2017版大高考物理总复习创新模拟题ab卷专题九

专题九A卷磁场 磁场1.(2015·新课标Ⅱ，18，6分)(难度★★)(多选)指南针是我国古代四大发明 解析指南针不可以仅具有一个磁极，故A错误；指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，故B正确；当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故C正确；根据定则，在指南针正上方附近沿指针方向答案2．(2014·新课标Ⅰ，15，6分)(难度★★)关于通电直导线在匀强磁场中所 解析由左手定则可知，力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选A错、B正确；力的大小F＝BILsinθ与直导线和磁场方向的夹角有关2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，的2。因此 力大小不一定是原来的一半，选项D错误。2答 12V2Ω0.5cm量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。判断开关解析I＝U＝12V＝6 2导体棒受到的力大小为F＝BIL＝0.06代入数值解得m＝0.01kg答 竖直向下0.01带电粒子在匀强磁场中的运动4.(2016·卷Ⅱ，18，6分)(难度★★★)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀MN生碰撞，则带电粒子的比荷为() ω

BBBB解 画出粒子的运动轨迹如图所示 T＝2πr 6π动和圆筒运动具有等时性，则θ

ω

A答

2π＝ω，解得m＝3B5．(2016·卷Ⅲ，18，6分)(难度★★★)平面OM和平面ON之间的夹角30°，其横截面(纸面)MBq(q0)vM30°ONM上O的距离为()

B.

解析r＝mvON相切，D＝2rsin OD＝sin30°＝2CD＝4r＝qB，故D答 板上表面的P点垂直于铝板向上射出Q点穿越铝板后到达PQ的中点O，铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()

D.22解 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22由力提供向心力

＝mv2

2m磁感应强度 Ek1·R2＝2，选项D正确答

Ek2 部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()解析在同一匀强磁场中，各粒子进入磁场时速度方向相同，但速度大小关Ar＝mvqvmB错误，CEk＝1mv2r＝2mEkEk 时确定的粒子其轨迹半径越大，故D答 8．(2013·新课标Ⅰ，18，6分)(难度★★)如图所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向q(q＞0)mab

的距离为2的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力

D. 粒子运动的情景如图所示。由于入射点M距离直径ab为R/2，且入射方向MC平行于ab，所以∠MOC＝60°。粒子射出磁场时，偏转角度为60°，即∠MO′B＝60°。所以由几何关系知，粒子的轨迹半径r＝R，又r＝mv。所mv＝qBR，Bm答 Rm、电荷量q(q＞0)v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为()A. B.C. D.0解 根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，由几何关系可得，粒子运0

＝v2rr＝得，B＝3mv0，A

m答 带电粒子在复合场中的运动比约为() 2mv－0，得 由

＝mr＝①②

2U

，

U选项D

q2，可得

1答 11．(2014·大纲，25，20分)(难度★★★★)如图，在第一象限存在匀强场，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。yθ，求解 (1)如图粒子进入磁场后做匀速圆周运动设磁感应强度的大小为mqR0。由洛仑兹力公2vqv0B＝mvExax，在22由于粒子在电场中做类平抛运动(如图)vtanv0联立①②③④⑤⑥E＝1 2vtan联立⑤⑥ v0tan答 2d (1)2v0tan (2)v0tan12．(2012·新课标卷，25，18分)(难度★★★★)如图所示，一半径为R的强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形R线的距离为R5

ab点离开该区域。若磁感应B，不计重力，求电场强度的大小。 qvB＝mrvabOcdcd＝x

联立②③④r＝7再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E，粒子在电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a，由第二定律和带电粒子在电场中的受由运动 得r＝1t联 ①⑤⑥⑦⑧答

。B卷磁 磁场1.(2016·理综，17，6分)(难度★★)中国宋代科学家在《笔谈》中下列说法不正确的是()解析行，一定受到地磁场力的作用，故C项说法不正确的。答案MN相等，将它们分别挂场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()解析由题意知，处于磁场中的导体受力作用的有效长度越长，根据＝BIL知受力越大，越容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确。答案3(2015·浙江理综2420分)(难度★★★)同学设计了一个“电磁天平”，1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L＝0.1m，竖直边长H＝0.3m，匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内磁感应强度B0＝1.0T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在2.0AI。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。(g＝10m/s2)图 图(1)0.5kgN1(2)N2＝100＝10Ω，不接外电流，两臂平衡。如图2所示，保持B0不变，圈上部另强度的变化率ΔB解 (1)题中“电磁天平”中的线圈受到代入数据解得：N1＝25匝③(2)由法拉第电磁感应定律得：E＝NΔΦ＝N2 2RR线圈受到的力

＝ ΔB

N2B0Δt·R代入数据可得ΔB＝0.1答案(1)25匝(2)0.1带电粒子在匀强磁场中的运动4.(2016·理综，4，6分)(难度★★★)如图所示，正六边形abcdef区域内有垂度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vcctc，不计粒子重力。则(解 带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，力提供向心力，动轨迹如图所示，由几何关系得， ， ，

＝

m得，v＝qBr，则vb∶vc＝rb∶rc＝1∶2,又由T＝2πm，t＝θT和θB＝2θC tb∶tc＝2∶1，故选项A正确，B、C、D答 25．(2015·理综，16，4分)(难度★★)在同一匀强磁场中，α粒子(4He)和质21(1H)做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则α粒子和质子 1运动周期之比是2∶1C4∶1 α粒子和质子质量之比为4∶1，电荷量之比为2∶1，由于动量相同，由T＝2πm，得周期之比为2∶1；由f洛＝qvB，得 力之比为1∶2。故只有B正确。答 MN9.1cm，中点OS间的距离d＝4.55cm，MNSO直线的夹角为θ，板所B＝2.0×10－4T。电子质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝－1.6×10－19C，l，则()A．θ＝90°时，l＝9.1cm B．θ＝60°时，l＝9.1cmC．θ＝45°时，l＝4.55cm D．θ＝30°时，l＝4.55cm Ml＝L＝9.1cm，A正确；当θ＝30°N点，由几何关系知，另一临界MNONO范围内，l＝4.55cm，D正确；进而可分析知当θ＝45°θ＝60°时，粒子打到板上的范围大于ON小于NM，即4.55cm＜l＜9.1cm，故B、C错误。答案7．(2014·理综，18，6分)(难度★★★)“人造小”装置使用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B正比于()T T解 等离子体在磁场中受到的洛沦兹力提供向心力，

Rv＝动

1Ek＝2mv

kT＝得 得 B∝T，选项A答 子ab，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上。不计重力，下列说法正确的有()A．a、bB．abC．abD．aPOb 由左手定则可判断粒子a、b均带正电，选项A正确；由于是同种粒子，且粒子的速度大小相等，所以它们在匀强磁场中做圆周运动的轨迹半R＝mvT＝2πm也相同，画出粒子的运动轨迹图可知，b 答 运动，它所受力的方向是()A．向上B．向下C．向 解析根据右手螺旋定则及磁感应强度的叠加原理可得，四根导线在正方形外运动时，根据左手定则可知，粒子所受力的方向向下，B项正确。答案B10．(2016·理综，22，16分)(难度★★★)如图所示，质量为m，电荷量为qvB的匀强磁场，RE的大小。解 力提供向心力，有F洛＝qvB＝m ，(2)粒子受电场力F电＝qE力F洛＝qvB，粒子做匀速直线运动则，＝qvBEE＝vB答

11．(2015·浙江理综，25，22分)(难度★★★★)使用回旋的实验需要把质量为m，速度为v的离子在回旋内旋转旋转轨道是半径为r的圆，OB。为引出金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)。引出离P点进入通道，QOQL，OQOPθ。qP点进入，QE的方向和大小。解 (1)离子做匀速圆周运动Bqv＝rq＝mv，根据左手定则可判断离子带正电荷

RR2＝L2＋(R－r)2＋2L(R－r)cosr2＋L2－2rLcos解得 2r－2Lcos 故 mv（2r－2Lcosθ） q（r2＋L2－2rLcos电场强度方向沿径向向外

Eq＝R答

mv2（2r－2Lcos⑨q（r2＋L2－2rLcosmv（2r－2Lcos 正电荷(2)q（r2＋L2－2rLcosmv2（2r－2Lcos(3)沿径向向外 q（r＋L－2rLcos212.(205·2420分)(难度)D2DOH环形区域(Ⅰ区)和小圆内部()d为＋q的粒子由小孔下方dv射出2H

H解 (1)设极板间电场强度的大小为E，对粒子在电场中的加速运动，由 qE·2＝2mvE＝qd设Ⅰ区磁感应强度的大小为B，粒子做圆周运动的半径为R，由第二qvB＝R甲4联立③④qD4联立③⑥和Ⅱ区磁感应强度的大小分别为B1＝2mv、B2＝4mv， 第二定律

qvB1＝mR，qvB2＝mR 4设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为T1、T2，由运动学 乙据对称可知，Ⅰθ1，Ⅱ区内圆弧所对圆心θ2Oα，由几何关丙t1、t2t 360°t2＝360°×θ2 设粒子运动的路程为s，由运动学联立⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮ 答 (1) (2)qD或 13．(2014·理综，36，18分)(难度★★★★)如图所示，足够大的平行挡板A1A26LMNB0，方向垂直纸面向外。A1、A2S1、S2MNL。质m、电荷量为＋qd的匀强电场由静止加速后，沿水平S1MNP点，再进入Ⅱ区，PA1板Lk倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑。(1)k＝1(2)2<k<3S2kBk解 (1)粒子在电场中，由动能定理 粒子在Ⅰ区力提供向心rqv1B0＝mrk＝100由①②③

2md11

粒子在Ⅰ区力提供向心qvB0＝r1⑦由⑥⑦

粒子在Ⅱ区力提供向心qvB＝mr2

由⑧⑨⑪B＝k k答

右两端面的边长都为a和b，内有带电荷量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时测得导电材料上下表面之间的电压为U， A.IB， IB，正 C.IB， IB，正 解 假设粒子带正电，根据左手定则，粒子受的力向上，上a粒子受的电场力 an＝答 15．(2013·浙江理综，20，6分)(难度★★★)(多选)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋U的电场加速后，垂直进入磁感B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P＋和P3＋()A1∶1B．在磁场中运动的半径之比为3∶1C1∶2解 离子在电场中加速过程中，由于电场强度相同，根据第二定律得a1∶a2＝q1∶q2＝1∶3，选项A

qr1∶r2＝3∶1，选项Bd，根据sinθ＝d可得：sin sin＝r1联立解得θ2＝60°选项C正确qU＝1mv2＝EK可知 选项D答 3右的匀强电场，电场强度大小 N/C，同时存在着水平方向的匀强3B＝0.5T＝1×10－6kgq＝2×10－6v在图示的竖直面内做匀速直线运动当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场引起的电磁感应现象)g＝10m/2，求：(1)v(2)Pt解析(1)力为零，有 v＝20vEtan代入数据解得tanθ＝(2)解法一撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，如图所示，设其加速度为a，有mx，有ytan联立④⑤⑥⑦⑧3 s＝3.53解法二撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动Pvy＝vsin若使小球再次穿过P

3联立⑤⑥式，代入数据解得 s＝3.53答 (1)20 与电场方向成60°角斜向 (2)3.517．(2016·江苏单科，15，16分)(难度★★★★)回旋的工作原理如图甲U0T＝qB该粒子在

A～2Em99%能射出，d解 (1)粒子运动半径为RqvB＝m22

(2)nEmT

2 t0＝(n－1)·2＋Δt

(3)0～T－Δt) 2η>99%d<

答 (1)

18．(2016·理综，11，19分)(难度★★★★)如图所示图面内有竖直线DD′，DD′且垂直于图面的平面将空