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（冀粤辽黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏A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 (考拔时间75分钟，慈分100分) 一，选择题：本题共10小置，共杯分，在每小题给出的四个去项中，第1~7题只有一项行 合题日要求，每小题4分：第答一10租有多项符合题日要求，每小题6分，全部选对的得 6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号【2 3 5 6 7 910 答案 L.云室中某较子穿过船板P前后的轨连如图所示，a和b是物还上的 两点。云室中匀强磁场的方向与轨速所在平面垂直，粒子 A由4点运动到点，带负电 B由4点运动到6点，带正电 C由b点话动到a东，蒂负电 D山b点运动到a点，带正电 2避电式电流表的结构轮图如图甲所示，线国绕在一个与指针，转拍相连的园框骨架上， 毒形德铁和铁卷间的磁场均匀钙向分布，同一阀周上霜怒应强度大小处处相等，如图乙 所示。当线圈通以如图乙所示方向电流时，下列说法正确的是 Aab导线新受安培力相同 我线圆将按送时针方向（正钱）转动 C换磁性更强的磁钱会增大电流表的量程 D,增加战周压数会减小电花表的量程 3.如图所示，光滑圆管整直固定在水平匀强經场中，一带正电小球从管口静止开始下落，爆 下列关于同管对小球的冲量I随下落时何：和下落高度A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 七，一匀强感场的威娘成强度大小为B,方向渠直于纸面向外，其边界如 图中虚线所示。一束H和粒子，在纸面内从a点垂直于b射入短场。 辞级 这些敕子有各种速率。已知ab一(d一2江，一de一L,【e程子的 黄量为2，电荷量为2g,不计粒于之间的相互作用。在营场中运动 时间最长的粒予，其运动速率为 姓名 A.3gBI. B.10gBL 8m 五，如图所示，一直角三角形边界匀强陆场磁感应强度为B,其中4=2d。 得分 =点有一发射带正电粒子的粒子，粒子以不同率沿不同方向 进人感场，粒子比荷为：，不计粒子重力及粒子之间的相互作用，则粒子 在磁场中运动的最长时间为 A.3B B38 C.AEB D.2B 6,知图所示，水平放置的挡板上方有垂直于纸面向里的匀强意 场，带电粒子a兵直于挡板从板上的小孔。财入意场，另一 带电子b垂直于随斯且与挡板成8角射人磁场，、b初速度 大小相等，两粒子恰好都打在板上同一点P(图中未标出)，不 计重力，下列说法正确的是 A.a,b的电性相反 压a,b在磁场中的运动时间可能相同 C若P在点左，周n,b的比荷之比为im91 D.若P在O点右侧，则a.b的比蒋之比为1·0 ,如图所示，半径为R的形区域内有一方向垂直干纸面向里的匀离 磁场，W、PQ是相互垂直的两茅直轻。两黄量相等且带等量异种 电莓的粒子从M点完后以相同率射人畅其中粒子甲沿MN 射人，从Q点尉出题场，粒子乙沿纸而与MN方向成30角射人，两 粒子同时射出藏场。不计粒子重力及两粒子间的相互作用，别两粒子 财人磁场的时同阿隔为 R D 2nR 8,在炫面上方空间存在方向垂直于纸面向外，感速应面度大小为B的水 平方向匀强感场，一电衙量为十质量为m一的带电小球以水平： 初速度%水平向右抛出，运动航连如图历示。已知重力知违度为，· 下列说法正绳的是 A小球水平荒出时的加速度大小为2g A小球运动到物迹的最低点时的速度大小为 C,小球运动别轨差的最低点时的加速度大小为2g 小球在整直面内运动线迹的最高点与最纸点的高度差 2g ,如图所示，长方体空间区域内存在匀函感场（包括边界），方向平行 于O上平面且与：箱负方向成0=30“，婚螺应强度大小为B,长 方体x方向长为2红，y轴方向足够长，：伯方向高为2红。一则 量为m,电荷量为Q的带正电较子从：轴上的点40,0,2红》沿王 轴正方向进人匀强碱场，速度大个为山一 ,不计粒子重力。 下列说达正确的是 蹈密在 单元过关检测（十二）物理第2页（共4页} A.数子在磁场中做匀速图周运动的轨蓬半径为2L 我粒子会经过x轴上的点e(2L.0.0) C若粒子进人酷场的建度大小为26，则粒子穿出赋畅的点的y生标为23L D若粒子选人猫%的速度大小为，测发子在酷场中运动的时间为器 10.一种圆柱形粒子探测装置的横蕉面如图所示，内圆区域内有 毛直于纸面向里的匀堡藏场，外周是深腾器，AB和PM分别为 内图的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射人 赋场。粒子1经陆场偏并后打在探测器上的Q点，粒子2经延 场偏转后从造场边界C点离开，最后打在探测器上的N点 P℃阴覆恰好为内圆同长的三分之一，较予2在磁场中运动的 时间为。装置内部为直空状吉，忽席乾子所受重力及粒子可 0称日 相亚作用力。下列说法正确的是 A.?子1一定带正电 我若两粒子的比背相阿，明粒子1的入射速率小于粒子2的人射递率 C若仅成小粒子2的人速率，则粒子2在磁场中的运动到阿增加 若皮变粒子之人时方向，速半变为原未的2百，则粒子2在赋场中运动的最长时阿 二，非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(6分)知图所示，S为坐标原点处的离子源，MN为平行y轴足够长的荧光屏，5到 MN的陌离为L,N左侧区城有范围足够大的匀强磁场，延场的蓝银应强度大小为 B,方向悉直于纸面向里，某时创离子源S沿平行纸而各个方向均匀地发出大量的质 量为m,电得量为，速率为的正离子，不计离子受到的重办，不考虑离子之间的相 互作用力。求， (1)离子从发出列打中荧光屏的最短时间和最长时间： (2)离子打中荧光屏的长度及意围。 2.8分)如图新示，在一L红0,06L的区城Oc中，存在沿y轴编方向的匀W 电场，电场的周围分布着垂直于纸而向里的匀强蓝场。一个带负电的粒子以速度口 从原点O沿x销负方向法人电场，由d点飞出电场，进入藏场后恰好经过b点。已知 粒子的质量为m,电荷量为一《：d点为x的三等分点，不计粒子的重力。求： 《1)句强电场的电场强度大小： (2)匀绳磁场的磁感应强度大小。 IA 单元过关检测（十二】输理第3页共4西） 衡水真 13.(10分)2023年10月25目，“神舟十七号“航天员顺利弃赴“天宫.为防止字宙间各种 高能粒子对在轨航天员造成的危害，研料出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防 护模数装置，装置截面图如图所示，以O点为圆心的内明，外国半轻分别为R,√3R,区 转中的危险区内有垂直于纸面向外的匀磁场，外圆为绝缘薄板，外到的左侧有两块 平行金属薄板，其右板与外保相切，在切点处开有一小孔C。一面量为用，电荷量为 十？，不计重力的槽电粒子从左板内侧的A点由静止释放，两板间电压为心，粒子经电 局速后从C点沿)方向射人磁居，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞 后原速反弹。求： (1)粒子道过C点时的速度大小▣： (2)磁感应强度的大小君： (3》粒子从离开电扬到次返回电场所需的时间， 14,(13分)如图所示，一质量为规、带负电荷粒子的电荷量为，不计重力的带电腔子从x 轴上的P点以违度▣沿与十：伯成60“的方向射入第一象限内的匀强融场中，恰好垂 直于y轴财出第一象限。已知OP一a, 《1)求匀政场的遗感应程度B的大小： 1: (2让大量这种带电救子同时从x抽上的P点以速度v沿与x轴正 方向成0一]80的方向年直于酷场射入第一象限内.求y维上有 带电粒子穿过的区城柜圆仁带电粒子在篮場中运动的最长时间。 1点，(17分)如图甲所示，在Oy平面的第一象限内存在周期性变化的班畅，规定磁场垂直 于纸面向内的方向为正，造感应翼度B随时间1的变化规律如图乙所录。质量为m 电薪量为十？的靓子，在一0时刻沿x轴正方间从坐标原点O射人置场。图乙中T 为未知量，不升粒子的重力(sin37”=Q.6,c037-08). 1D若粒子射人磁场时的速度为，求心一二T。时间内粒子敏匀速圈周运动的轻， (2若粒子恰好不能从y箱解出磁场，求磁5应强度变化的周期T,: (3)若使粒子能从垒标为(d,3d)的D点平行于Ox轴射出，求财人融场时速度大小。 -2 蹈密在 单元过关检测（十二）物理第4页（共4面}·物理· 参考答案及解析 丝两边的比例关系不变，则对实验结果无影响。 小方便控制电路，故滑动变阻器应选择R1。 13.(1)9.500(2)Ⅱ2.1(3)偏大 (2)设电压表满偏时电压为U,则电压表半偏 (4)3×10-3 时，电阻箱两城也压为号则有品R,一号可 U 【解析】(1)螺旋测微器的读数为9.5mm十0.0X 0.01mm=9.500mm. 得电压表内阻为Rv=R。 (2)在步骤①中，由闭合电路欧姆定律有E= (3)校准表与改装表并联，校准过程中，如果改 1R+),整理可得R+拒在步豫②中， 装表示数总是略小于标准表，测改装表分流较 小，根据并联分流的特点可知，霄要将电阻箱阻 由闭合电路欧姆定律有E=R十（贷+）， 值调小：由题高有是2(Rv十850)=28， 整理可得行一ER, 广R:十工R+,对比以上结果可 3(Rv+R)=3.0,联立可得R=9180Q. Ry 知，步廉①时应的图线应为Ⅱ，由因线Ⅱ及号 15.(1)1.40(2)2.50.75(3) 款+巨可将日-2贸巨-067，解得电添 【解析】(1)电流表的示数为I=1.40A。 E 内阻r=2.12。 (②)闭合电路的欧姆定律得I一R千，变形得 (3)若考虑电流表内阻的影响，则步骤①中，由 +后，因像的斜率为 1R 1_0.7-0.3 1.0 闭合电路欧姆定体有}-R十士，即电源 0.4,解得电池的电动势为E=2.5V,图像的纵 内阻测量值r。=r县十rA,故测量值相对真实 值偏大。 我距为E=0,3,解得内胆为r=0.750。 (3)由于不能忽略电流表和电压表的内阻，当 (④)在R图像中，设a1=1.1,a:=2.1,b= E Q67,利由图限及启R+管}欲R+ S接1,2时分别有I一RA十R十7，E=U+ +)，对两式文形可得}-是 巨可得尺，一。，则材料电阻来为口 RA十r1r,1 1 r 1 maid:D EE·十E+尽·,由上速解 4亿a,-a),代入数据计算得p=3X103n·m 1 14.(1)R1(2)R。(3)小9180 所式得品-巨-可得会怎 【解析】(1)滑动变阻器分压式接入电路，阻值 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、选择题 运动到a点，由左手定则可知，粒子带正电，D 1.D【解析】穿过铅板后，粒子的速度变小，由洛 正确。 伦按力提供向心力如B=m号，解得，一眉可 2.D【解析】由左手定则可知，a、b导线受到的安 培力大小相等、方向相反，A错误：由左手定则可 知速度变小，粒子做圆周运动的半径也变小，所 知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培 以粒子由铅板的下方进入铅板的上方，故由b,点 力向下，线图按顺时针方向（正视）转动，B错误： 3 1A 衡水真题密卷 单元过关检测 换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数，会使得在相 圆周运动的路程小于b粒子的路程，a、b两粒子 同电流情况下线图所受安培力增大，电流表的量 的速度相等，根据1一三可知，a粒子的运动时间 程减小，C错误，D正确。 3.C【解析】小球整直方向只受重力，做自由落体 小于b粒子：当两粒子都带负电时，两粒子的运动 运动，则有v=g,水平方向根据受力平衡可得， 轨迹如图乙所示，P点在O,点的右侧，根据几何 圆管对小球的弹力大小为FN=qB=qBgt,可 知识有R:R。=sin0:1,则9：=1 知圆管对小球的弹力大小随时间逐渐增大，由于 m,mn0根 【t图像的切线斜率表示弹力大小，则I-t图像 据图形可知，该种情况下a粒子做圆周运动的路 切线斜率应逐渐增大，A、B错误；水平方向根据 程大于b粒子的路程，所以a粒子的运动时间大 受力平衡可得，图管对小球的弹力大小为FN 于b粒子，D正确，B、C错误。 XXX XxX quB,圈管对小球的冲量为I=quB1=qBgt2,又 XX 由h=2g2可得1=2gB跳，可知1h图像为- 条过原点的倾斜直线，C正确，D错误。 右 4.D【解析】设粒子的运动轨迹过bcde上的某一 甲 点g,O为粒子做圆周运动轨迹的围心，当 ∠Oag最大时，粒子运动轨迹对应的圆心角最 大，粒子运动时间最长，由几何关系可知当点 XX 与g点重合时，粒子运动时间最长，如图所示，设 运动半径为R,则有(2L一R)2+L2=R,解得 R=L,已树He粒子的质量为3m,电荷量为 乙 2g,其在磁场中做匀速圆周运动，有2qB 7.B【解析】O1是粒子甲运动轨迹的圆心，由题 3n反解得e- 意可知，四边形OQO1M是正方形，所以甲乙运 ,D正确。 6m 动轨迹的半径均为R,甲的运动轨迹的圆心角为 9 2。而粒子乙往左偏转飞出磁场，它的圆心角为 d 22om_o_ 5.B【解析】粒子从c点沿bc方向射入，从ac边 3。 甲运动的时间为t1= 2πqgB 29-2元，乙 射出，由几何关系可知，粒子转过120°，粒子在磁 1 场中运动的录长时网为：一需×霜一品B 运动的时间为t?= 2πqB3gB3z ,因为两 正确。 粒子同时射出磁场，所以两粒子射入磁场的时间 6.D【解析】根据题意可知，两粒子在磁场中的偏 πR_R_R 间隔为=4一4一20一3一60，B正确。 转方向相同，所以根据左手定则可知，两粒子的 W 电性相同，A错误：今两粒子都带正电，粒子的运 动轨迹如图甲所示，P点在，点的左侧，根据几 v 何知识有R,:R。=sin0:1,因为qB=mR, 所以粒子微国同运动的半径为R一霜，则品： 0 s0:根据图形可知，该种情况下a粒子微 9=1 8.BD【解析】将小球的速度分解为一个水平向 1A 4 ·物理· 参考答案及解析 左，大小-受的分选度和一个水平向右，大小 ↑2 -2,的分逸度：由于R,-79p,B=mg(与 3/ 609 重力平衡)，可知小球的运动可以看成是以速率 1向左的匀速直线运动和以速奉2的匀速圆 周运动的合运动，故小球在运动轨迹的最低，点时 的速度大小为v=01十v2=2w0,B正确：小球在 轨迹最低点时的加速度大小为a= 9·2wB-mg=3g,C错误；由9mB=2mg,可 2 2 得小球水平抛出时的加速度大小为a= 4L 30 d B十8=3g,A错误：由于洛伦兹力不微功， 30° 小球从运动轨迹的最高点运动到最低，点的过程， 满足机核能守恒，则有2m,2十mg 1 2mo2, 乙 解得h=3 2g ，D正确。 10.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 9.AD【解析】粒子进入磁场时，速度大小为。= 粒子在磁场中做固周运动所需的向心力qB一 29BL且与磁场垂直，由洛伦教力提供向心力有 m m号，可得一器由题国可知粒子1造动的 半径小于粒子2运动的半径，若两粒子的比荷 B一m。,则其轨迹半径为R一g=2L,A gB 相同，则粒子1的入射速率小于粒子2的入射 正确；匀强磁场方向平行于Oz平面且与：轴 速率，B正确；若仅减小粒子2的入射速率，则 负方向成30°角，粒子沿x轴正方向进入匀强磁 粒子2运动半径减小，从磁场射出时，轨迹所对 场，根据左手定则可以判断粒子的轨迹平面为平 应的圆心角增大，粒子2在磁场中的运动时间 面abcd,如图甲所示，粒子不会与x轴相交，B 错误；若进入磁场的速度大小为2。，则其轨迹 为一是-县·需器故法收成小粗子 2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间 半径为R'_m:2=4L,其中d点刚好为粒子 gB 增加，C正确；PC圆孤恰好为内圆周长的三分 在磁场中做匀速圆周运动的圆心，其运动轨迹与 之一，如图甲所示，则粒子2在磁场中轨迹所对 bc边相交于P点，如图乙所示，则cP=2√3L, 应的圆心角为a=180°-360 =60°，设内圆半 ce=23L,ch=3L,he =ce-ch =(23-3) 径为R,根据几何关系，粒子2在磁场中运动半 L,所以粒子穿出磁场的点的y坐标为(23 径为”=R =R,开始粒子2在磁场中 3)L,C错误；设轨迹的圆心角为0，则sin0= tan 2 路-张-2，则圆心角0=30，所以粒子在磁 运动时间为1一受T测粒子2连率变为愿 场中运动的时间为1一器T最×细 30° 来的23，此时粒子2在磁场中运动半径为 6gBD正确。 2 r= 31=2R,根据几何关系，当粒子2的轨 ·5 1A 衡水真题密卷 单元过关检测 迹对应的弦为直径PM时，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 12.a)mw, (23 gL B=60°，速度改变后，粒子2在磁场中运动的最 【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 长时间为二T一 =t,D错误。 3gB L=vot 13 1 2R 32l=2at 2R Eg=ma .2R M 联立解得E=m qL 甲 二、非选择题 11.(1) 31 3gB 2gB (2)(√3+1)L 范围为 [-3L,L] 【解析】(1)根据qB=m, 可得离子在磁场中运动的轨迹半径r一L (2)粒子飞出电场时速度为，与竖直方向夹角 离子的运动轨迹对应的弦长最短时，离子的运 动时间最短，即离子的运动轨迹恰好经过P 为0，根据动能动能定理，有山·号·受弘 点，如图甲所示，离子在磁场中做完整的圆周运 1 动的周期T=2mm aB 解得v=√2v 根据几何关系可知，轨迹对应的圆心角为60°， 能打中荧光所的最短时同幻看一品 sin 0=Yo2 v 2 解得0=45 离子速度为1时从下侧回旋，刚好和边界相 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,根据 切，离子速度为V2时从上侧回旋，刚好和上边 界相切，离子的运动轨迹如图乙所示，离子打中 几何关系有血9-号， 270° 3xm 荧光屏的最长时间t2-一360T-20B 条得- M 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供 向心力，有Bg=mT 解得B=2m L U 13.1)m 、12m0 甲 乙 丙 (2)q 2R 【解析】(1)粒子从A点运动到C点，根据动能 (2)离子打中荧光屏范围的总长度为图丙中 1 AB的长度，由几何关系可知打中荧光的宽 定理得gU=2mu 度|AB|=2rcos30°+L=(3+1)L /2qU 离子打中荧光屏的范围为[一√3L,L]. 解得v一入√m 1A 6 ·物理· 参考答案及解析 (2)设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r, 如图所示，由几何关系得 (3R)+x2=(r+R)2 解得r=R 由牛领第二定律得q0B=m 。” ··人60 60 1/2mU P 解得B=RNq 甲 (2)粒子从y轴上OA之间射出，设A点纵坐 标为yA,PA为轨迹圆的直径，如图乙所示，由 几何关系得 ya2十a2=(2r)2 解得ya=y3细a 3 哈风 可知y轴上有带电粒子穿过的区域范围为0≤ (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 沿十x方向出发的粒子在磁场中运动时间最 解得0-2 长，设该时间为，轨迹对应的圆心角设为π十 3 α，如图丙所示，由几何关系得 粒子在磁场中运动的周期为T=2xm rsin a=a qB 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时 解得a-号 阅为1=写 则有4m=.T= +登.2延-8 解件=专R 2π 2π 9v 2m V 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 返回电场所需的时间t感=6t=2元R 2m √gU 14.(Q)y3mu 2ga (2)0≤y≤√39a83a 3 9v 【解析】(1)粒子运动轨迹半径设为r,如图甲 丙 所示，根据几何关系可得 rsin60°=a 15.(1) (2) 143xm 3gB。 216Bo9 （3)45B92(m=1, 5nm 解得r-2 2,3,…) 3 a 【解析】(1)根据洛伦兹力提供向心力得 由洛伦兹力提供向心力可得quB=m qw·3B。=m7 解得B=3mu 解得r1一3gB0 mvo 2ga ·7 1A 衡水真题密卷 单元过关检测 (2)要使粒子恰好不从y轴射出，轨迹如图甲 (3)要想使粒子经过D,点且平行Ox轴射出，则 所示，在前号工，内的运动半径为r mvo 粒子只能从nT。时刻经过D点，（其中n=1, 3gBo 2,3,…),则轨迹如图乙所示，设粒子射入磁场 mvo 在后T。内的运动半径r1=20B。 的速度为，由(2)可得r=2 3 由几何关系知sin0= -=0.6 由几何关系可知n(2r1c0s30°+2r2cos30)=2d r1十r 解得0=37 又qw·3B。=m 0。~号，粒子微圈用运动的月期T- 解得v 43Boqd 3qB。 (n=1,2,3,…)。 则180°-37° Snm 2 360T=5T。 ' D D 解得磁感应强度变化周期T。一216B69 143πm 甲 2024一2025学年度单元过关检测（十三）物理·带电粒子在组合场、 复合场中的运动 一、选择题 1.B【解析】根据题意，电子从左向右进入速度选 顿第二定律得B=m号，解得是= mB,,根据上 择器，所受静电力竖直向上，而根据左手定则可 式，正、负粒子的比荷一定相同，A错误；根据qB= 知，所受洛伦兹力竖直向下，静电力与洛伦兹力 平衡，有Ee=Bev,因此电子才能沿虚线做匀速 n号，E-m,解得E-号·寻·gBr, 直线运动，而当质子从左向右进入速度选择器， 感应强度B一定时，比荷相同的粒子，电荷量大 所受静电力竖直向下，而根据左手定则可知，所 的粒子进入磁场时动能大，B正确；根据9U 受洛伦滋力竖直向上，满足Ee=Bev,其静电力 与洛伦兹力方向相反，能够达到平衡状态，可以 2元2.B=四，解得B=1②n 1 ,加速电 r g 在速度选择器中做匀速直线运动，故A不符合 压U一定时，粒子的比荷越大，磁感应强度B越 题意：而当质子从右向左进入速度选择器，所受 小，C错误；对于给定的正、负粒子，粒子从静止 静电力竖直向下，而根据左手定则可知，所受洛 到碰撞运动的时间变短，空腔轨道不变，则过程 伦兹力也竖直向下，不能达到平衡状态，因此不能 时间变短是由粒子的速度口变大引起的，根据 沿虚线运动，故B符合题意；由于中子不带电，进 gU=之02，解得 2qU ,当速度口变大，根 入速度选择器中既不受静电力也不受洛伦兹力， 因此可以沿虚线运动，故C,D不符合题意。 据粒子在磁场的圆周运动的半径关系式得= 2.B【解折】根据动能定理得gU-方m,格据牛 B,可知磁场B也变大。综上所迷，可能是由 m 1A ·8