高中物理高考三轮冲刺 2023高考冲刺50练9

2023高考冲刺50练9磁场一．选择题1．（2023唐山摸底）将长为L的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端点A、C连线竖直，如图所示。若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右 C．，水平向右 D．，水平向左·【参照答案】D【名师解析】将长为L的导线弯成六分之一圆弧，圆弧所对的圆心角为60°，圆弧半径R=L，圆弧的弦长为L。导线所受安培力的大小F=BIL。由左手定则可判断出导线所受安培力的方向为水平向左，选项D正确。2.(2023贵阳市摸底考试)如图所示，一个绝缘且内避光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R（比细管的内径大得多），在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g．空间存在一磁感应强度大小未知（不为零），方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场．某时刻，给小球一方向水平向右，大小为v0=的初速度，则以下判断正确的是（）A．无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B．无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C．无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D．小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，机械能不守恒【参照答案】C【名师解析】无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球将做圆周运动，在最低点，由牛顿第二定律，qv0B+F-mg=m，解得：F=6mg-qB，由此可知当B=时，小球在最低点不受到管壁的弹力作用，选项A错误。小球在竖直面内做圆周运动，洛伦兹力不做功，机械能守恒，对小球从最低点到最高点的运动过程，由机械能守恒定律，m()2=2mgR+mv2，解得v=，无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同选项C正确D错误。在最高点，由F+mg=m，解得：F=0。选项B错误。玩偶—S极—N极线圈可变电阻玩偶—S极—N极线圈可变电阻磁铁软铁电源A．电路中的电源必须是交流电源B．电路中的a端点须连接直流电源的负极C．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度【参照答案】C【名师解析】电磁铁产生磁性，电路中的电源必须是直流电源，电路中的a端点须连接直流电源的正极，选项AB错误。若增加环绕软铁的线圈匝数，电磁铁产生的磁性更强，可增加玩偶飘浮的最大高度，选项C正确。若将可变电阻的电阻值调大，电磁铁中电流减小，产生的磁性变弱，降低玩偶飘浮的最大高度，选项D错误。4．（201分学校联考）如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I．直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则图乙中O处磁感应强度和图甲中O处磁感应强度相同的是【参照答案】A【名师解析】：由题意可知，图甲中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；图乙中A，根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故选项A正确；图乙中B、同理，四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直向里，故选项B错误；图乙中C、由上分析可知，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故选项C错误；图乙中D、与C选项分析相同，四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故选项D错误5.（2023河南22校联考）如图所示，两个倾角分别为30。和60。的光滑斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。两个质量均为m、带电荷量为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后。两小滑块都将飞离斜面，在此过程中A.甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C.甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同D.两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等【参照答案】AD【名师解析】A、小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，故：mgcosθ=qvmB解得：vm=故斜面倾角越大，飞离时速度越小，故甲飞离速度大于乙，故A正确；B、甲斜面倾角小，平均加速度小，但是末速度大，故甲在斜面上运动时间比乙的长，故B错误；C、根据动能定理，带入数据化简，故甲的位移大于乙的位移，故C错误；D、重力的平均功率为重力乘以竖直方向的分速度的平均值，带入数据相等，故D正确、故选AD6（2023江西省三县联考）某空间存在着如图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，置于光滑水平面上，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，物块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，以下说法正确的是（）A．图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系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C．图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系D．图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系【参照答案】CD【名师解析】整体受总重力、拉力、洛伦兹力和支持力，合力为F，根据牛顿第二定律，知加速度不变，整体做匀加速直线运动，所以v=at．A所受的洛伦兹力F洛=qvB=qBat，知洛伦兹力与时间成正比，是过原点的一条倾斜直线．故A错误．B、隔离对A分析，A所受的合力等于A的摩擦力，则f=ma，知A所受的静摩擦力不变．故B错误．C、A对B的压力等于B对A的支持力，N=mAg+qvB=mAg+qBat，N与t成一次函数关系．故C正确．D、对整体分析，地面的支持力N′=（mA+mB）g+qBat，压力与时间成一次函数关系．故D正确．故选CD．7.(2023·河南三市试)如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域，入射方向与x轴正方向成α角．为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域，且射出方向与x轴正方向也成α角，可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场．若磁场分布为一个圆形区域，则这一圆形区域的最小面积为（不计粒子的重力）（） A． B． cos2α C．sinα D． sin2α【参照答案】D【名师解析】以速度v射入磁场的带电粒子，洛伦兹力提供向心力，qvB=m，解得R=。将图中两点的速度方向延长，画出带电粒子运动轨迹示意图，磁场圆形区域的直径为2Rsinα，圆形区域的最小面积为S=π(Rsinα)2=sin2α，选项D正确。8．（2023唐山五校联考）如图，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面。当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为A．0B．2mgC．4mgD．6mg【参照答案】C【名师解析】：设线的长度为L，小球经过最低点时速率为v．

根据机械能守恒定律得：mgL（1-cos60°）=mv2，得到v=

当小球自左方摆到最低点时，有：qvB-mg=m

①

当小球自右方摆到最低点时，有：F-mg-qvB=m

②

由①+②得：F=2mg+2m=4mg．选项C正确。

二．计算题9.（10分）（2023中原名校摸底联考）在如图10所示的直角坐标系中，有沿y轴正方向（竖直向上方向）磁感应强度大小为B的匀强磁场，现在坐标原点固定一电荷量为Q的正点电荷，一个质量为m、电荷量为q的正点电荷微粒恰好能以y轴上的点为圆心在水平面内做匀速圆周运动，角速度为，已知当地重力加速度为g。试求圆心的y坐标值。【名师解析】F电θBqvyxzOO1QBmg图4（10分）解析：微粒受力如图4所示，设带电微粒F电θBqvyxzOO1QBmg图4带电粒子受力如图所示，列出动力学方程为3分3分即得2分所以圆心O1的y坐标值1分10．（18分）（2023长春调研）如图所示，在虚线所示宽度范围内，存在竖直向下电场强度为E的匀强电场，某种正离子以初速度为v0垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为。在同样宽度范围内，若只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子以原来的初速度穿过该区域，偏转角度仍为θ，(不计离子的重力)求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）离子穿过电场和磁场的时间之比。【名师解析】．（18分）解析：(1)设虚线宽度为d，离子在电场中做类平抛运动，有vy＝v0tanθ①（2分）vy＝eq\f(qE,m)t②（2分）且t＝eq\f(d,v0)③（2分）当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动。④（2分）轨道半径r＝eq\f(d,sinθ)＝eq\f(mv0,qB)⑤（2分）联立①②③④⑤得：B＝eq\f(Ecosθ,v0)（2分）(2)离子在电场中运动的时间t1＝⑥（2分）离子在磁场中运动的时间t2＝eq\f(rθ,v0)＝eq\f(dθ,v0sinθ)⑦（2分）解得（2分）注：计算题各题用其它解法正确均按步骤给分。11．（18分）（2023唐山摸底）如图所示，平面直角坐标系xoy，第一象限内有一直角三角形ABC区域内存在匀强磁场，磁感应强，大小为B=；第四象限内存在匀强电场，方向与x轴负方向成30o角，大小为一带电粒子质量为m，电荷量+q，自B点沿BA方向射入磁场中．已知∠ACB=30o，AB=2（2+），，长度单位为米，粒子不计重力。 （1）若该粒子从AC边射出磁场，速度方向偏转了60o，求初速度的大小：O160°×××O160°×××××××××ABCv1【名师解析】（1）设此时半径为r1，则r1sin60°=2(2+)…………………2分由牛顿第二定律得：v2•x××××××v2•x×××××××××ABCyoEv2o2GFD∴v1=(m/s)…………………2分(2)若粒子在磁场中运动轨迹与y轴相切，则运动时间最短，依题意，此时粒子半径r2=AB=2（2+）m………1分由牛顿第二定律得：qv2B=…………………１分∴v2=2m/s周期T=…………………１分又由几何关系知∠BO2D=120°所以磁场中时间t1=T=………１分过D点做x轴的垂线，垂足为F，则OC+AC=DF+r2+r2sin30°………………1分∴DF=(m)设∠DGF=θ，则tanθ=FG=msinθ=DG=3m…………………1分∴粒子要真空中运动时间t2==s……1分另外：r2