15届高二理科物理磁场高考题选编

2013磁场高考题选编

1、(2013年山东理综)（18分）如图所示，在坐标系xoy的第一、 第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xoy面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大

质量为m、带电量为 q的粒子自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP=d ,OQ=2d,不计粒子重力。

（1）求粒子过Q点时速度的大小和方向。

（2）若磁感应强度的大小为一定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0；

（3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过

Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。

小为E. 一

2、（2013年大纲卷）如图，虚线OL与y轴的夹角θ=60°，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从左侧平行于x轴射入

—

磁场，入射点为M。粒子在磁场中运动的轨道半径为R。粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于p点（图中未画出）且op=R。不计重力。求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间。

3、(2013年高考福建理综) (20分)如图甲，空间存在—范围足够大的垂直于xoy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。让质量为m，电量为q（q>0)的粒子从坐标原点O沿加xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中。不计重力和粒子间的影响。

(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射，恰好能经过x 轴上的A(a，0)点，求v1的大小：

(2)已知一粒子的初建度大小为v(v>v1)．为使该粒子能经过A(a，0)点，其入射角 （粒子初速度与x轴正向的夹角）有几个？并求出对应的sin 值：

(3)如图乙，若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场，一粒子从O点以初速度v0沿x轴正向发射。研究表明：粒子在xoy平面内做周期性运动，且在任一时刻，粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比，比例系数与场强大小E无关。求该粒子运动过程中的最大速度值vm。

4、(2013年天津理综) 一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中，粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：

（1）M、N间电场强度E的大小； （2）圆筒的半径R；

（3）保持M、N间电场强度E不变，仅将M 粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至 从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n.

5、（2013年四川理综）如图所示，竖直平面（纸面）内有平面直角坐标系xOy，x轴沿水平方向。在x≤0的区域内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强

磁场。在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板，平板平行x轴且与x轴相距h。在第一象限内的某区域存在方向互相垂直的匀强磁场（磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向外）和匀强电场（图中未画出）。一质量为m、不带电的小球Q

点沿x正向抛出；另一质量也为m、带电量为q的小球P从A点紧贴平板沿x轴正向运动，变为匀速运动后从y轴上的Dy轴负方向运动，然后从x轴上的K点进入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限内的某一点，且竖直方向速度相同。设运动过程中小球P的电量不变，小球P和Q始终在纸面内运动且均看作质点，重力加速度为g。求：

（1）匀强电场的场强大小，并判断P球所带电荷的正负； （2）小球Q的抛出速度v0取值范围； （3）B1是B2的多少倍？

6、(2013年江苏物理) 在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。 如题15-1图所示的xOy

电场强度E和磁感应强度B随时间t作周期性变化的图象如题15-2

图所示。 x轴正方向为E的正方向，垂直纸面向里为B的正方向。 在坐标原点O有一粒子P，其质量和电荷量分别为m和+q

P

，它恰能沿一定轨道做往复运动。

（1）求P在磁场中运动时速度的大小v0；（2）求B0应满足的关系；（3P，求P速度为零时的坐标。

答案及解析

1【解析】（1）设粒子在电场中运动的时间为t0，加速度的大小为a，粒子的初速度为v0，过Q点时速度的大小为v，沿y轴方向分速度的大小为vy，速度与x轴正方向间的夹角为θ，由牛顿第二定律得

qE=ma ○

1

○2 2d=v0t0 ○3 vy=at0 ○

4

○

5 ○

6

○6式得 ○

7 θ=45° ○

8 （2）设粒子做圆周运动的半径为

R1，粒子在第一象限的运动轨迹如图所示，O1为圆心，由几何关系可知△O1OQ

○

9 由牛顿第二定律得

1○

0 联立○7○91○

0 1○

1 （3）设粒子做圆周运动的半径为R2，由几何分析（粒子运动

的轨迹如图所示，O2、O′2是粒子做圆周运动的圆心，Q、F、G、H是

轨迹与两坐标轴的交点，连接O2、O′2，由几何关系知，O2FGO′2和O2QHO′2均为矩形，进而知FQ、

GH均为直径，

QFGH也是矩形，又FH⊥GQ，可知QFGH是正方形，△QOG为等得

○1

2 粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段，得 FG=HQ=2R2

1○3 设粒子相邻两次经过Q点所用的时间为t，则有

1○

4

1○

5 2【解析】根据题意，带电粒子进入磁场后做圆周运动，运动轨迹交虚线OL于A点，圆心为y轴上的C

点，AC

与y轴的夹角为α；粒子从A点射出后，运动轨迹交x轴于P点，与x轴的夹角为β，如图所示。有

①

②

B、D

。由图中几何关系得 当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为

③

由以上五式和题给条件得

④ 解得

30 ⑤ 或 90

⑥

设M点到O点的距离为h

根据几何关系有

⑦ ( 30

) ( 90 )

⑧ ⑨

⑩ 当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为

1○

1 3、【答案】

(2) 2

（3【解析】

(1) 带电粒大以速率

v在匀强磁场B中做匀速圆周运动，半径为R，有

①

当粒子沿y轴正方向入射，转过半个圆周至

AR1，有

②

③ (2) 如图，O、A线上，半径为R0，当给定一个初速度

v时，有2个入射角，分别在第1、2象限，有

④

⑤

(3) 粒子在运动过程中仅电场力做功，因而在轨道的最高点处速度最大，用ym表示其坐标，由动能定理，有

⑥ 由题知

vm kym ⑦

当E=0时，粒子以初速度v0沿y轴正方向入射，有

⑧

v0 kR0 ⑨

4、【答案】

(2)

(3) 3

U，由动能定理得 ①

由匀强电场中电势差与电场强度的 …… 此处隐藏：1992字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……