【精选 详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题9 磁场2012届高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题9 磁场一、单项选择题1.（安徽省黄山市2012届高三“七校联考”试题）在图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）1.A 解析：判断安培力的方向和洛伦磁力的方向都用左手定则，“”表示磁场方向或电流方向垂直纸面向外，“”表示磁场方向或电流方向垂直纸面向里。显然，选项A正确；选项B中，磁场方向和电流方向平行，导线不受磁场力，选项B错误；选项C中磁场力垂直磁场方向竖直向上，选项C错误；选项D中磁场力垂直纸面向外，选项D错误。本题答案为A。2（辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷）如图所示，一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中，恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场若其它条件不变，在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出不计重力，则（ ）v0mqA2v0= v1+v2 Bv0= Cv0= Dv0v1= v22.B 解析：不加磁场时，电场力做正功，设为W，根据动能定理有W=；加入磁场后，洛伦磁力不做功，只有电场做负功，根据动能定理有-W=；两式联立，可解得v0=，本题答案为B。3.（福建省福州八中2012届高三质检）在赤道上某处有一支避雷针当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为 （ ）A正东 B正西 C正南 D正北 4.A 解析：绝缘板抽去前，小球A处于静止状态，它受到的电场力一定方向竖直向上，大小大于或等于重力，因为小球B带正电荷，所以小球A一定带正电；若绝缘板抽去前小球A的电场力等于重力，抽去后，电场力不变，小球A仍处于静止状态，选项A正确；若抽去前小球A的电场力大于重力，抽去后的瞬间，小球A受到的合力方向竖直向上，小球A将从静止开始向上运动，又因为小球A带正电，所以其受到洛伦磁力的作用，根据左手定则，小球A可能沿轨迹1运动，不可能沿轨迹2或3运动，选项BCD错误。本题答案为A。5（云南省玉溪一中2012届高三上学期期中考试）如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较（ ）SNIAF减小，f=0 BF减小，f0 CF增大，f=0 DF增大，f05C 解析：在导线处的磁场方向为从右向左，根据左手定值，通电导线受到的安培力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，条形磁铁受到导线施加的竖直向下的反作用力，在竖直方向上，它还受到竖直向下的重力和桌面施加的竖直向上的支持力的作用，根据平衡条件，桌面对磁铁的支持力增大，所以F增大；把通电导线和磁铁看做一个整体，该整体在水平方向上不受力，所以f=0。本题答案为C。 6（山东省临朐第六中学2012届高三月考）如下图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子（ ）A速率一定越小 B速率一定越大C在磁场中通过的路程越长 D在磁场中的周期一定越大6.A 解析：根据公式可知，粒子的荷质比相同，它们进入匀强磁场后做匀速圆周运动的周期相同，选项D错误；如上图所示，这些粒子进入有界磁场后在磁场中的运动时间与它们在磁场中的运动圆弧所对应的圆心角有关，设圆心角为，则运动时间，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，运动半径越小，根据可知，速率一定越小，选项A正确，B错误；粒子在磁场中通过的路程s=r，与轨迹半径和圆心角有关，根据上图可知，选项C错误。本题答案为A.7（江西省重点中学协作体2012届高三联考）在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出，小球着地时的速度为v1，在空中的飞行时间为t1。若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为v2，在空中飞行的时间为t2。小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v1和v2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是 ( )Av1v2，t1t2 Bv1v2，t1t2 Cv1=v2，t1t2 Dv1=v2，t1t27.D 解析：因为洛伦磁力不做功，根据动能定理，可知v1=v2；粒子下落的时间由下落高度和沿竖直方向上的加速度决定，有磁场时，粒子受到的洛伦磁力对粒子产生了沿竖直向上方向的分力，该分力使粒子下落的加速度比没有磁场时小，所以下落的慢，时间长，即t1t2。本题答案为D。8（湖北省部分重点中学2012届高三联考试题）在武汉上空，水平放置一根通以由西向东电流的直导线，在地磁场的作用下，此导线（ ）A受到向上偏北的安培力 B受到向下偏北的安培力C受到向上偏南的安培力 D受到向下偏南的安培力8.A 解析：武汉上空的地磁场方向由南指向北偏向下，根据左手定则可知，此导线受到的安培力方向向上偏北。本题答案为A。 9（湖北省黄冈中学2012届高三上学期期中考试）质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道平面在竖直平面内，电场方向竖直向下，磁场方向垂直圆周所在平面向里，如图所示，由此可知（ ）A小球带正电，沿顺时针方向运动 B小球带负电，沿顺时针方向运动C小球带正电，沿逆时针方向运动 D小球带负电，沿逆时针方向运动9.B 解析：根据题意，可知小球受到的电场力方向向上，大小等于重力，又电场方向竖直向下，可知小球带负电；已知磁场方向垂直圆周所在平面向里，带负电的小球受到的洛伦磁力指向圆心，小球一定沿顺时针方向运动。本题答案为B。10.（山东省曲阜一中2012届高三摸底考试）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，血管壁直径为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（ ）A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s，a正、b负 C1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s，a负、b正A新核为 B发生的是衰变 C轨迹1是新核的径迹 D新核沿顺时针方向旋转11.A 解析：粒子的衰变过程动量守恒，即衰变刚生成的新核与放出的粒子动量大小相等方向相反，根据公式可知，动量大小相等时，电荷量大的运动轨迹的半径小，所以轨迹2是新核的径迹，而轨迹1是放出的粒子的径迹，选项C错误；根据题图，刚生成的新核和粒子速度方向相反，但受到的洛伦磁力方向相同，所以它们的电性不同，即放出的粒子带负电，发生的是衰变，选项B错误；钠核发生一次衰变后生成的新核的质子加1即为12，原子序数是12的元素是Mg，即衰变方程+，选项A正确；新核带正电，根据左手定则，新核沿逆时针方向按照轨迹2运动，选项D错误。本题答案为A。12（湖北省部分重点中学2012届高三联考试题）如图所示，装置为速度选择器，平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出，不计粒子重力，以下说法正确的有（ ）A若带正电粒子以速度从O点射入能沿直线射出，则带负电粒子以速度从点射入能沿直线射出B若带正电粒子以速度从O点射入，离开时动能增加，则带负电粒子以速度从O点射入，离开时动能减少C若氘核（H）和氦核（He）以相同速度从O点射入，则一定能以相同速度从同一位置射出 D若氘核（H）和氦核（He）以相同动能从O点射入，则一定能以相同动能从不同位置射出12.C 解析：带负电粒子以速度从点时，电场力和洛伦磁力方向均向下，进入复合场后向下做曲线运动，不可能从直线射出，选项A错误；若带正电粒子以速度从O点射入，离开时动能增加，说明正粒子在O点处竖直向下的洛伦磁力小于竖直向上的电场力，粒子向虚线上方做曲线运动，射出时，电场力做正功，洛伦磁力不做功，动能增加，带负电粒子以速度从O点射入时，电场力竖直向下，洛伦磁力竖直向上，但是电场力大于洛伦磁力，粒子向下做曲线运动，射出时，电场力做正功，洛伦磁力不做功，动能增加，选项B错误；带正电粒子从O点以速度v射入时，F电=Eq，F洛=Bvq，取电场力方向为正方向，则加速度a=F合/m=（F电-F洛）/m=（E-Bv）q/m，可见，其加速度只与带电粒子的荷质比有关，粒子在复合场中的运动也只与带电粒子的荷质比有关，氘核（H）和氦核（He）的荷质比q/m相等，所以选项C正确；氘核（H）和氦核（He）动能相同时，速度却不同，从O点射入时的加速度不同，即m大的，v小，a大，在电场力方向上的位移x大，又因为m大的，q大，F电=Eq也大，所以电场力做功越多，粒子的动能改变量越大，选项D错误。不同答案为C。二、多项选择题13（湖北省黄冈市黄州区一中2012届高三月考）粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速。不考虑相对论效应，则下列说法正确是（ ）A不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速a粒子B加速的粒子获得的最大动能随加速电场U增大而增大C质子被加速后的最大速度不能超过2pRfD质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为13.CD 解析：质子被加速获得的最大速度受到D型盒最大半径制约，vm=2pR/T=2pRf，C正确；粒子旋转频率为，与被加速粒子的荷质比有关，所以A错误；粒子被加速的最大动能Ekm=mvm2/2=2mp2R2f2，与电压U无关，B错误；因为运动半径R=mv/Bq，nUq=mv2/2，知半径比为，D正确。本题答案为CD。14（湖北省黄冈市黄州区一中2012届高三月考）如图所示，表面粗糙的斜面固定在水平地面上，并处在方向垂直纸面向外的、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m，带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止开始下滑。在滑块下滑过程中，下列说法正确的是（ ）A在开始下滑时，滑块具有最大加速度B