单元检测(十二) 磁感应强度 安培力 带电粒子在磁场中的运动-【衡水真题密卷】2025年高考物理单元过关检测（湖南专版）

2024一2025学年度单元过关检测（十二） 物理·磁感应强度安培力 带电粒子在磁场中的运动 (考试时间75分钟，总分100分) 一，单项选择题：本题共6小题，每小置4分，共24分。在每小蓝给出的四个选项中，只有 一项符合题日要求。 项号 2 4 6 客案 1.云室中某粒子穿过婚板P的后的装连如图所示：和6是轨添上的南 点，云室中匀强赋场的方向与轨差所在平而垂直，粒子 A由点运动到b点，带负电 出由4点运动到6点，带正电 C由合点运动到点，帮负电 D由b点运动到a点，带正电 2知图所示，A为一水平旋的橡胶圆拉，花有大量均匀分布的正电背，在图盘 正上方水平枚置一通电直导线，电流方内己在图中标出。当圆盘饶中心轴 )'按阁示方向高速转动时，通电直导线新受安培力的方向是 A竖直向上 且经直向下 C水平向外 水平向里 3型电式电表的结构简图如图甲所示，线圆绕在 个与行针，转相相连的铝框骨果上 墙形磁铁和铁艺间的磁场均匀辐向分布，同一阅周上壁缘成强度大小处处相等，知图乙 当线图通以如图乙所示方向电流时，下列说法正峰的是 Aa.b线断受变培力相同 我线图将按逆时针方向（正视）转动 C,换性更的铁会增大电表的量程 几增加线陶匝数会减小电茂表的量程 4.如图所示，光滑管整直固定在水平匀强盈场中，一带正电小球从管口静止开始下落，则 下列关于阁管对小球的神量！随下落时同和下落高度本关系的图像正确的是( 单元过关检测（十二）物理第1页共4西) 衡水真 5元，半径为Q1四的属内有匀强题场，蓝够强度B大小为0,4T.现将一 单匝正方形线压放入题场，线根报平而与磁场方向重直，其中一顶点与圆 形磁场区城的瓶心O点重合，如图所示。当通过线框的电流】为1A 时，线延所受的安娟力大小为 cN 得分 6.如图所示，半径为R的形区城内有一方间章直于纸面峰甲的匀雀题 场，MN,PQ是相互垂直的两条直径。 两质量相等且带等量异种电 的粒子从M点先后以相可速审。射入蓝场，其中验子甲沿MN射人 从Q点别出磁场，粮子乙沿纸面与MN方向成角射人，两粒子同 时射出感场。不十粒子重力及两粒子间的相互作用，则两粒子划人经 场的时间间隔为 ER R A.2型 c 2mR 二，多碳选择题：本”共4小题，每小赠5分，共0分。在每小赠给出的四个选项中，有多 孩符合瑞目业速。金部进对的得5分.选对但不金的得3分，有选铺的得0分。 题号 10 案 7,在结而上方空民存在方向垂直于纸面向外，磁5应强度大小为书的水 平方向匀强赋场。一电荷量为+g,质量为烟一的带电小球以水平·。，。 2 初速度%水平向右常出，运动物连如图所示。已知重力加滚度为度，下 列说法正确的是 A.小球水平荒出时的鞭速度大小为2g B小球运动到轨连的最低点时的速度大小为2 ,小球运动到航凄的最低点时的加速度大小为g D小球在整直面内运动轨迹的最高点与最低点的高度差】 8,如图所示，长方体空间区规内存在匀函壁场（包括边界），方向平行 于0左平面且与：轴负方向成一3如，感应强度大小为B,长力 体上轴方向长为2红，y轴方向足够长，：轴方向高为。 一0 为m,电荷量为g的带正电轮子从z轴上的点a《0,0,2)沿x轴面 方向进人强蓝场，速度大小为， 2gBL ,不计粒子重力。下列说 用 法正确的是 A.粒子在威场中酸匀速属周运动的轨连半径为2L 以粒子会经过x箱上的点e《20,0》 C若粒子进人感场的速度大小为2如，则粒子穿出缆场的点的y坐标为2√原 八若粒子进人蓝场的速度大小为·则粒子在感场中运动的时同为 置W 一种圆柱形粒子释周装置的碳截面如图所示。内阔区戴内有垂直 于低面向里的匀强磁场，外闭是探测，ABPM分别为内的 两条相江垂直的直径。两个轮子先后从P点沿径向射人延场。粒 子1经藏场转后打在测器上的Q点，子2经场偏转后从 磁场边界C点离开，最后打在探测暑上的W点，℃孤恰好为内 风商长的 分之 一，粒子2在场中运动的时为：装置内部为 真空状态，忽略粒子所受重力及粒子问相互作川力。下列说法正绳 的是 蹈密在 单元过关检测（十二）物理第2页（共4面} A数子1一定带正电 B若两粒子的比荷相同，则粒子1的人射通率小于粒子2的人射速率 C,若仅戏小貌子2的人财建率，期散子2在磁场中的蹈动时何增加 D.若政变敕子2人射方向，速率变为原来的23，喇粮子2在醴场中运动的最长时侧为 2.月 0.如图所承，在O平国的第一象限内存在方向垂直于纸面向里，慰 势应出：度大小为B的匀童磁场。 一带电粒子从y鞋上的M点射入 魔场，速度方向与y箱正方向的夹角0一45，粒子经过赋场偏转后在 N友（图中未到出）垂直穿过x轴。已知必制一4，散子电荷量为g 量 为m,重力不计，则 人.腔子带负电荷 我粒子迷度大小为B C.貌子在磁场中运动的轨迹半径为a DN与O点相距(w2+1): 三，非选择题：本题共5小题，共56分 11.(?分》如图所零，S为坐标原点处的离子薄，N为平行y轴是够长的茂光屏，5到 MN的距离为L,N左测区城有范围是够大的匀强慰场，短场的性感应强度大小为 B,方向垂直干纸面向里，某时刻离子兼S沿平行纸面各个方向均)地发出大量的月 量为m,电荷量为g,速率为？的正离千，不计离子受到的重力，不考虑离子之问的相 互作用力。求： (1)离子从发出别打中荧光解的最短时间和最长时同： (2)离子打中荧光解的长度及范围。 12.9分)如图所示，在一L6x600≤y心L的区城0ak中，存在沿y轴负方向的匀图 皮场电杨的粉布格人的男的场人毫对 貌子的质量为m.电背量为一？：d左为灰的三等分点，不计粒子的重力。求： 1)匀电场的电场强度大小： (2)匀雀磁场的磁感应强度大小。 13.10分)2023年10月28日，“神青十七号”航天员顺利奔赴“天官”。为防止宇宙间各种 高能粒子对在轨就天员造成的位害，研制出各种磁药护装置。某同学设计了一种酷) 护模报装置，装置戴面图如图所示，以O点岁圆心的内凭，外闭半径分别为R,R,区 线中的危险区有垂直于纸面向外的匀强磁场，外促为绝蜂障板，外置的左侧有两块 单元过关检测《十二)输理第3页（共4西） 衡水真型 平行金属薄板，其右板与外属相切，在切点处开有一小孔C。一质量为网，电荷量为 ?,不计重力的警电粒子从左板内侧的A点自每止释放，两板问电压为心，粒子经电 场加速后从C友沿0方向射人磁场，恰好不进入交全区，救子每女与绝缘薄板碰撞 后原速反鲜。求： (1)粒子酒过C时的速度大小： (2)登感应强度的大小晋： (3》粒子从南开电场到再次返日电据所需的时间：. 14,14分如图所示，一质为和、带负电传粒子的电荷量为不计重力的带电控子从x 阳上的P点以速度▣沿与十x轴域0的方向射人第一象限内的匀强磁将中，情好垂 直于y轴射出第一象限，已知OP一。 (1)求匀强磁场的藏银皮强度B的大小， (2)让大量这种德电粒子料时从x伯上的P点以速度▣沿与士轴正方向或0一180的 问垂直于遭场射人第 一象限内，求y轴上有带电貌子穿过的区城范围和蕾电较 子在感场中运动的最长时间. 15.(16分)如图甲所示，在y平童的第一象限内存在周期性变化的磁桥，规定磁场垂直 于紫蛋向内的方向为正，道感皮强度B篮时间：的变化规律如图乙所示。质量为m、 电荷量为+十？的程子：在？■0时刻沿x轴正方向从坐标原点0财入意场，图乙中T。 为未知量，不计粒子的重力(sin37”-Q6,c0s37'-0.8). (1)若粒子射人磁杨时的速此为，求0一T。时间内粒子最匀速置周站动的窄轻， (2)若粒子恰好不能从y轴射出陆场，求陆感应强度变化的腾期丁。： (3)若使粒子能从肇标为(d,3d)的D点平行于O虹轴射出，求射人磁场时建度大小 1 “杠。红 2- 甲 密程 单元过关检测（十二）物理第4页（共4页}·物理· 参考答案及解析 点，因电阻丝上左端电势高于右端电势，则应将 11 滑片P向左移动，直至电流计示数为0。③在 闭合电路欧姆定律有行一款+，即电添 ②中电流计示数为零时，电阻R。、R,以及电阻 内阻测量值r测=r4十rA,故测量值相对真实 丝两边的电程R:R:满足受尽之清包阻箱 值偏大。 R。和待测电阻R位置对调，其他条件保持不 (0在号R图像中，设a1=1.1,a2=2.1,6 变，发现将R。的阻值置于196.0时，在闭合S Q6,到由图像及-R+巨-及R十 后，电流计的示数也为0。 R_R,则特测 R高一R ,可得R,一82，则材料电阻率为p T a2-a1 电阻的阻值为R.=√RR。=√225X1962= 210Ω。④某司学在对调电阻箱和待测电阻时， naa2D2 4Lag-a),代入数据计算得p=3X103n·m 不小心将滑动电阻器的滑片移动了少许，电阻 丝两边的比例关系不变，则对实验结果无影响。 15.1.40225a75(32 14.(1)9.500(2)Ⅱ2.1(3)偏大 【解析】(1)电流表的示数为1=1.40A。 (4)3×10-3 E 【解析】(1)螺旋测微器的读数为9.5mm十0.0× (②)由闭合电路的欧姆定律得I一R千，变形得 0.01mm=9.500mm。 -+官·图像的率为 1R =0.7-0.3 (2)在步骤①中，由闭合电路欧姆定律有E= 1.0 0.4,解得电池的电动势为E=2.5V,图像的纵 1R+r),整理可得R+巨，在步案②中， 载距为它=0,3，解得内阻为r=0.75n. 由闭合电路欧好定律有E=R+(货+)。 (3)由于不能忽略电流表和电压表的内阻，当 整理可得片-部R+巨对比以上持果可 E S接1,2时分别有I=R十R,十，E=U+ 知，步聚①对应的图线应为Ⅱ，由图线Ⅱ及子 款+，可得管-2·巨-0.67，解得电深 10.67r Ra十r1r 内阻r=2.1n。 (3)若考虑电流表内阻的影响，则步骤①中，由 新式得官官=，可得，一怎。 2024一2025学年度单元过关检测（十二）物理·磁感应强度 安培力 带电粒子在磁场中的运动 一、单项选择题 2.C【解析】带正电圆盘按题图所示方向转动时， 1.D【解析】穿过铅板后，粒子的速度变小，由洛 从上向下看，形成顺时针方向的电流，根据右手 伦建力提供向心力如B=m二，解得，一器可 螺旋定则可知，在圆盘上方形成的合磁场方向竖 直向下，根据左手定则，通电直导线所受安培力 知速度变小，粒子做圆周运动的半径也变小，所 的方向水平向外，C正确。 以粒子由铅板的下方进入铅板的上方，故由b,点 3.D【解析】由左手定则可知，a、b导线受到的安 运动到a点，由左手定则可知，粒子带正电，D 培力大小相等、方向相反，A错误；由左手定则可 正确。 知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培 年3 5 衡水真题密卷 单元过关检测 力向下，钱图按顺时针方向（正视）转动，B错误； 换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数，会使得在相 左，大小叫-受的分建度和一个水平向右，大小 同电流情况下线圈所受安培力增大，电流表的量 ,的分造度：询于F,=90B=mg(与 3 0= 程减小，C错误，D正确。 重力平衡)，可知小球的运动可以看成是以速率 4,C【解析】小球竖直方向只受重力，做自由落体 口]向左的匀速直线运动和以速率2的匀速圆 运动，则有口=g,水平方向根据受力平衡可得， 周运动的合运动，故小球在运动轨迹的最低，点时 圆管对小球的弹力大小为FN=quB=qBg,可 知圆管对小球的弹力大小随时间逐渐增大，由于 的速度大小为v=01十02=20o,B正确：小球在 I-t图像的切线斜率表示弹力大小，则I-t图像 轨迹最低点时的加速度大小为a= 切线斜率应逐渐增大，A、B错误；水平方向根据 g·2woB一mg=3g,C错误：由9B=2mg,可 受力平衡可得，圆管对小球的弹力大小为FN= 得小球水平抛出时的加速度大小为a= quB,圆管对小球的冲量为I=qvBt=gBgt2,又 由A=22可得1=2B肠，可知1h图像为一 B十mE=3g,A错误；由于洛伦滋力不微功， 小球从运动轨迹的最高点运动到最低，点的过程， 条过原，点的倾斜直线，C正确，D错误。 5.B【解析】线框在磁场的有效线段的长度L= 满足机旅能守位，则有号m,2十mgh=m。 ER=治m,安培力大小为F=BL-号N.B 25 解得h=3D正确。】 正确。 8.AD【解析】粒子进入磁场时，速度大小为。 6.B【解析】O1是粒子甲运动轨迹的圆心，由题 2BL且与磁场垂直，由洛伦兹力提供向心力有 意可知，四边形OQO,M是正方形，所以甲乙运 m 动轨迹的半径均为R,甲的运动轨迹的圆心角为 qoB-mo ，则其轨迹半径为R-g=2L,A gB 受。而粒子乙往左偏转飞出磁场，它的周心角为 正确：匀强磁场方向平行于Ox平面且与之轴 负方向成30°角，粒子沿x轴正方向进入匀强磁 22mm 写。甲运动的时间为4=2云gB pn元R 场，根据左手定则可以判断粒子的轨迹平面为平 2gB2% 面abcd,如图甲所示，粒子不会与x轴相交，B 32om=m=迟 错误；若进入磁场的速度大小为20%，则其轨迹 运动的时间为t妇 2x9B3B3品，周为两 半径为R'_m:2=4L,其中d点刚好为粒子 gB 粒子同时射出磁场，所以两粒子射入磁场的时间 R元RR 在磁场中做匀速圆周运动的圆心，其运动轨迹与 间隔为△1=t4-t=20一3元60 B正确。 bc边相交于P点，如图乙所示，则cP=23L, ce=23L,ch=3L,he=ce-ch=(23-3)L, 所以粒子穿出磁场的点的y坐标为(23一3)L, C错误；设轨迹的圈心角为0，则si如0-3= 、是-2，则圆心角0=30，所以粒子在磁场中运】 二、多项选择题 动的时同为：=需1=立×裙一器D 30° 7.BD【解析】将小球的速度分解为一个水平向 正确。 5 4 ·物理· 参考答案及解析 ↑2 磁场中运动半径为r2= 2 37=2R,根据几何 2L 60 关系，当粒子2的轨迹对应的弦为直径PM时， b 如图乙所示，粒子2在磁场中运动的时间最长， 此时的圆心角为B=60°，速度改变后，粒子2在 磁场中运动的最长时间为t2= T==t.D 2π 3aB 甲 错误。 2R 2R 2L 2R 4L R 30 d 30 3 甲 乙 C 10.AD【解析】由左手定则可知，带电粒子带负 乙 电荷，A正确；画出粒子的轨迹示意图，如图所 示，假设轨迹的圆心为O',则由几何关系得粒 9.BC【解析】粒子1向下偏转，由左手定则可知， 粒子1带负电，A错误，根据洛伦兹力提供粒子 子的轨道半径为R=a,则由nB=m反得 在磁场中微国周运动所需的向心力B=m, 0=B那_2gBa,B.C错误：由以上分析可知， 可得？一阳由题图可知粒子1运动的半径小于 ON=R+a=(2+1)a,D正确。 粒子2运动的半径，若两粒子的比荷相同，则粒 X 子1的入射速率小于粒子2的入射速率，B正 0 确；若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2运动 半径减小，从磁场射出时，轨迹所对应的圆心角 增大，粒子2在磁场中的运动时间为1=2 T= 三、非选择题 9.2πm-阳，故若仅减小粒子2的入射速率， 1.器 3imn 则粒子2在磁场中的运动时间增加，C正确：PC 2qB (2)(5+1)L范围为 圆孤恰好为内圆周长的三分之一，如图甲所示， [-3L,L] 侧粒子2在磁场中轨迹所对应的圆心角为α 【解析】(1)根据guB=m 180°360 3=60°，设内圆半径为R,根据几何关 可得离子在磁场中运动的轨迹半径r=L 离子的运动轨迹对应的弦长最短时，离子的运 R 系，粒子2在磁场中运动半径为1= 动时间最短，即离子的运动轨迹恰好经过P tan 2 点，如图甲所示，离子在磁场中做完整的圆周运 5R,开始粒子2在磁场中造动时同为1一号T- 动的周期T=2m gB 根据几何关系可知，轨迹对应的圆心角为60°， 3B,粒子2建率变为原来的2, m ,此时粒子2在 T元m 3 能打中荧光屏的最短时间山一6一39B ·5 5 衡水真题密卷 单元过关检测 离子速度为1时从下侧回旋，刚好和边界相 切，离子速度为2时从上侧回旋，刚好和上边 解得，=， L 界相切，离子的运动轨迹如图乙所示，离子打中 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供 270° 荧光屏的最长时间t2-360T 3xm 2gB 向心力，有Bq=m, 解得B= 2mvo a 、12mU (2)g 2m (3) 【解析】(1)粒子从A,点运动到C点，根据动能 定理得gU=之m 甲 乙 丙 2gU (2)离子打中荧光屏范围的总长度为图丙中 解得v=m· AB的长度，由几何关系可知打中荧光屏的宽 (2)设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为？， 如图所示，由几何关系得 度|AB|=2rcos30°+L=(3+1)L (3R)2+r2=(r+R)2 离子打中荧光屏的范围为[一√3L,L] 解得r=R 12.(1)mw 由牛领第二定律得g如B=m号 【解析】(1)根据题意，画出粒子运动轨迹如图 所示，粒子在电场中做类平抛运动，有 解得B-受。 L=vot 1 Eq=ma 联立解得E=m 近全 gl 卮险区 (3)设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的國心 03R 角为0，由几何关系得an2=R 解件9=号 (2)粒子飞出电场时速度为，与竖直方向夹角 粒子在磁场中运动的周期为T=2m B 为9，根搭功能动能定现，有的·日·含1 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所雪时 mv 1 同为1-号 解得=R /2m 解得v=√2v0 sin 0=ve2 由几何关系可得粒子在危险区运动时总共与绝 缘薄板发生5次碰撞，粒子从离开电场到再次 解得0=45 2m 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为？，根据 返回电场所需的时间t=6t=2R√U: 几何关原有2如0-号·L 14.1)3mu (2)0≤y≤39a 83πa 2ga 3 9v 5 ·6 ·物理· 参考答案及解析 【解析】(1)粒子运动轨迹半径设为r,如图甲 2,3,*) 所示，根据几何关系可得 【解析】(1)根据洛伦兹力提供向心力得 rsin60°=a 23 qw·3B。=m7 解得r=3a 解得r1=3qB mvo 由洛伦兹力提供向心力可得qB=m (2)要使粒子恰好不从y轴射出，轨迹如图甲 解得B=3mu mvo 2qa 所示，在前号，内的运功丰径为r一器 mUo 主后T。内的运动半径r28 由几何关系知sin0= -=0.6 r1十r 解得0=37 0~号。粒子低围周运动的周期T 3gB。 60· P 则180°-37 360T-2T。 甲 (2)粒子从y轴上OA之间射出，设A,点纵坐 解得磁感应强度变化周期T。一216B9 1437m 标为yA,PA为轨迹圆的直径，如图乙所示，由 几何关系得 ya2+a2=(2r)2 解得y4=3丽a 3 9 可知y轴上有带电粒子穿过的区城范围为0≤ 甲 沿十x方向出发的粒子在磁场中运动时间最 (3)要想使粒子经过D点且平行Ox轴射出，则 长，设该时间为，轨迹对应的圆心角设为r十 粒子只能从nT。时刻经过D,点，（其中n=1, α，如图丙所示，由几何关系得 2,3,…),则轨迹如图乙所示，设粒子射入磁场 rsin a=a 3 解得a-于 的速度为0，由(2)可得r2=2 由几何关系可知 n(2r1cos 30%+2r2cos 30)=2d 则有1m=.T=2示 2xr 83xa 2π 9v 又q0·3B。=m ri 解得v= 43Boqd (n=1,2,3,…)。 5nm D Bd Bd 丙 15.(1)m0 (2) 143m (3)43Bgd n=1, 3gB。 216Bq 5nm ·7·