(12)带电粒子在复合场中的运动-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习单元检测卷（Y）

高三一轮复习单元检测卷/物理 (十二)带电粒子在复合场中的运动 (考试时间75分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符 合题目要求的) 1.如图所示为某款电磁流量计，它是利用磁场对电荷的作用测出流过 磁场线匿 容器液体的流量，液体内含有大量正、负离子（不计重力），从容器右 侧流入、左侧流出，A、B两电极间便产生电压。若竖直向下的匀强 电极B 磁场、流速与两电极连线的方向三者相互垂直，下列说法正确的是 A.正、负离子在测量通道中所受的洛伦兹力和电场力平衡 液体 B.离子受到竖直向下的洛伦兹力 测量管路 C.电极A端的电势比电极B端的电势低 电极A 管路内径 D.负离子与正离子所受的洛伦兹力方向相同 2.微量振荡天平法是测量大气颗粒物质量的主流方法之一，如图所示为微量振荡天平的原理简化 图。气流穿过滤膜后，颗粒物附着在滤膜上，使锥形振荡管的整体质量增加，从而改变其固有频 率；起振器从低频到高频振动，根据霍尔元件α、b端输出的电信号 气■ 可以测量出锥形振荡管与起振器的共振频率，进而推测出滤膜上 流人滤膜 的颗粒物质量，不计霍尔元件中载流子的重力，下列说法正确的是 霍尔元 A.锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的α、b端输出的电流方向会 固定在管 改变 上的磁体 B.锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的α、b端输出交流信号 锥形振荡管 C.霍尔元件中的载流子为电子时，a端带正电 起振器（左右振动） D.在磁铁靠近霍尔元件的过程中，a、b端输出的电压增大 3.广东省超级足球联赛将以主客场的方式在2024年9月至2025年1月举行。假设比赛中运动员 把质量为500g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度为10m,在最 高点的速度大小为20m/s,已知重力加速度g=10m/s2,不考虑空气阻力，估算出运动员踢球时 对足球做的功为 A.50J B.100J C.150J D.200J 4.2024深圳国际先进陶瓷展览会在深圳国际会展中心（宝安新馆）举办。如图所示 为生产的简化工作台，在绕盘心O的竖直轴匀速转动的水平盘上，沿半径方向放 着用细线相连的质量相等的两个陶瓷物A和B,它们与盘面间的动摩擦因数相 同，当转速刚好使两陶瓷物滑动时，烧断细线，则两陶瓷物的运动情况是 68g A.两陶瓷物均沿切线方向滑动 B.两陶瓷物均沿半径方向滑动，离盘心越来越远 C.两陶瓷物仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动 D.陶瓷物B仍随圆盘一起做圆周运动，陶瓷物A发生滑动 5.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电 子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子的速度大小和磁场强弱可励磁线圈 分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节（电流越大，磁场（前后各一个） 越强)，下列说法正确的是 玻璃泡 A.若仅增大励磁线圈中的电流，电子束径迹的半径将变大 电子枪 B.若仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径将变大 C.若仅增大励磁线圈中的电流，电子做圆周运动的周期将变大 D.若仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 6.如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从左侧小孔M进人电场强度大小 为E、磁感应强度大小为B(未知)的速度选择器区域中不偏转，紧接着从右侧小孔N进人方向垂 直于纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域，偏转半径为R,则速度选择器区域中磁感 应强度的大小B1为 0+ mE A.2qRBa B.2mE 2gRB ××× C需 D 2mE 0- gRB, 7.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电的滑块，桌面右侧存在由匀强电场和 匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为H。电场强度大小为E、方向 竖直向上，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，重力加速度为g,带电滑块的比荷为 是。现给滑块一个向右的初速度，使之离开桌边缘立刻进入复合场运动，已知滑块从下边界斜向 右下射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为60°，下列说法正确的是 A.滑块在复合场中运动的时间为πE 3gB B.滑块的初速度大小为SHgB ● 3E C.滑块在复合场中运动的路程为 πH 60 D,滑块在复合场中运动的加速度大小为2BgH E2 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题 目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.图甲为回旋加速器的工作原理示意图；图乙为霍尔效应板的结构示意图；图丙为研究安培力方向 与磁场方向的关系演示图；图丁为速度选择器的原理示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀 速通过速度选择器，下列说法错误的是 接交流电源U 甲 乙 丙 A.图甲中，电场进行偏转，磁场进行加速 B.图乙中，稳定时M、N两点电势的关系与导电粒子的电性有关 C.图丙中，实验表明通电导线所受的安培力方向与磁场方向平行 D.图丁中，带电粒子能够从N点向M点沿直线匀速通过速度选择器 9.一根轻绳一端系一小球P,另一端系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和小球P之间夹有一长 0 方体物块Q,如图所示，在小球P、物块Q均处于静止状态的情况下，下列说法正确的是 A.物块Q受3个力 B.小球P受4个力 C.若O点下移，物块Q(仍然静止)受到的静摩擦力将增大 D.若O点上移，绳子的拉力将变小 10.如图所示，长方体OMPQ一OM1PQ1所在空间存在着与MO1方向平行的匀强磁场，一粒子源 无初速度地释放一质量为m、带电量为十q的粒子，经电压U加速后，从O点沿OQ方向射人磁 场区域，并从P:点离开磁场区域。已知长方体OM、OO1边的长度均为d,OQ的长度为3d,不 计粒子的重力及相互作用力，下列说法正确的是 一轮复习单元检测卷十二 物理第2页（共4页） 回 A.粒子进人磁场区域的初速度大小为。 2qU 以磁感应强度大小为品√受 ImU 粒子源可 C.若减少加速电压U,粒子可能从M1点射出 D.若增加加速电压U,粒子可能从M1P1边的中点射出 0 班级 姓名」 分数 题号 4 7 9 10 答案 三、非选择题（本题共5小题，共57分。请按要求完成下列各题）》 11.(6分)某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖 直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮 光片，其宽度为d,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度ω。已知滑块的旋转半径为R, 每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 (1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△，则角速度 光电门 w= 力传感器 (2)以F为纵坐标，以 (填△“”或 △t ”)为横坐标 滑块 可在坐标纸中描出数据点作一条直线。 (3)该小组验证(2)中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操 作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比偏小，主要原因是 12.(10分)学生实验小组要测量量程为0~3V的电压表V的内阻Rv。可选用的器材有：多用电 表，电源E(电动势为5V),电压表V1(量程为0~5V,内阻约为3k2),定值电阻R。(阻值为 8002),滑动变阻器R1(最大阻值为502)，滑动变阻器R2(最大阻值为5k),开关S,导线 若干。 2015 10 5040 30 3 500 、100 ''TTTTTTTTTTTTTD 100 15 0 50 20 0 200 9 Ro 10 40 8 250 0 0 nmm///2 2 00.5 2.5 50002/ A-V-O 250027 年 (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操 作顺序排列)。 A.将红、黑表笔短接 B.调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 (填“正极、负极”或“负极、正极”)相连， 欧姆表的指针位置如图甲中的虚线I所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”“×100”或“×1k”)位置，重新调节后测量，得到指针位置如图甲中实线Ⅱ所 示，则粗测得到的该电压表内阻为 kΩ（结果保留一位小数）。 (2)为了提高测量精度，他们设计了如图乙所示的电路，其中滑动变阻器应选 (填“R”或 “R2”),闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。 (3)闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电压表V1、待测电压表的示数分别为U1、 U,则待测电压表内阻Rv= (用U1、U和R。表示)。 物理第3页（共4页）】 衡水金卷·先享题·高三 (4)测量得到U1=4.20V,U=2.78V,则待测电压表内阻Rv≈ k2(结果保留三位有效 数字)。 13.(12分)利用带电粒子在电场和磁场中受力偏转的原理，可以测定带电粒子的荷质比。如图所 示，在长度为L、相距为d的平行金属板M、N间有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的 匀强磁场。某带电粒子以初速度（未知）沿平行板中轴线射人两板间，测得粒子离开磁场时，速 度的偏转角为，然后在两板间加上电压U,板间形成匀强电场，仍以初速度。射人的该带电粒 子将不发生偏转，沿中轴线通过磁场。不计粒子的重力，求： (1)初速度的大小； (2)带电粒子的荷质比9」 。6· B L 14.(14分)“路亚”是一种钓鱼方法，用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端，然后用力 将鱼饵甩向远处。如图所示，钓鱼爱好者在α位置开始甩竿，鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼 线，鱼饵被水平抛出，最后落在距b水平距离s=16m的水面上。开始甩竿时鱼竿与竖直方向成 53°角，鱼饵的质量m=0.02kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动，且O点离水面的 高度h=1.6m、到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6m。鱼饵从b点抛出后，忽略鱼线对其作用力和 空气阻力，已知重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： (1)鱼饵在b点抛出时的速度大小； (2)释放鱼线前，鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向； (3)从a点到b点的甩竿过程，鱼竿对鱼饵做的功W。 539 鱼线 777 77777 15.(15分)如图所示，在xOy平面内有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于a、b、c三点和a'、 b'、c'三点，其中圆弧a'b'c'的半径为R,两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向 由原点O向外辐射，其间的电势差为U,圆弧a'b'c'上方圆周外区域存在着上边界为y=2R的垂 直纸面向里的足够大的匀强磁场，圆弧abc内无电场和磁场，O点处有一粒子源，在xOy平面内 向x轴上方各个方向射出质量为、电荷量为q的带正电粒子，带电粒子射出时的速度大小均为 二，被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用力，不考虑 粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。 (1)求粒子被电场加速后的速度大小； (2)要有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值B。; (3)求在(2)情况下粒子在磁场中运动的时间。 a'a CC 一轮复习单元检测卷十二 物理第4页（共4页） 回高三一轮复习Y ·物理· 高三一轮复习单元检测卷/物理（十二） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： ,理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ② ③④ 档次 系数 1 单项选择题 4 洛伦兹力和静电力、电磁流量计 易 0.80 2 单项选择题 4 霍尔效应的原理 易 0.80 单项选择题 4 动能、功、动能定理 中 0.70 4 单项选择题 4 圆周运动、向心力 中 0.70 5 单项选择题 4 洛伦兹力演示仪 中 0.70 6 单项选择题 4 速度选择器 中 0.70 7 单项选择题 4 带电体在复合场中的运动 / 难 0.55 霍尔效应、回旋加速器、速度选 8 多项选择题 5 中 0.75 择器 9 多项选择题 相互作用、共点力的平衡 中 0.65 10 多项选择题 带电粒子在组合场中的运动 快 0.55 11 非选择题 验证向心力的表达式 中 0.75 12 非选择题 测量电压表的内阻、练习使用多 10 中 0.65 用电表 带电粒子在电场和磁场中的 13 非选择题 12 中 0.75 运动 14 非选择题 14 平抛运动的规律、动能定理 中 0.65 15 非选择题 15 带电粒子在组合场中的运动 难 0.55 a 季考答案及解析 一、单项选择题 比电极B端的电势高，B、C项错误：负离子与正离子 1.A【解析】正、负离子在测量通道中所受的洛伦兹力 所受的洛伦兹力方向相反，D项错误。 和电场力平衡，A项正确：由左手定则可知正离子向 2.D【解析】锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的a、b 电极A运动，负离子向电极B运动，电极A端的电势 端输出的电流方向不会改变，会输出直流信号，A、B ·51· ·物理· 参考答案及解析 项错误；磁场方向向左，电子运动方向与电流方向相 反，根据左手定则可知α端带负电，C项错误；根据平 衡关系可知mB=:号，可得U=Bd,由此可知在酸 铁靠近霍尔元件的过程中，磁场的磁感应强度增大， 60 则a、b端输出的电压增大，D项正确。 3.C【解析】运动员踢球时对足球做的功W等于足球 获得的初动能E1,即W=Ek1;足球上升时重力做的 功等于动能的变化量，设上升到最高点时的动能为 根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为60°，此时 E2,则有一mgh=Ek2一Ek1,联立解得W=Ek=Ee 十mgh=150J,C项正确。 滑块在复合场中运动的时间=品T=专×贸 4,D【解析】当两陶瓷物刚好相对圆盘发生滑动时，对 ,A项错误：根据儿何知识可得其轨迹半径R=日 陶瓷物A有T十ng=wrn,对陶瓷物B有mg T=1wr,根据w=2πn可知转速与角速度成正比， 2H,设滑块的初速度大小为，则根据洛伦滋力提供 当细线烧断瞬间，角速度不变，对陶瓷物A可知摩擦 向心力有B=m只解得。=2，B项错误：滑 E 力小于此时所需的向心力，所以陶瓷物A发生滑动， 但不沿切线方向：对陶瓷物B,可知此时由静摩擦力 块运动的路程：=需×2R=号，C项结误：滑块 提供所需的向心力，所以陶瓷物B仍然相对圆盘静 止，A、B、C项错误，D项正确。 的加速度大小a-员-2卫，D项正确。 E 5.B【解析】电子在加速电场中加速，由动能定理有 二、多项选择题 eU=1 m6,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛 8,ACD【解析】图甲中，回旋加速器是利用电场进行 加速，磁场进行偏转，A项错误：图乙中，霍尔元件中 伦兹力提供向心力，则有B=m,解得r=m四 的载流子若为正电荷，由左手定则可知正电荷向N eB 端偏转，则有Pv>PM;若载流子为负电荷，则负电荷 =√受，若仅增大磁线圈中的电流，篮感应强 向N端偏转，则有v<9M,B项正确；图丙中，研究 度B增大，电子束径迹的半径将变小，若仅提高电子 安培力方向与磁场方向的关系演示实验，表明通电导 枪的加速电压U,电子束径迹的半径将变大，A项错 线所受的安培力方向一定与磁场方向垂直，C项错 误，B项正确，电子做圆周运动的周期T=2 误；图丁中，根据左手定则和带电粒子在电场中受力， 可知带电粒子（不计重力）必须从M点向N点沿直 帮，若仅增大励磁线圈中的电流，磁感应强度B增 线匀速通过速度选择器，D项错误。 9.BD【解析】对小球P和物块Q进行受力分析可知， 大，电子做圆周运动的周期将变小，若仅提高电子枪 物块Q受重力、墙壁的弹力、小球P对物块Q的弹 的加速电压，电子做圆周运动的周期将不变，C、D项 力、小球P对物块Q的摩擦力，小球P受重力、绳子 错误。 的拉力、物块Q对小球P的弹力、物块Q对小球P的 6.C【解析】由于正离子在速度选择器里不发生偏转， 摩擦力，A项错误，B项正确：分析物块Q的受力情况 则所受的电场力和洛伦兹力平衡有qE=gBv,可得 可知，若O点下移，物块Q处于静止状态，其受到的 一吉：当从右小孔N适人方向垂直于纸面向外、 静摩擦力仍等于重力，不变，C项错误；对小球P进行 受力分析可知，若O点上移，绳子的拉力将变小，D项 磁感应强度大小为B:的匀强磁场区域时，根据洛伦 正确。 兹力提供向心力有qB=m尺，则速度选择器区域 10,ABC【解析】粒子在电场中被加速，则有Ug= 中磁感应强度的大小B,=mE 1 gRB,C项正确。 mv,解得进入磁场区域的初速度大小口 7.D【解析】带电滑块的比荷为是，则有g=mg,滑 2gD,A项正确：进入磁场后粒子在平面OMPQ 块所受的合力为洛伦兹力，所以滑块在复合场中做匀 内做匀速圆周运动，则有r2=(W3d)2十(r一√2d)2, 速圆周运动，射出时的速度方向与下边界的夹角为 60°，则滑块的运动轨迹如图所示： 又Bu=m号，解得磁感应强度的大小B= ·52· 高三一轮复习Y ·物理· 4、,B项正确：若减少加速电压U,粒子射入 针位置如图甲中实线Ⅱ所示，读出刻度值为16，则 5aq 粗测得到的该电压表内阻为16×100Ω=1600Ω= 磁场时的速度减小，运动半径减小，则粒子可能从 1.6k2。 M点射出，C项正确：若增加加速电压U,粒子射入 (2)图乙所示的电路中滑动变阻器采用了分压式接 磁场时的速度变大，运动半径变大，则粒子从QP 法，故滑动变阻器应选最大阻值较小的R;为保护 连线上的某点射出，不可能从MP边的中点射出， 电路闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于α端， D项错误。 这样闭合开关S时，被测电路处于短路状态，起到保 三、非选择题 护作用。 1.142分) (3)电压表V:、待测电压表的示数分别为U1、U,根 据欧姆定律可得通过待测电压表的电流I= (2立2分) U心U,则待测电压表内阻Rv号- R。 (3)滑块与水平杆之间存在静摩擦力(2分) (4)测量得到U1=4.20V,U=2.78V,已知R。= 【解析】(1)遮光片经过光电门时的线速度大小= UR。2.78×800 忌，由线述度大小和角述度大小的关系式可得。 8000,则Rv=-元=.202.780≈15660≈ 1.57k0 景- d 18.品 e72 (2)根据牛顿第二定律可得F=mRu= md2 R4,可知 【解析】(1)粒子不偏转时，受到的电场力与洛伦兹 力平衡，则有Eq=quB (2分) F与二成正比，以F为纵坐标，为横坐标可在坐 1 又E (2分) d 标纸上描出一条直线，斜率为 R U 解得w一亚 (2分) (3)力传感器测量的F是绳子的拉力，而在实际情 (2)两板间只有磁场时，带电粒子做匀速圆周运动， 况中，滑块在做圆周运动时还会受到水平杆对它的 运动轨迹如图所示 静摩擦力，向心力等于绳子拉力F和静摩擦力之 和。因此在滑块与水平杆之间存在静摩擦力的影响 下，力传感器的示数F作为向心力时会比向心力的 理论值偏小。 12.(1)CAB(1分)负极、正极(1分)×100(1分) 1.6(1分) (2)R1(1分)a(1分) u2分) (4)1.57(2分) 【解析】(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻， 首先应选择某一倍率，之后再进行欧姆调零，其操作 方法是将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指 针指向零欧姆刻度处，之后进行测量，故正确操作顺 序为CAB。欧姆表的红表笔连接内部电源的负极、 黑表笔连接内部电源的正极，故红、黑表笔分别与待 设粒子做圆周运动的半径为R,由几何关系得Rsin 0 测电压表的负极、正极相连。欧姆表的指针位置如 二L (2分) 图甲中虚线I所示，可知指针偏角太小，读数过大， 误差较大。由虚线I所示的位置（此时倍率是 由洛伦兹力提供向心力得qB=m (2分) ×10),可知测量值大约在1一2k2之间，故将选择 开关旋转到欧姆挡×100位置，可使指针指在中间 解得9=Usin0 m B'dL (2分) 刻度附近，测量误差较小。重新调节后测量，得到指14.(1)20m/s(2)4.8N,方向竖直向下(3)4,128J ·53· ·物理· 参考答案及解析 【解析】(1)鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线， 粒子垂直上边界射出磁场，则粒子轨迹圆的圆心必 鱼饵被水平抛出 然在上边界线上，且根据几何关系，轨迹圆的圆心到 根据平抛运动的规律可得s= (1分) 坐标原点的距离d满足d2=2+R (1分) 又L+h=之& (2分) 如图所示 y 联立解得t=0.8s,,=20m/s (2分) 0 (2)释放鱼线前，鱼饵在b点，由于，>√gL= + 4 m/s (1分) + + 所以鱼饵受鱼竿作用力的方向竖直向下，根据牛顿 第二定#可得mg十下=加兰 (2分) a 0 解得F=4.8N (2分) 当d=2R时，轨迹圆的半径最小，rn=√3R(1分) (3)从a点到b点的甩竿过程，根据动能定理可得W 一mgL1-cos53)=7n (2分) 此时磁感应强度的最大值B。=m之 2mU 解得鱼竿对鱼饵做的功W=4.128J (2分) (2分) 15.1)√m /6gU 品 (3)粒子在磁场中做圆周运动的周期T=2-2xm gB (2分) 【解析】(1)粒子进入电场，在电场加速的过程中，由 动能定理有gU= (1分) 根据几何关系，图中0=号 (1分) /6gU 解得v=√m (2分) 即粒子在磁场中运动的时间T=专T=服 (2)粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦滋力提供向 R 3 2gU (2分) 2 心力，有qwB=m, (1分) 解得B=m (2分) gr ·54·