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1、2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第4期）专题09 磁场BOPq1(2013北京朝阳区期末)如图所示，一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子（重力忽略不计），经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OP=x，能正确反映x与U之间关系的是Ax与U成正比Bx与U成反比Cx与成正比Dx与成反比答案：C解析：由x=2R=2mv/qB，qU=mv2，可得x与成正比，选项C正确。2（2013江苏苏南四校联考）如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动
2、中始终能通过各自轨道的最低点M、N，则：A两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有vN=vMB两小球都能到达轨道的最右端C小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同Da小球受到的电场力一定不大于a的重力，b小球受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力答案：D解析：由于洛伦兹力不做功，电场力对带电小球一定做负功，所以两小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有vN=vM，选项A错误；小球b可以到达轨道的最右端，小球a不能到达轨道的最右端，选项B错误；由于两个小球受力情况不同，运动情况不同，小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻不相同，选项C错误；由于题述没有给出半圆形光滑绝缘
3、轨道半径和小球带电量、质量具体数据，所以a小球受到的电场力一定不大于a的重力，b小球受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力，选项D正确。3. （2013山东名校质检） 图6所示为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的0点安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，图7中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转（ ）4（2013北京丰台期末）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
4、Aa粒子带正电，b粒子带负电Ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大Cb粒子动能较大Db粒子在磁场中运动时间较长答案：C解析：由左手定则可知b粒子带正电，a粒子带负电，选项A错误；由于a粒子速度较小，所以 a粒子在磁场中所受洛伦兹力较小，选项B错误；由于b粒子轨迹半径较大，所受洛伦兹力较大，由f=mv2/R可知b粒子动能较大，b粒子在磁场中运动时间较短，选项C正确D错误。5（2013江苏盐城明达中学测试）物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载流子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类是P型半导体，它的
5、载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子，如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流，设长方体的上下表面M、N的电势分别为M和N，则下列判断中正确的是A如果是P型半导体，有MN B如果是N型半导体，有MNC如果是P型半导体，有MN D如果是金属导体，有Mo），质量均为m，速度大小均为，若粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞，且粒子在碰撞过程中所带的电量不变。（不计带电粒子的重力，不计带电粒子之间的相互作用）求： （1）为使初速度为零的粒子速度增加到，在粒子加速器中，需要的加速电压为多大；（2）带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动
6、的半径；（3）若满足：从S点发射出的粒子都能再次返回S点，则匀强磁场区域的横截面圆周半径a至少为多大；（4）若匀强磁场区域的横截面圆周半径a满足第（3）问的条件，则从S点发射出的某带电粒子从S点发射到第一次返回S点的时间是多少？解析：（1）在粒子加速器中，带电粒子在电场中被加速，根据动能定理，qU=mv2，解得U=。（4）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由T=.由轨迹图可知，带电粒子从S点发射到第一次返回S点的时间是t=T=。11（12分）（2013唐山一中检测）在如图甲所示的装置中，阴极K能够连续不断地发射初速不计的电子，这些电子经P、K间的电场加速后，都能通过P板上的小孔沿垂直于P板的方向
7、进入P板右侧的区域，打到P板右侧L远处且与P平行的荧光屏Q上的O点，由于P、K相距很近，所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在P与Q间加垂直纸面向里的匀强磁场，且从某一时刻t=0开始，在P、K间加一周期性变化的电压，电压随时间的变化关系如图乙所示，则从该时刻起，所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为m，带电量为e，粒子在磁场中做圆周运动的周期小于4T0，求：（1）电子打到荧光屏上的范围；PQO甲LK0u/Vt/s乙n4U0U0T0（2）从t=0时刻开始在电压变化的一个周期内，打到屏上距O点最近的电子与最远的电子的时间差。11解：（1）经U0加速的电子，在磁场中偏转半径最小，
8、根据题意，刚好能与Q屏相切A点，设匀强磁场磁感应强度为B，即： （1分） （1分）经最大电压加速的电子，在磁场中运动的轨道半径为R，与Q屏交于D点，则：， （2分）由以上各式及几何关系可算得，OA=L ， （2分）即电子打到荧光屏上的范围是O点下方距O点到L之间 。（1分）12（15分）如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q =810-5C的小球，小球的直径比管的内径略小在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1= 15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E = 25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B
9、2 =5T的匀强磁场现让小车始终保持v = 2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示g取10m/s2，不计空气阻力求：小球刚进入磁场B1时加速度a的大小；绝缘管的长度L；小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离xvMNB1EPQB2hOFN/10-3NL2.4解析：以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f1，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a，则（4分）13（12分）（2013山东济南外国语学校测试）电量为q质量为m的负粒子，由静止从电场边界上O点进入如图所示的电场、磁场，电场强
10、度为E，磁感强度为B，电场宽度为L，磁场足够大。（不计带电粒子重力）PQOB OLE（1）求带电粒子从O点出发后第一次到达电磁场边界时的速度；（2）求带电粒子从O点出发后到第二次到达电磁场边界时的时间；（3）求带电粒子从O点出发后到第三次到达电磁场边界过程中经过的路程。14（20分）（2013安徽宿州泗县质检）带电粒子在AB两极板间靠近A板中央附近S处静止释放,在两极板电压中加速,从小孔P平行CD极板方向的速度从CD极板中央垂直进入偏转电场,B板靠近CD板的上边缘如图甲.在CD两板间加如图乙所示的交变电压,设时刻粒子刚好进入CD极板,时刻粒子恰好从D板的下边缘飞入匀强磁场,匀强磁场的上边界与CD极板的下边缘在同一水平线上,磁场范围足够大,加速电场AB间的距离,偏转电场CD间的距离及CD极板长均为,图象乙中和都为已知，带电粒子重力不计，不考虑电场和磁场边界影响.求:（
