2026届高考物理一轮复习专题练习卷 带电粒子在磁场中的运动

2026届高考物理一轮复习专题练习卷 《带电粒子在磁场中的运动》 答案解析 一、单选题：本大题共4小题，共16分 1. 解：A.根据左手定则知粒子带正电，粒子、带负电，A错误； B.粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据  ，可得：  ，粒子的动能 ，则可知三个质量、电荷量相同的带电粒子，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，粒子速率最小，粒子速率最大，即粒子动能最大，向心力最大．故B错误，D正确． D.根据  ，则粒子圆弧转过的圆心角最大，时间最长，选项C错误； 故选D． 2. 解：依题意，画出粒子运动轨迹图。 由几何关系可知，由，可得，正、负粒子的速度大小之比为，则正、负粒子的比荷之比为。 故选A． 3. 解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：，已知，解得，粒子运动的弧长越长，对应的弦长越长，转过的圆心角越大，粒子运动轨迹对应的最大弦长是，此时运动轨迹如图所示： 由几何关系：，解得最大圆心角，粒子运动的周期，则粒子在磁场中运动的最长时间，故B正确。 故选B． 4.解：、粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电，故错误； 、粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在点速率等于在点速率，故错误； 、根据可知，若仅减小磁感应强度，则粒子运动的半径增大，粒子可能从点右侧射出，故正确； 、若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增大，根据可知粒子运动时间可能增加，故错误。 故选：。 二、多选题：本大题共4小题，共24分 5. 解：如图所示，作出带电粒子以方向与成角的速度射入正方形内时，刚好从边射出的轨迹、刚好从边射出的轨迹、从边射出的轨迹和刚好从边射出的轨迹。由从点沿纸面以垂直于边的速度射入正方形内，经过时间后刚好从点射出磁场可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是。由图中几何关系可知，从边射出磁场经历的时间一定小于等于  ；从边射出磁场经历的时间一定大于等于  ，小于等于  ；从边射出磁场经历的时间一定大于等于  ，小于等于  ；从边射出磁场经历的时间一定是  。综上所述，、C正确。 故选AC。 6. 解：A.粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 根据对称关系可知，两圆心连线为的角平分线，所以，可知四边形为正方形，故，由几何关系可得：，，解得：，故A正确 B.根据，解得，B错误； C.粒子在磁场中做圆周运动的周期：，C错误； D.当粒子在磁场中轨迹对应的弦长等于磁场圆的直径时，偏转角最大，运动的时间最长，根据几何关系有，解得，圆心到入射方向所在直线的垂直距离为，D正确 故选AD。 7. 解：A.由左手定则可知粒子刚进入磁场时受到向右的洛伦兹力，故A错误； B.垂直于边射出磁场时，半径为，由可得速度，故B正确； D.由几何关系可知，当运动轨迹与相切时，偏转的圆心角最大为，如图： ； 周期，运动的最长时间，故D正确； C.若粒子从边射出磁场：当运动轨迹与相切时，由几何关系得，解得轨道半径为，此时速度为； 当粒子刚好从点射出磁场时，运动轨迹与相切时，此时轨道半径最小为，此时速度为； 所若粒子从边射出磁场，则，故C错误。 故选BD。 8. 解：若离子由下部分磁场通过点时，如图： 根据几何关系则有：，，可得：， 根据对称性可知出射速度与成角向上，故出射方向与入射方向的夹角为。 当离子从上方磁场通过点时，如图： 因为上下磁感应强度均为，则根据对称性有：，根据洛伦兹力提供向心力有：，可得：， 此时出射方向与入射方向相同，即出射方向与入射方向的夹角为。 故可知正确，错误。 故选。 三、填空题：本大题共3小题，共12分 9. 解：根据左手定则可知，无论自由电荷的电性是正是负，自由电荷的受力方向都沿着轴的负方向，因此产生的霍尔电压也是沿着轴方向； 当自由电荷为负电荷时，负电荷会累积到板上，因此板的电势高。 故答案为：；。 10. 解：两粒子进入磁场后均向下偏转，可知在点，均受到向下的洛伦兹力，由左手定则可知，四指所指的方向与运动方向相反，得知两个粒子均带负电； 带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 变形有 因，、进入磁场的速度相同，电荷量也相同，又在同一磁场运动，所以有 故答案为：负 ： 11. 解：设圆柱形区域为，粒子运动轨迹如图所示 由几何知识可知：， 带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为： 粒子在磁场中做圆周运动的周期： 粒子运动周期与粒子速度无关，粒子在磁场中做圆周运动的周期之后为：；由几何知识可知，粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角：， 粒子在磁场中的运动时间： 粒子的运动时间之比： 故答案为： 四、实验题：本大题共1小题，共6分 12. 解：因为霍尔元件的载流子是电子，所以在霍尔元件中是电子的定向移动形成了电流，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向“”测脚方向，所以“”测脚的电势低，“”测脚的电势高。 螺旋测微器的读数为 将表格中的数据在图中进行描点连线，则其图像如图所示    当霍尔元件中的电路稳定后，对元件中的电子来说，其受到洛伦兹力和电场力，且二力平衡，所以有， 设霍尔元件的宽度为，其横截面积有 其霍尔元件的电压为 整理后有 由图像可知，其未过原点，其可能的原因有：霍尔电流为时，、测脚间存在电势差。、电极不在同一等势面上。由于存在温度差，、测脚间存在温差电动势。 故答案为：（1）   （2） （3）   （4）可能有以下原因：霍尔电流为时，、测脚间存在电势差；、电极不在同一等势面上；由于存在温度差，、测脚间存在温差电动势 五、计算题：本大题共3小题，共42分 13. 解：画出轨迹图如图： ； 在矩形磁场区域，根据几何关系 求得。 根据  解得。 粒子在圆形磁场区域内，根据 解得。 14. 解：在加速电场由动能定理可得：  得    由几何关系可得： 洛伦兹力提供向心力： 解得： 根据周期的定义有： 粒子速度偏转角等于转过的圆心角，所以 答：、板间的电压为； 匀强磁场的磁感应强度为； 电子在磁场中运动的时间为。  15. 解：根据粒子运动的轨迹图有几何关系可得粒子的轨迹半径 设粒子的速度为，由于洛伦兹力提供向心力 解得 由几何关系可知，轨迹所对的圆心角为，又周期  解得 由几何关系可知   由于洛伦兹力提供向心力 联立解得  1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高考物理一轮复习专题练习卷 《带电粒子在磁场中的运动》 （练习时间：60分钟；满分：100分） 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1.如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．、、是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是(    ) A.  粒子带负电 B. 粒子的动能最大 C. 粒子在磁场中运动的时间最长 D. 粒子在磁场中运动时的向心力最大 2.如图所示，直角三角形内包括边界存在垂直于纸面向里的匀强磁场，，，两个带异种电荷的粒子分别沿方向射入磁场，偏向左边的粒子恰好没有从边射出磁场，偏向右边的粒子恰好垂直边射出磁场，忽略粒子重力和粒子间的相互作用。若正、负粒子的速度大小之比为，则正、负粒子的比荷之比为(    ) A. B. C. D. 3.如图所示，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场边界上点有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向均平行于纸面且速度大小相等的带正电的粒子重力不计，已知粒子质量为，电荷量大小为，速度大小为。则粒子在磁场中运动的最长时间为(    ) A. B. C. D. 4.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从点射入，从点射出。下列说法正确的是(    ) A. 粒子带正电 B. 粒子在点速率大于在点速率 C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从点右侧射出 D. 若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形区域内，点是边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从点沿纸面以垂直于边的速度射入正方形内，经过时间后刚好从点射出磁场。现设法使该带电粒子从点沿纸面以与成角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，下列说法中正确的是(    ) A. 若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 B. 若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 C. 若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 D. 若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 6.如图所示，圆心为、半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子离开磁场的速度方向偏转了，不计粒子重力，下列说法正确的是(    ) A. 该粒子在磁场中的运动半径为 B. 该粒子的比荷为 C. 该粒子在磁场中的运动周期为 D. 只改变粒子入射速度的方向，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子在磁场中运动时间最长 7.如图所示，在纸面内两直角边长均为的三角形区域内不含边界有磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带负电粒子从边的中点平行边射入区域，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是(    ) A. 粒子刚进入磁场时受到向左的洛伦兹力 B. 时，带电粒子垂直于边射出磁场 C. 若粒子从边射出磁场，则 D. 若粒子从边射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为 8.在如图所示的平面内，分界线将宽度为的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为，与磁场左右边界垂直。离子源从处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与成角。已知离子比荷为，不计重力。若离子从点射出，设出射方向与入射方向的夹角为，则离子的入射速度和对应角的可能组合为(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 三、填空题：本大题共3小题，共12分。 9.徐老师用实验来探究自行车测速码表用的霍尔元件中自由电荷的电性。如图所示，设方向为轴，沿方向轴通入恒定电流，垂直薄片方向轴加向下的磁场，测得沿          填“”“”或“”轴方向会产生霍尔电压，如果自由电荷为负电荷，则          填“”或“”板电势高。 10.如图所示，和是从点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形轨迹，已知两个粒子带电荷量相同，且，不计重力的影响，则由此可知两粒子均带          电，两粒子的质量之比为          __________。  11.如图所示，在圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子不计重力第一次以速度沿直径射入，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转；该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向射入，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转。带电粒子第一次和第二次在磁场中运动时半径之比为          ，时间之比为          ________             四、实验题：本大题共1小题，共6分。 12.某学习小组利用砷化镓霍尔元件载流子为电子研究霍尔效应，实验原理如图所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，通过、测脚时，、测脚间将产生霍尔电压。 、测脚中电势高的是          选填“”或“”测脚。 某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度如图，其读数为          ，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示： 实验次数 根据实验数据在如图所示的坐标纸上作出与的关系图像          ； 设该元件单位体积中自由电子的个数为，元件厚度为，磁感应强度为，电子电荷量为，则与的关系式为          。 由所作的图线可以看出，图像并没有通过坐标原点，可能的原因是写出一条即可          。 五、计算题：本大题共3小题，共42分。 13.如图所示，真空区域有宽度为、磁感应强度为的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，、是磁场的边界。质量为、电荷量为的带正电粒子不计重力沿着与夹角为的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为，方向垂直纸面向外，粒子最后从圆心的正下方点离开磁场。求： 粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径； 粒子射入磁场的速度大小； 圆形磁场的磁感应强度。 14.利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，电子由静止开始，从板到板经电场加速后获得速度，并从点以此速度垂直于磁场左边界射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为。已知电子质量为，带电量为，磁场宽度为。求： 、板间的电压； 匀强磁场的磁感应强度； 电子在磁场中运动的时间。 15.如图所示，圆形区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，区域半径为。带电粒子质量为，电荷量为，从点沿半径方向进入磁场区域，从点离开磁场，出磁场时速度偏转角为，带同种电荷的粒子质量为，从点以相同速度沿半径方向进入磁场区域，从圆弧中点点离开磁场。不计重力和粒子间的相互作用，求： （1）粒子的速度和在磁场中的运动时间 （2）粒子的电荷量 1 学科网（北京）股份有限公司 $