2019-2020学年高中物理第三章磁场章末高考真题链接练习 人教版选修3-12

2019-2020学年高中物理第三章磁场章末高考真题链接练习 人教版选修3-12

第三章　磁场章末高考真题链接 ‎1．(2018·北京卷)某空间存在匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动．下列因素与完成上述两类运动无关的是(　　)‎ A．磁场和电场的方向　　　　 　B．磁场和电场的强弱 C．粒子的电性和电量 D．粒子入射时的速度 解析：选C　由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即Eq＝qvB，则v＝，若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意，对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求，但是对电性和电量无要求，根据F＝qvB可知，洛伦兹力的方向与速度方向有关，故对入射时的速度也有要求，故选C.‎ ‎2.(2017·全国卷Ⅱ)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场，若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v2∶v1为(　　)‎ A.∶2 　B.∶1‎ C.∶1 D．3∶ 解析：选C　设圆形区域磁场半径为R，根据题意，当粒子出射点分布在六分之一圆周上时，根据几何关系可知轨道半径r1＝Rsin 30°，由洛伦兹力提供向心力，得到r1＝，当粒子相应的出射点分布在三分之一圆周上时，根据几何关系：r2＝Rsin 60°，又因为r2＝，则v2∶v1为∶1，故选C.‎ ‎3.(2017·全国卷Ⅰ)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ma、mb、mc.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．ma>mb>mc B．mb>ma>mc C．mc>ma>mb D．mc>mb>ma 解析：选B　设电场强度为E、磁感应强度为B、三个微粒的带电量均为q，它们受到的电场力Eq方向均竖直向上．微粒a在纸面内做匀速圆周运动，有Eq＝mag；b在纸面内向右做匀速直线运动，有Eq＋Bqvb＝mbg；c在纸面内向左做匀速直线运动，有Eq－Bqvc＝mcg；可得mb>ma>mc.‎ 3‎ ‎4.(多选)(2017·全国卷Ⅱ)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是　　(　　)‎ A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直 B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直 C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1‎ 解析：选BC　设每根直导线电流在另两根直导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B0，由安培定则知，L2、L3中的电流在L1处产生的磁场的磁感应强度方向如图所示，它们的夹角为120°，合磁感应强度为B1＝B0，方向垂直于L2、L3所在的平面：由对称性知，L2处的合磁感应强度为B2＝B0，方向垂直于L1、L3所在的平面；L1、L2中的电流在L3处产生的磁场的合磁感应强度为B3＝B0，方向平行于L1、L2所在的平面．由左手定则可知，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行，L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直；每根直导线单位长度所受磁场力F＝BIL∝B，故L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为F1∶F2∶F3＝B1∶B2∶B3＝1∶1∶，故B、C选项正确．‎ ‎5.(2018·全国卷Ⅲ)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用．求：‎ ‎(1)磁场的磁感应强度大小；‎ ‎(2)甲、乙两种离子的比荷之比．‎ 解析：(1)甲离子经过电场加速，据动能定理有 q1U＝m1v 在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力，据牛顿第二定律有q1v1B＝m1 由几何关系可得R1＝ 联立方程解得B＝.‎ ‎(2)乙离子经过电场加速，同理有q2U＝m2v 3‎ q2v2B＝m2 R2＝ 联立方程可得∶＝1∶4.‎ 答案：(1)　(2)1∶4‎ ‎6．(2017·全国卷Ⅲ)如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x<0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1)．一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)：‎ ‎(1)粒子运动的时间；‎ ‎(2)粒子与O点间的距离．‎ 解析：(1)粒子的运动轨迹如图所示：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，所以在x≥0区域有：qv0B0＝ 在x<0区域有：qv0(λB0)＝ 解得R1＝，R2＝ 在x≥0区域运动时间t1＝；‎ 在x<0区域运动时间t2＝；粒子运动的时间t＝t1＋t2＝.‎ ‎(2)粒子与O点间的距离d＝2(R1－R2)＝.‎ 答案：(1)　(2) 3‎