2025届高考物理一轮复习专项练：磁场，立体空间，配速法

12.21高三物理周测四—磁场 【祝大家冬至快乐】 一、单选题（共9分） 【安培力】 1. 电源电动势E＝16 V，内阻r＝1 Ω，在磁感应强度B＝1 T、方向竖直向下的匀强磁场中，质量m＝0.2 kg的金属细杆MN置于倾角为θ＝37°的导轨上，导轨的宽度为L＝0.5 m，杆与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5，导轨与MN杆的电阻忽略不计，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使MN杆在导轨上恰好不上滑，滑动变阻器R的阻值为(　　) A.1 Ω B.3 Ω C.5 Ω D.7 Ω 【圆磁场】 2. 地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场，模拟地球半径为R，赤道外地磁场可简化为包围地球、厚度为d、方向垂直该剖面的匀强磁场(磁感应强度大小为B)，d＝2R。磁场边缘某处(未画出)有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为2v时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。则(　　) A.粒子的比荷＝ B.粒子的比荷＝ C.速度为v的粒子，到达模拟地球的最短时间为tmin＝ D.速度为v的粒子，到达模拟地球的最短时间为tmin＝ 【交变磁场】 3. 在xOy坐标系的一、四象限存在匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，t＝0时刻，一个比荷＝1.0×104 C/kg的正电荷从(0，)处以v0＝1.0×104 m/s的速度沿y轴负方向射入磁场，则正电荷从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为(　　) A.8π×10－5 s B.π×10－5 s C.1.2π×10－4 s D.×10－4 二、多选题（共12分） 【旋转圆】 4. 足够大的光屏与x轴平行，并且垂直于xOy平面，xOy平面还有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在坐标原点O有一粒子源，粒子源不停地向xOy平面内的各个方向发射带负电的粒子，所有粒子的质量均为m，带电荷量均为q，初速度大小均为v，粒子击中光屏时会被光屏吸收，初速度在第一象限内与x轴成30°角的粒子恰好击中光屏与y轴的交点M，不计粒子间的相互作用，以下说法正确的是(　　) A.M点的坐标为 B.在磁场中运动时间最短的粒子的运动时间为 C.光屏上被击中区域最右侧的x坐标为 D.光屏上被击中区域最左侧的x坐标为－ 【洛伦兹力与现代科技】 5. 磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的有（　　）    A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关 B．乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中照相底片同一位置的粒子比荷相同 C．丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时，M侧带负电荷 D．丁中的电磁流量计加上如图所示磁场，则N侧电势高，离子的流量与a、b无关 【叠加场】 6. 如图所示，倾角为53°的光滑绝缘无限长的斜面处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。可视为质点的小球质量为m，带电量为+q，从斜面顶端由静止释放，t时刻小球刚好离开斜面。已知重力加速度为g，，整个运动过程中小球带电量保持不变，下列说法正确的是（　　） A． B．小球在斜面上运动的长度为 C．小球离开斜面之前斜面对小球的弹力的冲量大小为 D．小球离开斜面后距分离点上升的最大高度为 三、解答题（第7题13分，第8题16分，共29分） 7. 磁聚焦和磁发散技术在许多真空系统中得到了广泛应用，如电子显微镜技术，它的出现为科学研究做出了重大贡献。现有一个磁发散装置，如图所示，在半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外，磁感应强度为B的匀强磁场，在圆形磁场区域右侧有一方向竖直向下，电场强度为E的匀强电场，电场左边界与圆形磁场右边界相切。在水平地面上放置一个足够长的荧光屏PQ，它与磁场相切于P点。粒子源可以持续的从P点向磁场内发射速率为v方向不同的带正电同种粒子。经观测：有一粒子a以竖直向上的初速度射入磁场，该粒子经磁场偏转后恰好以水平方向离开磁场，然后进入电场区域。粒子b进入磁场的速度方向与粒子a的速度方向夹角为（未知），进入磁场后，粒子b的运动轨迹恰好能通过圆形磁场的圆心O，最终也进入到电场区域。已知电场强度和磁感应强度的关系满足，不计粒子重力及粒子间相互作用。求： （1）粒子的比荷； （2）粒子b与粒子a的夹角和b粒子打在荧光屏上的亮点到P点的距离x； （3）入射方向与荧光屏所在平面成区间范围内的粒子，最终打到荧光屏上形成的亮线长度。    8. 如图所示，在三维坐标系中，平面左侧区域有沿y轴正方向的匀强电场；平面右侧与垂直于y轴足够大的荧光屏之间的区域有沿y轴正方向的匀强磁场，荧光屏与y轴交点位置的坐标为。一质量为m、电荷量为的粒子从坐标为的P点以大小为的初速度沿z轴负方向射出，经电场偏转后从O点进入磁场，再经过磁场偏转后击中荧光屏，粒子再次经过y轴的位置离O点距离为，不计粒子的重力。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子打在荧光屏上的位置坐标及匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若在平面与荧光屏之间的区域加上一平行于y轴的匀强电场，要使粒子仍打在荧光屏上（2）问中所求的位置，则所加匀强电场的电场强度应满足什么条件。 选择题答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$