高考试题）新人教版5

1、镇成立由镇委书记孙广东任组长，镇委副书记、镇长任副组长，镇直相关部门主要领导为成员的意识形态工作领导小组，统筹协调全镇意识形态工作考点10 磁场一、选择题1.(2015江苏高考)如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()【解析】选A。因为磁场相同,导体中电流大小一样,根据F=BIL知,导体的有效长度越大,磁场有微变时产生的安培力越大,导致天平失去平衡,图中A对应的有效长度最大。2.(2015全国卷)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：(1)磁极总是成对出现,目前为止还没有发现磁单极子。(2)磁极间相互作用是通过磁场产生的。(3)铁块被磁化后会产生磁场,通电导线周围也会产生磁场。【解析

2、】选B、C。磁极总是成对出现,指南针同时具有两个磁极,A项错误;指南针能够指向南北,说明地球具有磁场,B项正确;指南针附近铁块被磁化,产生的磁场会对指南针的指向产生干扰,C项正确;在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针偏转,D项错误。3.(2015全国卷)有两个匀强磁场区域和,中的磁感应强度是中的k倍,两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动,与中运动的电子相比,中的电子()A.运动轨迹的半径是中的k倍B.加速度的大小是中的k倍C.做圆周运动的周期是中的k倍D.做圆周运动的角速度与中的相等【解析】选A、C。中的磁感应强度是中的,故中的电子所受洛伦兹力和加速度均为中的,B项错误;由洛伦兹力提供向心力可得R=,中的电子运动轨迹的半径是中的k倍,A项正确;由洛伦兹力提供向心力可得T=,中的电子做圆周运动的周期是中的k倍,C项正确;由周期公式T=可得=,中的电子做圆周运动的角速度是中的,D项错误。【误区警示】防止数与倒数的混淆(1)题干表述为“中的磁感应强度是中的k倍”,但要求的是中的电子与中的电子比较,存在一个倒数的问题,学生很容易步入这个误区。(2)推导的半径公式中

3、的磁感应强度又是在倒数上,两次倒数就抵消了,防止忽略其中的一次倒数而导致错误。(3)周期与角速度也是倒数关系,需注意是k倍还是倍,防止出错。4.(2015全国卷)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的()A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小【解析】选D。带电粒子由一个磁场进入另一个磁场,线速度大小不变,由牛顿第二定律得qvB=m,可知轨道半径增大,再根据v=r知角速度减小,故选项D正确。5.(2015重庆高考)如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是()A.a、b为粒子的径迹B.a、b为粒子的径迹C.c、d为粒子的径迹D.c、d为粒子的径迹【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)、粒子的电性。(2)、粒子在磁场中运动时所受洛伦兹力的方向。【解析】选D。因为粒子带正电,由左手定则可知,粒子刚射入磁场时所受洛伦

4、兹力方向平行于纸面向上,故粒子向上偏转;因为粒子带负电,由左手定则可知,粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向下,故粒子向下偏转;综上可知,选项A、C错误,选项D正确。因为粒子不带电,所以在磁场中运动时不发生偏转,故选项B错误。6.(2015北京高考)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。则()A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里【解析】选D。洛伦兹力充当电子和新核的向心力, ，根据动量守恒定律,电子和新核的动量相等,新核的电荷量大于电子的电荷量,所以电子的轨道半径大,轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则,磁场方向垂直于纸面向里,综上所述,选项D正确。7.(2015广东高考)在同一匀强磁场中,粒子（He)和质子（H)做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则粒子和质子()A.运动半径之比是21B.运动周期之比是21C.运动速度大小之比是41D.受到的洛伦兹力之比是21【解

5、析】选B。粒子和质子质量之比是41,电荷量之比是21,根据动量相等即4mv1=mv2,得,洛伦兹力为qvB,所以洛伦兹力之比为12,C、D错误;由可得,半径之比是12,A错误;由周期公式,可得T1T2=21,B正确。8.(2015海南高考)如图,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右【解析】选A。a点处磁场垂直于纸面向外,根据左手定则可以判断电子受力向上,A正确。【误区警示】本题带电粒子是电子,带负电,应用左手定则时,四指应指向电子运动方向的反方向。9.(2015四川高考)如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.010-4T。电子质量m=9.110-31kg,电量e=-1.610-19C,不

6、计电子重力。电子源发射速度v=1.6106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则()A.=90时,l=9.1cmB.=60时,l=9.1cmC.=45时,l=4.55cm D.=30时,l=4.55cm【解析】选A、D。电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,根据洛伦兹力大小计算公式和向心力公式有：evB=m,解得电子圆周运动的轨道半径为：r=m=4.5510-2m=4.55cm,恰好有：r=d=,由于电子源S可向纸面内任意方向发射电子,因此电子的运动轨迹将是过S点的一系列半径为r的等大圆,能够打到板MN上的区域范围如图甲所示,实线SN表示电子刚好经过板N端时的轨迹,实线SA表示电子轨迹刚好与板相切于A点时的轨迹,因此电子打在板上可能位置的区域的长度为：l=NA,又由题设选项可知,MN与SO直线的夹角不定,但要使电子轨迹与MN板相切,根据图中几何关系可知,此时电子的轨迹圆心C一定落在与MN距离为r的平行线上,如图乙所示,当l=4.55cm时,即A点与板O点重合,作出电子轨迹如图中实线S1A1,由图中几何关系可知,此时S1O与MN的夹角=30,故C错误,D正确。当

7、l=9.1cm时,即A点与板M端重合,作出电子轨迹如图中实线S2A2,由几何关系可知,此时S2O与MN的夹角=90,故A正确,B错误。二、计算题10.(2015江苏高考)一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上。已知放置底片的区域MN =L,且OM =L。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可在QN检测到。(1)求原本打在MN中点P的离子质量m。(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围。(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整,求需要调节U的最少次数。(取lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)【解析】(1)离子在电场中加速qU0=mv2在磁场中做匀速圆周运动qvB=m解得r=代入r0=L,解得m=(2)由(1)知,U=,若离子打在Q点,则r=L,U=若离子打在N点,则r=L,U=则电压

8、的范围U(3)由(1)可知,r由题意知,第1次调节电压到U1,使原本打在Q点的离子打在N点,则此时,原本半径为r1的打在Q1的离子打在Q上解得r1=L第2次调节电压到U2,原本打在Q1的离子打在N点,原本半径为r2的打在Q2的离子打在Q上,则=，解得r2=()3L同理,第n次调节电压,有rn=()n+1L检测完整,有rn解得n-12.8最少次数为3次。答案：(1) (2)U(3)311.(2015全国卷)如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长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。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)根据左手定则判断安培力的方向。(2)开关断开与闭合时,根据平衡条件写出金属棒的平衡方程。【解析】依题意,开关闭合后

9、,电流方向从b到a,由左手定则可知,金属棒所受的安培力方向竖直向下。开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长为l1=0.5cm。由胡克定律和力的平衡条件得2kl1=mg式中,m为金属棒的质量,k是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小。开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为F=IBL式中,I是回路电流,L是金属棒的长度,两弹簧各自再伸长了l2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1+l2)=mg+F由欧姆定律有E=IR式中,E是电池的电动势,R是电路总电阻。联立式,并代入题给数据得m=0.01kg答案：安培力的方向竖直向下0.01kg【误区警示】误区一：误把两个弹簧的弹力错写成一个。误区二：接通开关后,误把安培力的方向分析为竖直向上。12.(2015山东高考)如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(区)和小圆内部(区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔。一质量为m、电量为+q的粒子由小孔下方处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。(1)求极板间电场强度的大小;(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求区磁感应强度的大小;(3)若区、区磁感应强度的大小分别为、,粒子运动一段时间后再次

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