2019届高考物理二轮复习选择题专项练（三）高考8道选择题押题练（五）磁场（热考点）.doc

1、1选择题押题练（五） 磁场（热考点）1.(2018梅州二模)如图所示， ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中 AB 为倾斜直轨道， BC 为与 AB 相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。今有质量相同的甲、乙、丙三个小球，其中甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电，现将三个小球在轨道 AB 上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道最高点，则( )A经过最高点时，三个小球的速度相等B经过最高点时，甲球的速度最小C乙球释放的位置最高D甲球下落过程中，机械能守恒解析：选 D 在最高点时，甲球受洛伦兹力向下，乙球受洛伦兹力向上，而丙球不受洛伦兹力，三球在最高点受合力

2、不同，由牛顿第二定律得： F 合 m ，由于 F 合 不同，v2Rm、 R 相等，则三个小球经过最高点时的速度不相等，故 A 错误；由于经过最高点时甲球所受合力最大，甲球在最高点的速度最大，故 B 错误；甲球经过最高点时的速度最大，甲的机械能最大，小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律可知，甲释放时的位置最高，故 C 错误、D 正确。2.(2018东北三省四市二模)两竖直的带电平行板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，方向如图所示，有一个带电荷量为 q、重力为 G 的小液滴，从距离极板上边缘 h 处自由落下，则带电小液滴通过正交的电场和磁场空间时，下列说法正确的是( )A一定

3、做直线运动B一定做曲线运动C有可能做匀速直线运动D有可能做匀加速曲线运动解析：选 B 若小液滴进入磁场时电场力和洛伦兹力相等，由于小液滴向下运动时，速度会增加，小液滴所受的洛伦兹力增大，将不会再与小液滴所受的电场力平衡，不可能做匀加速直线运动，也不可能做匀速直线运动。若小液滴进入磁场时电场力和洛伦兹力不等，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，小液滴做曲线运动。综上所述，小液滴一定做曲线运动，故 B 正确，A、C、D 错误。3.(2018聊城二模)介子衰变的方程为：K 0，其中 K介子和 介子带负的元电荷， 0介子不带电。一个 K 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 AP，衰变

4、后产生的 介子的轨迹为圆弧 PB，两轨迹在 P 点相切，它们的半径 RK 与 R 之比2为 32。 0介子的轨迹未画出。由此可知 介子的动量大小与 0介子的动量大小之比为( )A11 B25C35 D23解析：选 B K 介子与 介子均做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： eBv m ，粒子动量为： p mv，联立解得： p eBR，则有：v2RpK p 32，以 K 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： pK p0 p ，解得：2 p0 5 p ，故 的动量大小与 0的动量大小之比为 25，故 B 正确。4(2018榆林模拟)如图所示，矩形虚线框 MNPQ 内有一匀强磁

5、场，磁场方向垂直纸面向里。 a、 b、 c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从 PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹，粒子重力不计。下列说法正确的是( )A粒子 a 带负电B粒子 c 的动能最大C粒子 b 在磁场中运动的时间最长D粒子 b 在磁场中运动时的向心力最大解析：选 D 根据左手定则知粒子 a 带正电，粒子 b、 c 带负电，A 错误。粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据 qvB m ，可得： r ，粒子的动v2r mvqB能 Ek mv2，由题知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时12轨道半径

6、越大，则由题图知， c 粒子速率最小， b 粒子速率最大。 b 粒子动能最大，向心力最大，故 B 错误，D 正确。根据 t ，则 c 粒子圆弧转过的圆心角最大，时2 2 mqB mqB间最长，C 错误。5(2019 届高三青岛模拟)如图，在 xOy 平面内，虚线 y x33左上方存在范围足够大、磁感应强度为 B 的匀强磁场，在 A(0， l)处有一个粒子源，可沿平面内各个方向射出质量为 m，电荷量为 q 的带电粒子，速率均为 ，粒子重力不计，则粒子在磁场中运动的最短时间3qBl2m为( )A. B. mqB m4qB3C. D. m3qB m6qB解析：选 C 粒子进入磁场中做匀速圆周运动，则

7、有： qvB ，mv2r而将题中的 v 值代入得： r l，分析可知：粒子运动的时间 t 最短32时，粒子偏转的角度 最小，则 所对弦长最短，作 AB OB 于 B 点，AB 即为最短的弦，假设粒子带负电，结合左手定则，根据几何关系有： AB OAsin 60l，粒子偏转的角度： 60，结合周期公式： T ，可知粒子在磁场中运动的最32 2 mqB短时间为： t ，故 C 正确，A、B、D 错误。T6 m3qB6(2018东北师大附中模拟)如图所示，固定在竖直面内的光滑绝缘圆环上穿有一个小球 P(视为质点)， P 带正电。该空间同时存在匀强电场和匀强磁场。电场方向竖直向上；磁场方向垂直于圆环平

8、面向里。将小球 P 从与圆心 O 等高处由静止释放后，小球逆时针运动到达圆环的最高点。在此过程中( )A小球动能的增量等于电场力、洛伦兹力做功的代数和B小球重力势能的增量等于电场力和重力做功的代数和C小球机械能的增量等于电场力做的功D小球电势能的增量等于重力做的功解析：选 C 小球从静止释放，逆时针运动，说明电场力大于重力，在运动中洛伦兹力不做功，小球逆时针运动到达圆环的最高点时动能的增量等于电场力、重力做功的代数和，故 A 错误；小球重力势能的增量等于克服重力做的功，故 B 错误；小球机械能的增量等于电场力做的功，故 C 正确；电场力做正功，所以电势能减小，电势能的改变量在数值上与电场力做功

9、的大小相等，故 D 错误。7.多选(2018广东五校联考)两根固定的相互平行的直导线 A和 B，相距为 L，电流方向如图所示。导线 C 用轻绳悬挂在 A、 B 导线的中间上方，距离 AB 为 L，三根导线通过的电流都为 I。下列说法32正确的是( )A从上往下看导线 C 顺时针转动，同时绳子的张力变小B从上往下看导线 C 逆时针转动，同时绳子的张力变大C当 C 转 到 与 A、 B 平 行 时 A、 B 和 C 单 位 长 度 所 受 的 磁 场 作 用 力 大 小 之 比 为 13 3D 当 C 转 到 与 A、 B 平 行 时 A、 B 和 C 单 位 长 度 所 受 的 磁 场 作 用

10、力 大 小 之 比 为 1 1 1解析：选 BD 由右手螺旋定则可以判断 C 导线左侧的磁场方向从下往上，右侧从上往4下，从而可判断 C 导线左侧受到向外的力，右侧受到向里的力，从上往下看导线 C 逆时针转动；利用极限法可判断 C 导线转动到与 AB 平行时受到向下的安培力，所以过程中绳子张力变大，A 错误，B 正确。转到与 AB 平行时，三根导线电流方向都是垂直纸面向里，所以A、 B 和 C 受到相互之间的磁场作用力大小相等，C 错误，D 正确。8.多选如图所示，纸面内 AB 两点之间连接有四段导线：ACB、 ADB、 AEB、 AFB，四段导线的粗细相同、材料相同；匀强磁场垂直于纸面向内，

11、现给 AB 两端加上恒定电压，则下列说法正确的是( )A四段导线受到的安培力的方向相同B四段导线受到的安培力的大小相等C ADB 段受到的安培力最大D AEB 段受到的安培力最小解析：选 AC 导线的粗细相同、材料相同，由电阻定律： R 可知：导线越长，电LS阻越大，由 I 可知： ACB 导线电流最小，而 ADB 导线电流最大，四段导线的有效长度都UR相同，由 F BIL 可知， ADB 段受到的安培力最大，而 ACB 段受到的安培力最小，由左手定则可知，它们的安培力的方向均相同，故 A、C 正确，B、D 错误。9.多选(2019 届高三苏州调研)回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的

12、 D 形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子在狭缝间加速的时间忽略不计，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直，粒子源产生的粒子质量为 m，电荷量为 q， U为加速电压，则( )A交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半B加速电压 U 越大，粒子获得的最大动能越大CD 形盒半径 R 越大，粒子获得的最大动能越大D磁感应强度 B 越大，粒子获得的最大动能越大解析：选 CD 为了保证粒子每次经过电场时都被加速，必须满足交变电压的周期和粒子在磁场中回转周期相等，故 A 错误；根据洛伦兹力提供向心力 qvB ，解得：mv2Rv ，动能 Ek mv2 ，可知，带电粒子的速度与加速电压无

13、关，D 形盒半径 RBqRm 12 B2q2R22m越大，磁感应强度 B 越大，粒子的速度越大，即动能越大，B 错误，C、D 正确。10.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，现利用质谱仪对氢元素进行测量。让氢元素三种同位素的离子流从容器 A 下方的小孔 S 无初速度地飘入电势差为 U5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” 。则下列判断正确的是( )A进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C在磁场中运动时

14、间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D a、 b、 c 三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚解析：选 A 粒子在加速电场中由动能定理得 qU mv2，可得进入磁场时速度从大到12小排列的顺序是氕、氘、氚，动能相同，故 A 项正确，B 项错误；在磁场中由 T 可得，2 mqB在磁场中运动时间由小到大排列的顺序是氕、氘、氚，故 C 项错误；由 qvB m 得v2rr ，所以 a、 b、 c 三条“质谱线”依次排列的顺序是氚、氘、氕，故 D 项错误。mvqB 2mEkqB11.(2018榆林二模)如图所示， OM 的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外， OM

15、左侧到 OM 距离为L 的 P 处有一个粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子(重力不计)，速率均为 ，则粒子在磁场中运动的最短时间为qBLm( )A. B. m2qB m3qBC. D. m4qB m6qB解析：选 B 粒子进入磁场中做匀速圆周运动，则有： qvB m ，将题设的 v 值代入v2r得： r L，粒子在磁场中运动的时间最短，则粒子运动轨迹对应的弦最短，最短弦为 L，等于圆周运动的半径，根据几何关系，粒子转过的圆心角为 60，运动时间为 ，故 tminT6 ，故 B 正确，A、C、D 错误。T6 16 2 mqB m3qB12.多选(2018临沂期末

16、统考)如图所示，半径为 r 的圆刚好与正方形 abcd 的四个边相切，在圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，一带负电粒子从 ad 边的中点以某一初速度沿纸面且垂直 ad 边方向射入磁场，一段时间后粒子从圆形磁场区域飞出并恰好通过正方6形的 d 点，设该粒子在磁场中运动的轨道半径为 R，运动时间为 t，若粒子在磁场中做圆周运动的周期为 T，粒子重力不计，下列关系正确的是( )A R r B R( 1) r2 2C t T D t T18 38解析：选 BD 粒子在磁场中做圆周运动，由几何关系可得轨迹的圆心角为135，运动时间为 t T T，故 C 错误，D 正确；由几何关系可得 tan 13

17、5360 3822.5 ，解得 R( 1) r，故 A 错误，B 正确。Rr 213.多选如图所示，相距为 d 的两金属板 A、 B 水平放置， A 板接地， A 板上方高 h 处有一负电生成器，带负电的小液滴不断地从它的下端口滴下，每一滴的质量为 m，电荷量为 q，小液滴通过 A 板上的小孔进入两板间后，在两极板间磁感应强度为 B 的磁场作用下向右偏转。开始液滴还能落到 B 板上，当 B 板上的液滴积累到一定数量时，板间电压为 U，再滴下的液滴恰好以速度 v 从下极板右端水平飞出板间，下列等式成立的是( )A mg(h d) mv2 B mg(h d) qU mv212 12C mg qvB

18、 q D mg qvB qUd Ud解析：选 BD 根据动能定理得： mg(h d) qU mv20，所以 A 错误，B 正确；液滴12恰好以速度 v 从下极板右端水平飞出板间，根据受力分析得 mg qvB q ，故 C 错误，D 正Ud确。14.(2018北京东城区一模)如图所示， MDN 为在竖直面内由绝缘材料制成的光滑半圆形轨道，半径为 R，最高点为 M 和 N，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，一电荷量为 q，质量为 m 的小球自 N 点无初速度滑下(始终未脱离轨道)，下列说法中正确的是( )A运动过程中小球受到的洛伦兹力大小不变B小球滑到 D 点时，对轨道的压力大

19、于 mgC小球滑到 D 点时，速度大小是 2gRD小球滑到轨道左侧时，不会到达最高点 M解析：选 C 小球受重力、支持力和洛伦兹力作用，重力做正功，支持力和洛伦兹力不做功，根据动能定理可知，在下落过程，速度大小增大，根据 f qBv，可知洛伦兹力的大小在变化，故 A 错误；从 N 点运动到 D 点的过程中只有重力做功，根据动能定理得：7mgR mv2，解得： v ，故 C 正确；小球运动到 D 点时，受到的洛伦兹力的方向向上，12 2gR在 D 点，由牛顿第二定律得： N qvB mg m ，解得： N3 mg qvB，小球对轨道的压力v2R不一定大于 mg，故 B 错误；小球在整个运动过程中

20、，只有重力做功，小球的机械能守恒，小球滑到轨道左侧时，可以到达轨道最高点 M，故 D 错误。15.多选(2018济宁模拟)如图所示，在两个同心的大小圆之间分布着指向圆心的电场，在半径为 R 的小圆内分布着磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。今在大圆周上的 A 点从静止开始释放一个质量为 m，电荷量为 q 的带正电的粒子(重力不计)，它将往返于电场和磁场中不断运动。当粒子能够返回 A 点且在磁场中运动的时间最短时，下列说法正确的是( )A粒子在磁场中做圆周运动的半径为 RB粒子在磁场中运动的速度大小为3qBRmC粒子在磁场中运动的最短时间为2 mqBD大圆和小圆间的电势差为3qB2R22m解析：选 BD 粒子将往返于电场和磁场中不断运动，当粒子能够返回 A 点且在磁场中运动的时间最短，如图所示，粒子在磁场中做圆周运动的半径 r R，由 qvB m ，粒子在磁场中运动的速度大小为 v3v2r ，由动能定理可得 qU mv2，大圆和小圆间的电势差为 UqBrm 3qBRm 12，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为 60，粒子在磁场中运动的最短时间为3qB2R22mt3 ，故 B、D 正确，A、C 错误。603602 mqB mqB