时的速度大小为 v D, 从 D 点运动到 P 点的时间为 t, 求小滑块运动到 P点时速度的大小v P。

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场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场 , 最后打在底片上。

放置底片的区域MN=L,且OM=L。

某次测量发现 MN中左侧区域 MQ损坏 , 检测不到离子 , 但右侧区域 QN仍能正常检测
到离子。

在适当调节加速电压后 , 原本打在 MQ的离子即可在 QN检测到。

(1)求原本打在 MN中点 P 的离子质量 m;
(2)为使原本打在 P 的离子能打在 QN区域 , 求加速电压 U 的调节X围 ;
(3) 为了在 QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整, 求需要调节U 的最少次数。

( 取 lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)
答案(1)(2) ≤U≤(3)3 次
13.(2021 XX理综,24,20分)如下图,直径分别为D 和 2D 的同心圆处于同一竖直面内,O
为圆心 ,GH 为大圆的水平直径。

两圆之间的环形区域(Ⅰ区) 和小圆内部 ( Ⅱ区 ) 均存在垂直圆
面向里的匀强磁场。

间距为d 的两平行金属极板间有一匀强电场, 上极板开有一小孔。

一质
量为 m、电量为 +q 的粒子由小孔下方处静止释放, 加速后粒子以竖直向上的速度v 射出电场 ,
由 H 点紧靠大圆内侧射入磁场。

不计粒子的重力。

(1)求极板间电场强度的大小 ;
(2)假设粒子运动轨迹与小圆相切 , 求Ⅰ区磁感应强度的大小 ;
(3)假设Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、, 粒子运动一段时间后再次经过H点, 求这段时间粒子运动的路程。

答案(1) (2) 或 (3)5.5 π D
考点三带电粒子在复合场中的运动
4.(2021 XX理综 ,22,20 分 ) 如图 , 绝缘粗糙的竖直平面 MN左侧同时存在相互垂直的匀强电
场和匀强磁场 , 电场方向水平向右 , 电场强度大小为E, 磁场方向垂直纸面向外, 磁感应强度
大小为 B。

一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开场沿MN下滑 , 到达C
点时离开 MN做曲线运动。

A、C 两点间距离为 h, 重力加速度为g。

(1)求小滑块运动到 C 点时的速度大小 v C;
(2)求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克制摩擦力做的功f
W;
(3)假设 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位
置, 当小
滑块运动到 D 点时撤去磁场 , 此后小滑块继续运动到水平地面上的P 点。

小滑块在D 点
时的速度大小为 v D, 从 D 点运动到 P 点的时间为 t, 求小滑块运动到 P点时速度的大小v P。

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