2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题09 磁场 14页

‎2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题09 磁场 ‎ 核乳胶片 ‎1．（2020天津滨海五校联考）速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是 A.该束带电粒子带负电 B.速度选择器的P1极板带正电 C.能通过狭缝的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 答案：D 图10‎ ‎2．（2020宝鸡质检）如图10所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是（ ）‎ A．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长 ‎ B．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大 C．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合 D．电子的速率不同，它们在磁场中运动时间一定不相同 答案：B 解析：电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入匀强磁场，根据周期公式，电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大，选项B正确AC错误；电子的速率不同，它们在磁场中运动轨迹不相同，3、4、5在磁场中运动时间相同 ‎，选项D错误。‎ ‎+‎ ‎－‎ ‎× × × × ×‎ ‎× × × × ×‎ b a P ‎3（浙江省名校新高考研究联盟2020届第一次联考）如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点进入板间恰好沿水平方向做直线运动。现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经点进入板间，在之后运动的一小段时间内 ( )‎ A．小球的重力势能一定会减小 B．小球的机械能可能不变 C．小球的电势能一定会减少 D．小球动能可能减小 答案：D S B N M ‎4（浙江省名校新高考研究联盟2020届第一次联考）质量和电量都相等的带电粒子和，以不同的速率经小孔垂直进入匀强磁场，带电粒子仅受洛伦兹力的作用，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是 （ ）‎ S B N M A．带负电，带正电 B．的速度率小于的速率 C．洛伦兹力对、不做功 D．的运行时间大于的运行时间 答案：AC 解析：由左手定则可知，带负电，带正电，选项A正确；由r=可知，的速度率大于的速率，选项B错误；洛伦兹力对、不做功，选项C正确；由T=可知的运行时间等于的运行时间，选项D错误。‎ ‎5. (2020年浙江五校联考)如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为‎0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为‎0.1kg、电荷量q=+‎0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取‎10m/s2。则 A．木板和滑块一直做加速度为‎2m/s2的匀加速运动 B．滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为‎10m/s匀速运动 B F 第8题图 C．木板先做加速度为‎2m/s2匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为‎3m/s2的匀加速运动 D．t=5s后滑块和木块有相对运动 ‎6（12分）. (2020年浙江五校联考) 如图所示，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界，是一个半径为r的圆，圆心O1在x轴上，OO1‎ 距离等于圆的半径。虚线MN平行于x轴且与圆相切于P点，在MN的上方是正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的大小为E，方向沿x轴的负方向，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。有一群相同的正粒子，以相同的速率，在纸面内沿不同方向从原点O射入第Ⅰ象限，粒子的速度方向在与x轴成θ=30˚角的范围内，其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后，恰好在正交的电磁场中做直线运动。粒子的质量为m，电荷量为q（不计粒子的重力）。求：‎ x M N E B O P O1‎ y θ 第19题图 ‎ （1）粒子的初速率；‎ ‎（2）圆形有界磁场的磁感应强度；‎ ‎（3）若只撤去虚线MN上面的磁场B，这些粒子经过y轴的坐标范围。‎ ‎6.解析：‎ ‎（1）Eq=qv0B 1分 得：v0= 1分 沿与x轴正方向成θ=30˚角进入圆 形有界磁场的粒子经电场E偏转后，过y轴上点的坐标最小 r= t22 1分 Δy2=v0t2 1分 y2=Δy2＋r 得：y2=r＋ 1分 即：r＋≤ y ≤r＋ 1分 ‎0‎ 匀强磁场区域 匀强磁场区域 无磁场区域 无磁场区域 E B B ‎7（12分）（浙江省名校新高考研究联盟2020届第一次联考）如图所示，在轴上方有一竖直向下的匀强电场区域，电场强度为。轴下方分布有很多磁感应强度为的条形匀强磁场区域，其宽度均为为，相邻两磁场区域的间距为。现将一质量为、电荷量为的带正电的粒子（不计重力）从轴上的某处静止释放。‎ ‎（1）若粒子从坐标（0,）点由静止释放，要使它经过轴下方时，不会进入第二磁场区，应满足什么条件？‎ ‎（2）若粒子从坐标（0,）点由静止释放，求自释放到第二次过轴的时间。‎ ‎（2）当粒子从的位置无初速释放后，先在电场中加速，加速时间为满足 解得-------------1分 进入磁场的速度大小为，圆周运动半径为 解得-------------1分 A O x y B ‎8．（18分）（2020广东汕头金山中学测试）如图所示，在 xy坐标系中的一个矩形区域里，存在着沿y轴负方向的匀强电场，场强E＝1.0×10２N/C，该区域的水平宽度为L＝3.0ｍ，竖直宽度足够大．一带电粒子从y轴上的A点（纵坐标为h＝‎2.0m）以初动能Ek ＝1.0×10－8J沿x轴正方向射出，粒子的带电量为q＝1.0×10－‎10 C，为使粒子通过x轴上的B点（横坐标为d＝ ‎4.0m），则该电场区域应处于何位置，求出其左边界位置对应的横坐标？（不计粒子的重力作用）‎ ‎8．解析：设粒子的质量为m，初速度为v0．则 ‎ ①‎ 粒子在电场内的运动规律为 ‎ ②‎ ‎ ③‎ ‎ ④‎ 由以上各式解得 ‎ ⑤‎ 讨论：‎ ‎（3）若粒子开始时处于电场区内射出，离开电场时 ‎ ⑨‎ ‎ ⑩‎ ‎ ⑾‎ 由以上各式代入数据解得 m=‎1.2m ⑿‎ 这种情况下电场区左边界位置对应的横坐标 ‎=－‎1.8m ⒀‎ ‎9．（18分）（2020四川自贡一诊）‎ 如右图所示，在矩形ABCD区域内，对角钱BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场（图中未标出），矩形AD边长L，AB边长为‎2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子（重力不计）以初速度vo从A点沿AB方向进入电场，在对角线 BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直 于DC边的速度离开磁场（图中未画出），求：‎ ‎（1）电场强度E的大小和带电粒子经过P点时速度v的大小和方向：‎ ‎（2）磁场的磁感应强度B的大小和方向。‎ ‎ 设粒子在P点沿AD方向的分速度为vy，则有 ‎ （1分）‎ 解之得： （1分）‎ 粒子在P点的速度为： v==v0 （2分）‎ 设速度与AB方向的夹角为，则： ‎ 所以： （1分）‎ ‎10．（13分）(2020东北三省大联考)如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，虚线CD与坐标轴分别交于C点和D点，在虚线CD的上方存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴左侧与虚线CD下方相交的区域存在电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场，现有一群质量为m、电荷量为+q的带电粒子在纸面内以大小不同的速度从D点沿y轴正方向射入磁场，所有粒子经磁场偏转后，均能够沿x轴负方向垂直进入电场中，已知D点与原点O之间的距离为d，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。‎ ‎（1）如果某带电粒子的运动路径恰好通过C点，求该带电粒子射入磁场时的速度v；‎ ‎（2）假如带电粒子射入磁场时的速度为vo，且vo 小于（1）中的v，求带电粒子从D点出发到返回x轴所用的时间。‎ ‎【命题意图】此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动和电场中的运动。‎ ‎10.解析：（1）粒子通过C点时的速度方向水平，故粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心为原点，半径为r，则r=d。‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB=m。‎ 联立解得：v=。‎ ‎11．（19分）(2020河北邯郸高三12月质检)‎ 如图所示为某一仪器的部分原理示意图，虚线OA、OB关于y轴对称，且∠AOB=90°， OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场，电场强度大小均为E、方向相反。现有质量为m，电量为+q（q>0）的大量带电粒子从x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出，到达OA上的M点时速度与OA垂直。（不计粒子的重力及粒子间的相互作用）求：‎ ‎（1）粒子从P点运动到M点的时间；‎ ‎（2）为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点，M、N点关于y轴对称，可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场，求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标；‎ ‎（3）当匀强磁场的磁感应强度取（2）问中的最小值时，且该磁场仅分布在区域Ⅱ内的一个圆形区域内。由于某种原因的影响，粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直，成散射状，散射角为θ，但速度大小均相同，如图所示。求所有粒子经过OB时的区域长度。‎ ‎【答案】（1）；（2）Q点的坐标为（，0）；（3）‎ 又由洛仑兹力和牛顿第二定律可得， ⑥‎ ‎ ⑦‎ 由上式可得： ⑧‎ ‎ 注：在（2）问中要强调粒子运动的对称性，若没有说明扣1分；在（3）问中要强调所有射出的粒子速度方向相同，若没有说明扣2分