高三名校物理试题（第03期）09 磁场（含复合场）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题10磁场（复合场）（原卷版）全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。一单项选择题：1。【2014·湖南四县一中高三11月联考】如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里．一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场．若电子在磁场中运动的轨道半径为2d．O′在MN上，且OO′与MN垂直．下列判断正确的是（)A．电子将向右偏转B．电子打在MN上的点与O′点的距离为dC．电子打在MN上的点与O′点的距离为D．电子在磁场中运动的时间为2。【2013·西工大附中第四次适应性训练】如图所示，竖直放置的平行金属导轨EF和GH两部分导轨间距为2L，IJ和MN两部分导轨间距为L。整个装置处在水平向里的匀强磁场中，金属杆ab和cd的质量均为m，可在导轨上无摩擦滑动，且与导轨接触良好.现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力F，使其匀速向上运动，此时cd处于静止状态,则力F的大小为A．mgB．2mgC．3mgD．4mg3.【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是（）A．带电粒子沿电场线方向射入,电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加B．带电粒子垂直于电场线方向射入，电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变4.【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落在A、B、C三点，可以判断（）A．落在A点的小球带正电,落在B点的小球不带电B．三个小球在电场中运动的时间相等C．三个小球到达极板时的动能关系为EkA>EkB〉EkCD．三个小球在电场中运动时的加速度关系为aA>aB>aC5.【2013·临川二中、上高二中高三联考】如图所示,匀强磁场的边界为平行四边形ABDC，其中AC边与对角线BC垂直,一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况,下列说法中正确的是（）A．入射速度越大的电子,其运动时间越长B．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C．从AB边出射的电子的运动时间都相等D．从AC边出射的电子的运动时间都相等6.【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的轨迹半径之比为R1∶R2＝1∶2，则下列说法正确的是(）A．离子的速度之比为1∶2B．离子的电荷量之比为1∶2C．离子的质量之比为1∶2D．以上说法都不对7。【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是(）A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上8。【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并由B点射出，且∠AOB＝120°，则该粒子在磁场中运动的时间为（）A.eq\f(2πr，3v0)B。eq\f（2\r（3）πr,3v0）C.eq\f(πr，3v0)D.eq\f(\r(3)πr,3v0）9.【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示，两根间距为d的垂直光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是（）A．增大磁感应强度BB．调节滑动变阻器使电流减小C．增大导轨平面与水平面间的夹角θD．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变二多选题：10.【2014·湖南四县一中高三11月联考】如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U.已知自由电子的电荷量为e.下列说法中正确的是（)A.M板比N板电势高B.导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大C。导体中自由电子定向移动的速度为v=U/BdD。导体单位体积内的自由电子数为11。【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如下图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B，有一个带正电的小球（电荷量为＋q、质量为m）从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么，带电小球可能沿直线通过的电磁复合场的是() 12.【2014·江西稳派名校学术联盟高三调研】如图所示，在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t＝0时刻,位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于ad方向向下发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场，下列说法正确的是A.粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0B。粒子的比荷为C。粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大D.初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长13。【2013·景德镇高三第二次质检】如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B,∠A=60°，AO=a。在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0=SKIPIF1<0\＊MERGEFORMAT，发射方向由图中的角度θ表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（）A．粒子有可能打到A点B．以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短C．以θ〈30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出14。【2013·景德镇高三第二次质检】如图甲所示，在倾角为θ的斜面上固定有两根足够长的平行光滑导轨，两导轨间距为L，金属导体棒ab垂直于两导轨放在导轨上，导体棒ab的质量为m，电阻为R，导轨电阻不计,空间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B。当金属导体棒ab由静止开始向下滑动一段时间t0，再接通开关S，则关于导体棒ab运动的v-t图象（如图乙所示）不可能的是θ、琢θ、琢、兹、兹三计算题：15。【2013·湖南怀化高三期末】（10分)水平放置的平行金属板MN之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场（如图a所示，垂直纸面向里为正），磁感应强度=50T，已知两板间距离d=0。3m，电场强度E=50V/m，M板中心上有一小孔P，在P正上方h=5cm处的O点,一带电油滴自由下落,穿过小孔后进入两板间，若油滴在t=0时刻进入两板间,最后恰好从N板边缘水平飞出。已知油滴的质量m=10kg，电荷量q=+2×10C（不计空气阻力.重力加速度取g=10m/s2，取π=3)求：（1)油滴在P点的速度；（2)N板的长度；(3）交变磁场的变化周期。16.【2014·桑植一中高三联考】如图5－2－14所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy平面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy平面向里的水平匀强电场，大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与x轴相切于坐标原点O，最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上（y＞0）的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并恰好沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限，并在电场中运动(已知重力加速度为g)．（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量．

（2)P点距坐标原点O至少多高？

（3）若该小球以满足（2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间t=2，小球距N点的距离s为多远？17.【2013·临川二中、上高二中高三联考】(17分)如图甲所示,两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U,两板间电场可看作均匀的,且两板外无电场，板长L=0。2m,板间距离d=0。2m．在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子速度v0=105m/s，比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．(1）试求带电粒子射出电场时的最大速度;(2)证明：在任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离为定值,写出该距离的表达式;（3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间．18。【2014·江西稳派名校学术联盟高三调研】如图所示，在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场，其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点，在M点有一质量为m、电荷量为e的质子，以初速度v0沿y轴负方向开始运动，恰好从N点进入磁场，若OM＝2ON，不计质子的重力,试求：（1)N点横坐标d；(2）若质子经过磁场最后能无限靠近M点，则矩形区域的最小面积是多少；（3）在（2）的前提下，该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。19.【2014·新余高三上学期期末质检】如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场；第四象限无电场和磁场。现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点最后又回到M点，设OM=L,ON=2L.求：（1）带电粒子的电性，电场强度E的大小；（2）带电粒子到达N点时的速度大小和方向；（3）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（4）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间.20。【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示,一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是板的正中间，为使粒子能从两板间射出，试求磁感应强度B应满足的条件（已知质子的带电荷量为e，质量为m）21。【2014·山西曲傲中学高三上学期期中考试】如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里．一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出．(1)求电场强度的大小和方向．(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经eq\f（t0，2)时间恰好从半圆形区域的边界射出．求粒子运动加速度的大小．(3）若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入，但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间．22.【2013·山西沂州一中高三联考】（18分）如图甲所示,两平行金属板长度l=0.2m，两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示.在金属板右侧有一左边界为MN的匀强磁场，磁感应强度B=0。01T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中，初速度方向沿两板间的中线OO′方向.磁场边界MN与中线OO′垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。（1）在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的.请通过计算说明这种处理的合理性；（2）设t=0.1s时刻射入电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场，求该带电粒子射出电场时速度的大小;（3）对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试通过推理判断d的大小是否随时间变化？23。【2014·山西高三四校联考】如图所示,一对磁偏转线圈形成的匀强磁场分布在R=0。10m的圆形区域内,磁感应强度为0。1T。圆的左端跟y轴相切于直角坐标系的原点O，右端跟足够大的荧光屏MN相切于x轴上A点,置于原点的粒子源沿x轴正方向射出带正电的粒子流，以v=EQ\r(3)×106m/s射入磁场,粒子的比荷为1×108c/kg，重力不计。求（1）粒子在磁场中运动的时间。（2）粒子打在荧光屏上的位置距A的距离。（3）要使粒子打不到荧光屏上，求粒子的速度大小应满足的条件。24.【2013·西安一中第一学期期末考试题】（18分）如图所示,带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d;两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板。区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行。在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动,并先后通过区域I和II。已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为。不计电子重力。（1）求两金属板之间电势差U；（2）求电子从区域II右边界射出时,射出点的纵坐标y；（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出。求电子两次经过y轴的时间间隔t。25.【2013·西工大附中第四次适应性训练】(18分）如图甲所示，直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°，AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为、带电量为e的电子,电子重力忽略不计。在三角形ABO内有垂直纸面向里的匀强磁场，当电子从顶点A沿AB方向射入磁场时,电子恰好从O点射出。试求:（1）从顶点A沿AB方向射入的电子在磁场中的运动时间t；(2）速度大小为的电子从顶点A沿AB方向射入磁场（其它条件不变），求从磁场射出的位置坐标。（3）磁场大小、方向保持不变，改变匀强磁场分布区域，使磁场存在于三角形ABO内的左侧，要使放