(19)洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式、带电粒子在匀强磁场中的运动-【衡水金卷·先享题】2025年高考物理一轮复习周测卷（重庆专版）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (十九]洛伦邈力的方向、洛伦越力公式，带电粒子在匀强磁场中的运动 (考试时创40分钟，高分100分) 一、单项越释题（本题其6小题，鲜小思6分，其36分。在每小题给出的川个选项中，只有一项是 符合照目要求的》 人贺号 器品 器号 1,来自太阳和其地星体的牢宙射线巾含有大量的高能带电安子，若这库粒子师到活烛而，将会对 三如图所示，正方形中，以：为圆心，b为车径的测内有画感应强度大小为B,方向垂直正 地球上的生合香米危害，国由干泡唐场（如图新示）的存在改变了字宙财线中带电胶子的好动方 向，使得很多高能带电粮子不能到达迫直。下列说法正确的是 方形平直间外的匀激磨场。一蒂电粒子从友骨解方向以速度财人磁场恰好从d点离开目 蜗：若黄粒子从6点以速度甲沿原方向入射，离开蓝场后恰好能适过点。不计粒子重力，则粒 子速度罗的大小为 A地赋场的磁感线从地理南陵出发终止下地理北根 :胞险场对垂直射到地球表面的宇窗射线的阻挡作用在南，龙肉级附近最蛋 C,范照场对币直财向地球表面的学宙！瓷的阻挡作用在木道则近最弱 A.2-1》w c D.(w8-2 队填融场会使在本道上空沿地球东道平面的半径方向射米的宁宙射线中的带电粒子向东西方 金如用所示，网形区域内存在一要直下纸而的匀溪蓝场（术通出），P为结场边界上的一点，大悬 向篇转 相同的带电较千以相同的速率经过P点，在纸塑内语不风方向射人磁场。若粒千射人速率为 之.如图所示，一束电子流沿膏的轴线过入螺线管，忽略电千重力，电子在管内的运动应该易 ,这些粒子在遮场边琴的出射点分布在四分之一图周上：若较子射人递率为，相应的出射点 A当从“端道人电度对，电子黄匀相速直线运动 分布在三分之一图周上，不计稳千重力及粒千之可的相夏作用力，刚助等于 我当从私滑通入电流时，电子做)如迷直线运动 《二，不管从哪端适人电藏，电子都量匀速直线运动 D.不管从哪滑通入电流，电千富做匀速则周跨动 3,在电视机的显檬管中，电子束怕扫精是用盈偏转技家实现的，其扫堪航引虹图所示，翼彩区域 内偏传蓝场的方向手直下周面，不加威场时，电子束将通过O点打在屏幕的中心M点，为了使 A.夏2 B3:2 CE径 D.3=4 坪幕上出现一条以M为中心的亮线PQ.偏转唐扬的磁感成出度B随时间的变北规律成是下列 二、多项选择题（木题共2小愿，地小题8分，共1后分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 选项甲的 题目要求。全留透财的得8分，选对但不全的得4分，有这借的得8分) 7,如国所示，周形区城半径为：区线内存在题够应丝度大小为B的匀强磁场。一束不计重力的带 正电粒子，以相可速度垂直于区装属的直径MN飞入圆形匀强跳场区城后发生躺转，价好都能 t"wWT 在区域边缘的同一点射出链场区域，不计粒子间相互作用力，粒子重量均为稀，此商量均为学-则 A B D 4如饵所示为济伦盘力滴示仅的洁构阁。励赋线潮产生的匀清蓝场方向渠直纸面向外，支病泡中 下列说法正喻的是 的磨婚河以税为匀出攀场，且遮感应密度大小与找圆中电流/的关景为B一专（为常粒：电 A.粒子将从N点射出险场 予由电子枪产生，其速发方向与量场方向垂直。测得电子在玻璃泡中救匀迪属周运动的轨透半 且所有花子在燕场中的运动时同相同 经为r:从电子校射出经过加速的电子速度为以，电子街带电荷量为，质量为m,国励壁线面中 C,射出粒子韵违度方向均相间 的电德」和一个电子在废璃泡中话动的等效电算！分别为 D数千速度一空 物理第1衡（共4街》 衡水金秦·先享黄·高三一热题习0分钟淘圈稀十九 物理第2直共直1 重庆专量 8,如图所示，在0可Sa0yw的长方形区域内有直于y平直闻外的强驶场，意感应 0.4分)起相所承，环形区城的内国事径为R,外同率径为原我.N为外图直径，环形区城内存 强度大小为召，坐标原点)处有一个收子源，在某时解发射大量质量为前，电背量为g的梦正电 在蓝缘皮强度大小为B,方向套直干纸面向外的匀强磁场。一群均匀分布，质量为m,带电量 较子（不计重力及粒子闻的回压作用力，它们韵速度方向均在O小平面内的第一单限，且与y 为十？的较子以相同的初速度垂直MN射人磁场区城，程千入射范调的宽度等干MN的长度， 伯正方向的类角分布在0一90范围内，速度大小不月，且满足名，已短粒子在酷 已知正对得心)人射的粒子给好设有酷人内，不计粒子重力及粒子到的相互作用力。 (1)求粒子的初速度犬小： 场中做图国运动的鬧期为了，制下列说法正硝的是 ()若某粒子射人内圆后恰好整过(》点，求该轮子从进人题场到第一次到达内副边界用雷的 A从装塔上边界飞出的牧子轻历的最短时何为名 时列： (3)求从M点射人的程子在环形题场中第一次偏转后速度偏特角的金弦值 我从整场上也养飞出的整子经所的最短时间小于是 C从造将中飞出的较予经历的最长时何为看 D.从酸场中飞出约发千整历的是长时间小于 升剑 性名 分数 6 7 8 容業 三，非选播m(本题共3小避，共8分。请发要求完成下列各) 1.2分)如国所示，在x轴和「抽上方存在方向重直y平面向外的匀强通场，半标复点0处 ,12分)如图甲衡示，M、N为整直发置，被此平行的与块平版.叔间距离为d,两极中央答有个 有一粒子源，可向x转和第上方的各个方向不斯地发射速度大小均为，质量为世带电量为 小孔)，了正村，在两酸同有绣直于纸而方向的扬，磁感应是度随时列的变化规津如图乙所示 十？的同种警电粒子：在无轴上与原点的题离为夏处重直于x轴收置一个长度为方，厚度不 《县未知》，有一昏王离子在=0时以这度路（素每）重直于f酸从小孔)射人磁场。已年正 计，左右两侧均健装收带电粒子的薄金属板P(校子一旦打在再金属版P上，其速发立即变为 离予质量为w,带电量为，正离予在蓝写中融匀道属周运动的周期与塘8应强度变化的周两均 0)。观规察到隆x轴负方向射出的较千恰好打在薄金属板P的上端，且速度方向与y拍平行 为T,不考虑由于道场变化雅产生的电垢的影响，不计离子重力 不计等电粒子的重力和粒子到的相互作用力 《1)求悠感皮强度B的大小： (1)求随g应翼度B的大小： ()警使玉离子从了平直干N板射出胜桥，来正离子射人致场时的速度m的可能值 (2)求被薄金属板P接取的粒子中在避希中滋动的最长与最复时利的菜慎： 3)看在y帕上平行y帕皮置一时板，使薄金属服P右网不能接收到督电粒子，试输定板的 屋小长度 物理第多成【共4成引 街水实泰·先率·喜三一轮复习门分钟周测养十九 物理第4万（共1勤） 量庆专型高三一轮复习重庆专版 ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十九） 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： 1.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ，分析综合能力N.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.核心素养： ①物理观念 ②@科学思雏③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 核心素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容)》 I ① ② ③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 地磁场的作用 0.90 2 单项选择题 6 洛伦兹力的产生条件 易 0.85 3 单项选择题 6 带电粒子在磁场中的偏转 易 0.85 单项选择题 洛伦兹力演示仪 中 0.75 5单项选择题 6 扇形边界磁场 中 0.70 6 单项选择题 6 圆形磁场粒子的出射范围 中 0.70 多项选择题 8 磁聚焦 中 0.75 8 多项选择题 8 带电粒子在磁场中的运动时间 中 0.70 9 非选择题 12 多解问题 中 0.70 10 非选择题 14 环状有界磁场 0.70 11 非选择题 22 带电粒子在匀强磁场中的运动 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 伦兹力大，粒子不容易射入地球大气，阻挡作用强， 1,D【解析】地磁场外部的磁感线从地理南极出发回 B,C项错误：由左手定则分析可知在赤道上空沿地球 到地理北极，内部的磁感线从地理北极出发回到地理 赤道平面的半径方向射来的宇宙射线中的带电粒子 南极，A项错误：粒子垂直射向地球，纬度越高，粒子 受到东西方向的洛伦兹力，会向东西方向偏转，D项 运动方向和磁场方向的夹角越小，受到的洛伦兹力越 正确。 小，越容易射人地球大气，阻挡作用弱：相反在低纬度 2.C【解析】电子的速度方向与螺线管轴线处的磁感 地区，粒子运动方向和磁场方向的夹角大，受到的洛 应强度方向平行，故F一0，则电子做匀速直线运动， ·71· ·物理· 参考答案及解析 C项正确。 正确：由左手定则可得，粒子应从N点射出磁场，A 3,B【解析】要想得到以M为中心的亮线PQ,则电子 项正确：临界法，最上层粒子在磁场中的运动时间最 束既要向上偏转，又要向下偏转，所以磁场的磁感应 长，最下层粒子在磁场中的运动时间最短，B项错误： 强度B随时间1变化时，应有方向改变。同一方向偏 由粒子运动轨迹可知，射出粒子的速度方向不相同， 转的电子能打到不同的点，则电子束受到的洛伦兹力 C项错误， 大小不相同，偏转量也不相同，所以磁感应强度大小 8.BC【解析】粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运 一定是不固定的，B项正确。 4,B【解析】根据题意可知，玻璃泡中的磁场的磁感应 动，根据牛顿第二定律可得B=m发·解得R= 强度B=1,速度为v的电子在玻璃泡中做匀速圆 B由题意有2≤<3，解得2u≤R≤3a,当 周运动，由洛伦兹力提供向心力有B=m号，解得 粒子初速度与y轴正方向的夹角0为零时，粒子在磁 一器，电子做圆周运动的周期T=,一个电子 场中运动的时间最短，如图甲所示： y 在玻璃泡中运动的等效电流为1一宁一，B项 正确 。、 5.A【解析】粒子以速度射人磁场恰好从d点离开 磁场：有B=m片，由几何关系有八=凡以速度 p、 甲 v射入磁场，离开磁场时恰好经过c点，有guB R越大，运动轨迹对应的圆心角中越小，当R=3a时， m号，由几何关系有n十行=R,得作=巨一 p最小，根搭儿何知识可知n?=子<分·则< 1)R,联立解得=（√2一1），A项正确，B、C、D项 错误。 吾，整子在酸场中运动的时间1一是T<石A项错 6.C【解析】由于是相同的粒子，粒子进人磁场时的速 误，B项正确：当0从零逐渐增大时，粒子在磁场上边 界的出射点逐渐向右移动，粒子最远能到达的位置是 度大小相同，由B=m发可得尺=常即粒子在蓝 2 粒子轨迹与上边界的切点，如图乙所示： 场中做圆周运动的半径相同。若粒子运动的速度大 小为功，如图所示： 2R 通过旋转圆可知，当粒子的出射点A离P点最远时 AP=2R,同样，若粒子运动的速度大小为，当粒 Z乙 子的出射点B离P点最远时BP=2R,设圆形区域 此时粒子出射点的横坐标为x=√R一(R一)产= 的半径为，由几何关系可知R一受，R-· √2aR一a≥√3a,所以粒子一定能到达磁场右边界 的上顶点，当R=2a时，且粒子出射点为磁场右边界 cos 30,R :R:--R::Ri- 上顶点时，粒子在磁场中经历的时间最长，由几何知 2 √32，C项正确。 识可知此时粒子转过的角度=牙，运动经历的时 3 二、多项选择题 7.AD【解析】磁聚焦模型，偏转半径等于圆形区域的 间为1一号T=君 6，C项正确，D项错误。 半径r,根据mB=m二，可得粒子速度=，D项 三、非选择题 9.【解析】(1)设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向。 ·72· 高三一轮复习重庆专版 ·物理· 正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力，有B4= 角形OKQ为等腰直角三角形，可得OQ=√②R (2分) (1分) 又PQ+Q)=PO 正离子做匀速圆周运动的周期T,-2π迟 (2分) 可知∠PQO=90° (1分) 故轨迹的圆心角为∠PQK=∠PQO-45°=45 解得B。=2红四 qTo (2分) (1分) (2)要使正离子从O孔垂直于V板射出磁场，正离子 粒子从进入磁场到内圆所需的时间为：= 60T 45° 的运动轨迹如图所示 名×-溜 (2分) (3)从M点射入的粒子在环形磁场中第一次偏转的 轨迹如图丙所示 D◆ 当两板之间正离子只运动一个周期时，有R= 4 (2分) 当两板之间正离子运动”个周期时，有R=名u=, 个 D点为轨迹圆圆心，根据几何关系可知三角形COD 2,3…） (2分) 为等腰三角形，又有OD=(3一1)R (1分) 联立解得正离子射入磁场时的速度的可能值为= 则从M点射入的粒子在环形磁场中第一次偏转后 -a=12. (2分) 速度偏转角的余弦值为cos∠MDC=一co5∠CDO 10.【解析】(1)正对圆心)人射的粒子恰好没有射入内 =1-3 (2分) 圆，轨迹如图甲所示 2 11.【解析】(1)如图甲所示 01 甲 根据几何关系有(3R)十r=(r+R) (1分) 解得r=R (2分) 甲 设粒子在磁场中的运动半径为「，根据几何关系可 根据洛伦效力提供向心力有B=m (1分) 知r=x (2分) 粒子的初速度大小=B5 (2分) 根据牛顿第二定律有qB=m (2分) (2)粒子射人内圆后恰好经过O点，轨迹如图乙 解得B=m巴 (2分) 所示 gro (2)粒子在磁场中运动的周期T=2=2(2分) 粒子在磁场中运动的时间与转过的圆心角的关系为 1=3T (2分) 如图乙所示 粒子打在内圆的点设为K,轨迹圆的圆心为Q,则三 ·73· ·物理· 参考答案及解析 4元 3v (2分) (3)如图丙所示 N a2 0 60 当粒子恰好从薄金属板P的右侧击中薄金属板P 丙 的下端时，其在磁场中转过的圆心角最大，此时a= 易知MN的长度即为挡板的最小长度，根据几何关 300° (2分) 系可得 当粒子恰好从薄金属板P的左侧击中薄金属板P OM=2rsin60°=√5.x (2分) 的下端时，其在磁场中转过的圆心角最小，此时： ON=2r=2.xo (2分) 60 (2分】 解得MN=ON一OM=(2一√)x (2分) 所以被薄金属板P接收的粒子中在磁场中运动的 最长与最短时间的差值41=1一2=T= 3609 ·74