李伟伟2016年天津高考物理电磁场运动计算大题

1 第2讲 带电粒子在磁场中的运动

A组 2014—2015年模拟·基础题组

时间:35分钟 分值:45分

一、选择题(每题6分,共30分)

1.(2015福建上杭一中检测)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用这种质谱仪对氢元素进行测量。氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S,无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度的大小排列顺序,和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序,下列判断正确的是( )

A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕

B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕

C.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕

D.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

2.(2015北京东城联考)如图所示,M、N为两条沿竖直方向放置的直导线,其中有一条导线中通有恒定电流,另一条导线中无电流。一带电粒子在M、N两条直导线所在的平面内运动,曲线ab是该粒子的运动轨迹。带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计。关于导线中的电流方向、粒子带电情况以及运动的方向,下列说法正确的是(

)

A.M中通有自上而下的恒定电流,带负电的粒子从a点向b点运动

B.M中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从a点向b点运动

C.N中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从a点向b点运动 2 D.N中通有自上而下的恒定电流,带负电的粒子从a点向b点运动

3.(2014北京丰台质检)两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图。若不计粒子的重力,则下列说法正确的是(

)

A.a粒子带正电,b粒子带负电

B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C.b粒子动能较大

绝密★启封前

试题类型：全国 1 卷

2016 年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试（物理）

注意事项：

1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。

3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。

4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷

二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~17 题只有一项是符合题

目要求，第 18~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分。有选错的得 0 分。

14.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器

A.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大

B.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大

C.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变

D.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变

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.11 B.12

C.121 D.144

16.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 R1，R2 和 R3 的阻值分别

为 3Ω ，1Ω ，4Ω ， 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，

输出电压的有效值恒定。当开关 S 断开时，电流表的示数为 I；当 S 闭合

时，电流表的示数为 4I。该变压器原、副线圈匝数比为

A.2 B.3 C.4 D.5

1

17.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星

一、单项选择题

1．【2016•福建省漳州八校高三12月联考】如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为l ，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为（ ）

A. mgREI

，水平向右 B. cosmgREI，垂直于回路平面向上

C. tanmgREI，竖直向下 D. sinmgREI，垂直于回路平面向下

【答案】D

考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；安培力；左手定则

2．【2016•洛阳市高三统考】如图4所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），经电压U加速后垂直进人磁感应强度为B的匀强磁场，粒子在磁场中转半个国后打在P点，设OP=x，能够正确反应x与U之间的函数关系的是

【答案】B

考点：带电粒子在复合场中的运动

【名师点睛】本题是质谱仪的原理，根据物理规律得到解析式，再由数学知识选择图象是常用的方法和思路。

3．【2016•内蒙古鄂尔多斯市三中高三四模】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（ ）

A．v1＞v2，t1＞t2

B．v1＜v2，t1＜t2

C．v1=v2，t1＜t2

D．v1=v2，t1＞t2 【答案】D

考点：带电粒子在复合场中的运动

【名师点睛】未撤除磁场时，小球受到重力、电场力和洛伦兹力，但洛伦兹力不做功．根据动能定理分析速度大小关系．分析洛伦兹力对小球运动影响，分析时间关系。

2016年高考物理真题分类汇编：电磁感应

[2016上海5].磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁

（A）向上运动（B）向下运动（C）向左运动（D）向右运动

【答案】B

[2016上海19].如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图（b）所示规律变化时

（A）在t1~t2时间内，L有收缩趋势

（B）在t2~t3时间内，L有扩张趋势

（C）在t2~t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流

（D）在t3~t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流

【答案】AD

[2016海南4].如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若

A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向

B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向

C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针

D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针

【答案】D

[2016全国II-20].法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是

A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动

C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

【答案】AB

【解析】

试题分析：A、由电磁感应定律得，，故一定时，电流大小恒定，选项A正确。B、由右手定则知圆盘中心为等效电源正级，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；C、圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，2022wlBlwEBlEIRw电流方向不变，故选项C错误。D、，角速度加倍时功率变成4倍，选项D错误，故选AB.