2014高考物理复习（模拟题汇编）：专题九 磁场（1）1（2013安徽师大摸底）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)则下列说法正确的是( )A若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B若v一定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远C若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大D若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短答案：A解析：由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转。若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，选项A正确；若v一定，等于90时，粒子在离开磁场的位置距O点最远，选项B错误；若一定，粒子在磁场中运动的周期与v无关，粒子在磁场中运动的角速度与v无关，粒子在磁场中运动的时间无关，选项CD错误。OBCA2（2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图所示，在正三角形区域内存在着垂直于纸面的匀强磁场和平行于AB的水平方向的匀强电场，一不计重力的带电粒子刚好以某一初速度从三角形O点沿角分线OC做匀速直线运动。若此区域只存在电场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入，则此粒子刚好从A点射出；若只存在磁场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入，则下列说法正确的是A粒子将在磁场中做匀速圆周运动，运动轨道半径等于三角形的边长B粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从OB阶段射出磁场C粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从BC阶段射出磁场D根据已知条件可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域中运动的时间之比、答案：CD 解析：带电粒子刚好以某一初速度从三角形O点沿角分线OC做匀速直线运动，则有qE=qvB。若此区域只存在电场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入，刚好从A点射出，L/2=vt，L/2=at2，qE=ma；若只存在磁场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入， qvB=mv2/R，联立解得R=3L/4，选项A错误；由于R=3L/4L，粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从OB阶段射出磁场，选项B正确C错误；根据已知条件，该粒子在只有电场时运动时间为t1=2=，在只有磁场时在该区域中运动的时间为t2=m/3qB，可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域中运动的时间之比，选项D正确。3（2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图所示为一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为 v0m+qB A0 B C D 答案：ABD 解析：若圆环所受洛伦兹力等于重力，圆环与粗糙细杆压力为零，摩擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项A正确；若圆环所受洛伦兹力不等于重力，圆环与粗糙细杆压力不为零，摩擦力不为零，圆环以初速度v0向右做减速运动。若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则一直减速到零，圆环克服摩擦力做的功为，选项B正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力达到稳定，稳定速度v=mg/qB，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为W=-=，选项D正确C错误。4（2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B，金属块的厚度为d，高为h，当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电压分别为UM、UN）A BC D答案：C解析：设金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为n，稳恒电流I可表示为I=neSv，S=dh；evB=eE，Eh=UM-UN；联立解得n=，选项C正确。5（2013安徽江南十校摸底）如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90、60、30，则它们在磁场中运动的时间之比为（ ）A111B123C321D1：答案：C解析：由于粒子运动的偏向角等于圆弧轨迹所对的圆心角，由t=可知，它们在磁场中运动的时间之比为906030=321，选项C正确。6(2013广东二校联考摸底)速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹照片如图4所示，则磁场最强的是答案：D解析：由qvB=mv2/R可得B=mv/qR。磁场最强的是对应轨迹半径最小，选项D正确。7. （2013武汉摸底）图甲是回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是在Ek-t图中应该有tn+1- tn =tn-tn-1在Ek-t图中应该有tn+1- tn tn-tn-1在Ek-t图中应该有En+1- En =En-En-1在Ek-t图中应该有En+1-En En-En-1答案：AC解析：根据带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速度无关可知，在Ek-t图中应该有tn+1- tn =tn-tn-1，选项A正确B错误；由于带电粒子在电场中加速，电场力做功相等，所以在Ek-t图中应该有En+1- En =En-En-1，选项C正确D错误。8(16分) （2013江苏徐州摸底）如图所示，空间内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场沿y轴负方向，匀强磁场垂直于xOy平面向里图中虚线框内为由粒子源S和电压为U0的加速电场组成的装置，其出口位于O点，并可作为一个整体在纸面内绕O点转动。粒子源S不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(初速不计)，经电场加速后从O点射出，且沿x轴正方向射出的粒子恰好能沿直线运动不计粒子的重力及彼此间的作用力，粒子从O点射出前的运动不受外界正交电场、磁场的影响(1)求粒子从O点射出时速度v的大小。(2)若只撤去磁场，从O点沿x轴正方向射出的粒子刚好经过坐标为(L，-L/2)的N点，求匀强电场的场强E；(3)若只撤去电场，要使粒子能够经过坐标为(L，0)的P点，粒子应从O点沿什么方向射出?、解析：(1)由动能定理，qU0=mv2，解得粒子从O点射出时速度v=。(2)由L=vt，L/2=at2，a=qE/m，解得E=2 U0/L。 (3)设粒子从O点沿与x方向夹角为射出，则有2Rsin=L，qvB=m v2/R，qvB=qE，联立解得：=30或=150。 60YXOPQ59. （10分）（2013辽宁省五校协作体高三期初联考）如图所示，在直角坐标系Oxy平面的第三、四象限内分别存在着垂直于Oxy平面的匀强磁场，第三象限的磁感应强度大小是第四象限的2倍，方向相反。质量、电荷量相同的负粒子a、b，某时刻以大小相同的速度分别从x轴上的P、Q两点沿y轴负方向垂直射入第四、三象限磁场区域。已知a粒子在离开第四象限磁场时，速度方向与y轴的夹角为60o，且在第四象限磁场中运行时间是b粒子在第三象限磁场中运行时间的4倍。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求：a、b两粒子经Y轴时距原点O的距离之比。解：设第三象限内磁场磁感应强度大小为2B，第四象限内磁场磁感应强度大小为B,粒子a、b质量为m电荷量大小为q进入磁场区域速度为v由洛伦兹力和牛顿第二定律得： （1分） （1分） （1分）由题设条件有： （2分）设b粒子在第三象限中运行时转过的圆心角为，由a、b两粒子运行时间关系有： 即 （2分） =30 （1分） （2分）10（18分）（2013唐山摸底）如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1。平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O，OO是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2。CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角=45，OC=a，现有大量质量均为m，含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO方向运动，并进入匀强磁场B2中，求： （1）进入匀强磁场B2的带电粒子的速度； （2）能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值； （3）绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度。解：（18分）（1）沿直线OO运动的带电粒子，设进入匀强磁场B2的带电粒子的速度为v根据 qvB1=qE -（3分）解得： v= -（1分） （2）粒子进入匀强磁场B2中做匀速圆周运动，根据 qv B2=m，解得：q=。因此，电荷量最大的带电粒子运动的轨道半径最小。设最小半径为r1，此带电粒子运动轨迹与CD板相切，则有：r1+ r1=a，解得：r1=(-1)a。电荷量最大值q=(+1)。 (3)带负电的粒子在磁场B2中向上偏转，某带负电粒子轨迹与CD相切，设半径为r2，依题意r2+a= r2 解得：r2=(+1）a -（3分）则CD板上被带电粒子击中区域的长度为 X= r2- r1=2a-（2分）11（2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过105s后，电荷以v0=1.5l04ms的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻）。求：（1）匀强电场的电场强度E（2）图b