(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析——专题10 磁场(原卷版)
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11年高考(2010-2020年)全国1卷物理试题分类解析(原卷版)专题10磁场一、选择题(2020年第5题)5.一匀强磁场的磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示, ab 为半圆,ac 、bd 与直径ab 共线,ac 间的距离等于半圆的半径。
一束质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子,在纸面内从c 点垂直于ac 射入磁场,这些粒子具有各种速率。
不计粒子之间的相互作用。
在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为()A.76m qB πB.54m qB πC.43m qB πD.32m qBπ1.(2011年)14.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的环形电流I 引起的。
在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是2.(2013年)18.如图,是半径为R 的圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)。
质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域,射入点与ab 的距离为,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)A.B.C.D.3(2014年)15.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半4.(2014年)16.如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。
一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。
已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。
不计重力。
铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A.2B.2C.12D.25.(2015年)14.两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6.(2012年)18.电磁轨道炮工作原理如图所示。
待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。
电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。
轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比。
通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。
现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其它量不变6.(2016年)15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。
此离子和质子的质量比约为A.11B.12C.121D.1447.(2017年)16.如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a ,b ,c 电荷量相等,质量分别为m a ,m b ,m c ,已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是A .a b cm m m >>B .b a c m m m >>C .a c b m m m >>D .c b am m m >>8.(2017年)18.扫描对到显微镜(STM )可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌,为了有效隔离外界震动对STM 的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小震动,如图所示,无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下以及左右震动的衰减最有效的方案是9.(2017年)19.如图,三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 两两等距,均通有电流I ,1L 中电流方向与2L 中的相同,与3L 中的相反,下列说法正确的是A .1L 所受磁场作用力的方向与2L 、3L 所在平面垂直B .3L 所受磁场作用力的方向与1L 、2L 所在平面垂直C .1L 、2L 和3L 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:D .1L 、2L 和3L 10.(2018年全国2卷)20.如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2,L 1中的电流方向向左,L 2中的电流方向向上;L 1的正上方有a 、b 两点,它们相对于L 2对称。
整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B 0,方向垂直于纸面向外。
已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为013B 和012B ,方向也垂直于纸面向外。
则A .流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0712B B .流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0112B C .流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0112B D .流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0712B 11.2019全国1卷17.如图,等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M 、N 与直流电源两端相接,已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ,则线框LMN 受到的安培力的大小为A .2FB .1.5FC .0.5FD .0二、计算题1.(2010年)25.(18分)如图所示,在0≤x≤a 、o≤y≤2a 范围内有垂直于xy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B 。
坐标原点0处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy 平面内,与y 轴正方向的夹角分布在0~090范围内。
己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a /2到a 之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。
求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小:(2)速度方向与y 轴正方向夹角的正弦。
2.(2012年)25.(19分)如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B 和2B,方向相反,且都垂直于Oxy 平面。
一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a 于某时刻从y 轴上的P 点射入区域I,其速度方向沿x 轴正向。
已知a 在离开区域I 时,速度方向与x 轴正方向的夹角为30°;因此,另一质量和电荷量均与a 相同的粒子b 也从p 点沿x 轴正向射入区域I,其速度大小是a 的1/3。
不计重力和两粒子之间的相互作用力。
求(1)粒子a 射入区域I 时速度的大小;(2)当a 离开区域II 时,a、b 两粒子的y 坐标之差。
3.(2015年)24.(12分)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l2V的电池相连,电路总电阻为2Ω。
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。
4.(2016年)24.(14分)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。
两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。
右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑。
求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;(2)金属棒运动速度的大小。
5.(2018年全国1卷)25.(20分)如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。
一个氕核11H和一个氘核21H先后从y轴上y =h点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向。
已知11H进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场。
11H的质量为m,电荷量为q不计重力。
求(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离(2)磁场的磁感应强度大小(3)12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离6.2019全国1卷24.(12分)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。
一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。
已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。
求(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。