2026届高考物理一轮复习专题练习卷 洛伦兹力的理解与综合计算

2026届高考物理一轮复习专题练习卷《洛伦兹力的理解与综合计算》 （练习时间：50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，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是(    )   A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程中的速度不变 C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功 2.下列四个图中，不计重力的带电粒子以水平向右的速度射入复合场，已知电场力的大小与洛伦兹力的大小相等，哪一个图带电粒子能匀速直线通过复合场(    ) A. B. C. D. 3.下端封闭，上端开口，内壁光滑的细绝缘玻璃管竖直放置，管底放一个直径略小于玻璃管内径的带正电小球。空间存在着水平方向垂直纸面向里的匀强磁场，以带电小球所在初始位置为原点，建立坐标系如图所示。使玻璃管保持竖直沿轴正方向匀速运动，小球离开管之前的运动轨迹正确的是(    ) A. B. C. D. 4.如图所示，足够长且倾角为的绝缘光滑固定斜面处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，一带电量为的小物块从斜面上由静止开始下滑，下滑位移为时物块刚好离开斜面。不计空气阻力。则在物块从释放到刚好离开斜面的全过程中(    ) A. 洛伦兹力的冲量大小为 B. 重力的冲量大小为 C. 支持力的冲量大小为 D. 物块刚好离开斜面时的动量大小为 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5.目前，霍尔元件已广泛应用于无人机的各个部分，如图所示，一块宽为、长为，高为的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的恒定电流时，元件处在垂直于上下表面方向向下的匀强磁场中，元件的前、后表面间出现稳定电压。则(    ) A. 霍尔元件前表面的电势比后表面的高 B. 霍尔元件前、后表面间的电压与无关 C. 霍尔元件前、后表面间的电压与成正比 D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 6.电磁流量计可以测量导电液体的流量单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为。液体充满管道并以速度 沿轴线方向流动，圆管壁上的、两点连线为直径，且垂直于磁场方向，、两点的电势差为。下列说法正确的是(    ) A. 点电势比点低 B. 正比于流量 C. 在流量一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量偏小 7.如图所示，空间存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为，足够长木板与光滑地面接触，带电荷量为的绝缘物块与木板间的动摩擦因数为，现用一水平恒力拉动木板，初始时、一起运动且相对静止。已知木板、物块的质量分别为、，重力加速度为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(    ) A. 若磁场方向垂直纸面向里，物块的最大速度为 B. 若磁场方向垂直纸面向里，物块的速度为时、恰好发生相对运动 C. 若磁场方向垂直纸面向外，木板匀速运动的速度为 D. 若磁场方向垂直纸面向外，物块将做加速度持续减小的加速运动 8.如图所示，一个质量为、带电荷量为的圆环，套在一根固定的足够长的水平粗糙绝缘直杆上，环直径略大于杆直径。直杆处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，圆环以初速度向右运动，经过很长时间之后，已知重力加速度为(    ) A. 圆环向右做匀速直线运动 B. 圆环运动过程中受到洛伦兹力可能变大 C. 圆环最终可能会停下来 D. 圆环克服摩擦力做的功可能为 三、填空题：本大题共3小题，共14分。 9.如图所示为一束粒子沿方向垂直射入垂直纸面向里的匀强磁场，在磁场中分为、、三束，其中、发生偏转，不发生偏转，不计粒子的重力，判断各粒子的电性：带          电，带          电，带          电填正电、负电或不带电 10.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。 11.一根光滑绝缘的细杆处于竖直面内，与水平面夹角为，一个范围较大的水平方向的匀强磁场与细杆相垂直，磁感应强度为质量为、带电量为的小环沿细杆下滑到图中的处时，向左上方拉杆的力大小为则小环带          电；滑到处时速率为          ． 四、实验题：本大题共1小题，共10分。 12.某学习小组利用砷化镓霍尔元件载流子为电子测量磁感应强度，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，霍尔电流通过、测脚时，元件中的载流子受洛伦兹力而偏转，、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          。 为提高测量灵敏度，请提出制作霍尔元件的建议：          。 五、计算题：本大题共3小题，共36分。 13.如图所示，质量为的小球，带有的负电荷，套在一根与水平方向成角的足够长的绝缘杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为，杆所在空间有磁感应强度的匀强磁场，小球由静止开始下滑。求： 小球下滑的最大加速度大小； 小球下滑的最大速度。 下降高度为之前小球的速度已达到最大值。求小球下降的过程中，因摩擦产生的热量。 14.如图所示，竖直放置开口向下的光滑绝缘圆形轨道处于水平向右的匀强电场中，为最高点、为圆心，与的延长线的夹角为，经过点的水平线下方的电场区域中还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为一个质量为，电荷量为的微粒沿直线运动，恰好在点无碰撞地进入圆形轨道，重力加速度为求： 微粒的电性及电场强度的大小； 要使微粒能够沿轨道到达点，圆形轨道的半径需要满足的条件； 在第问的条件下，微粒经过点时，对轨道压力的最小值． 15.如图所示，一表面粗糙的倾角的绝缘斜面，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度。一质量、带电荷量的带正电物体可视为质点从斜面上的某点由静止开始下滑，斜面足够长。取，，，求： 物体在斜面上运动的最大速率； 若物体沿斜面下滑的最大距离为，求物体在下滑过程中摩擦力做的功； 若仅将斜面改为光滑，求物体沿斜面下滑的最大距离。 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《洛伦兹力的理解与综合计算》 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，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确； 小球受洛伦兹力和重力的作用，受力未平衡，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，BC错误； D.小球受到的洛伦兹力对小球永不做功，D错误。 故选A。 2. 解：选项中带电粒子受到的电场力和洛伦兹力均向上，一定做曲线运动 选项中带电粒子受到的电场力和洛伦兹力均向下，一定做曲线运动 选项中带电粒子受到的电场力和洛伦兹力均向上，一定做曲线运动 选项中带电粒子受到的电场力向上，洛伦兹力向下，当二力平衡时，做匀速直线运动通过电场。选项正确。 故选D。 3. 解：小球受洛伦兹力，球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，根据左手定则，竖直方向受向上的洛伦兹力，大小为是恒力，由牛顿第二定律得 ，可知小球的加速度不随时间变化，恒定不变，故小球竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则小球运动轨迹是开口向上的抛物线。 故选B。 4. 解：洛伦兹力的冲量，故 A错误。 物体做匀加速直线运动，速度与时间成正比，则洛伦兹力与时间成正比，即洛伦兹力从零随时间均匀增大到，则支持力从随时间均匀减小到零，可知支持力的冲量与洛伦兹力的冲量相等，且都垂直于斜面向上，所以支持力的冲量大小也为，故 C错误。 根据动量定理画图示矢量图可知，重力的冲量大小为，故 B正确。 ，故 D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共4小题，共24分 5. 解：A、由图知电流从左向右流动，根据左手定则可知电子偏转到后表面，因此前表面的电势比后表面的高，故A正确； 、洛伦兹力与电场力平衡，即，又，联立解得，故BC错误，D正确。 故选AD。 6.解： A.根据左手定则可知，正离子向下偏，负离子向上偏，故点电势比点高，故A错误； 设管道半径为，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有 ，，联立解得 ， 故正比于流量，流量一定时，管道半径越小，越大，故B正确，C错误； D.若直径与磁场方向不垂直，根据  可知，此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即此时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量偏小，故D正确。 故选BD。 7. 解：磁场方向垂直纸面向里，物块所受洛伦兹力竖直向上，满足，即时，物块达最大速度，对 A、恰好发生相对运动时，对，，对整体：，解得：，对 若磁场方向垂直纸面向外，物块所受洛伦兹力竖直向下，初始时、一起运动，随速度增加，洛伦兹力增大，、将一直一起匀加速运动，、错。 选A。 8. 解：A.根据左手定则可知圆环向右运动过程中受到竖直向上的洛伦兹力，只有当洛伦兹力等于重力时，圆环向右做匀速直线运动，当洛伦兹力不等于重力时，会有摩擦力，圆环不能做匀速直线运动，故A错误； B.当圆环做匀速直线运动运动过程中受到洛伦兹力不变，当圆环受到摩擦力做减速运动时，洛伦兹力变小，圆环不能加速运动，故圆环运动过程中受到洛伦兹力不可能变大，故B错误； C.当圆环的初速度  时，圆环运动过程中将始终受到摩擦力作用，最终会停下来，故C正确； D.当圆环的初速度  时，圆环先做减速运动，当速度减小至  时，圆环不再受摩擦力作用，将一直匀速运动下去，圆环减速过程中克服摩擦力做的功为 ，故D正确。 故选CD。 三、填空题：本大题共3小题，共14分 9. 解：(1)根据左手定则，带正电； （2）不偏转，不受洛伦兹力，不带电； （3）根据左手定则， 带负电。 故答案为：正  不带 负 10. 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：；。 11.解： 小环下滑时所受的洛伦兹力总是垂直于细杆方向的，只有垂直杆向上才可能使小环向左上方拉杆，由左手定则可判定小环带负电； 小环运动到处时，受重力、洛伦兹力、杆的弹力，在垂直于杆的方向上，小环受重力的分力、杆的弹力和洛伦兹力互相平衡，即，可解得环滑到点的速度。 故答案为：负 四、实验题：本大题共1小题，共10分 12. 解：根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力指向测脚方向，电子带负电，故测脚的电势高。 根据螺旋测微器的读数规则可知，。 根据表格中的数据描点连线，其图像如图所示。 霍尔元件中电子受到的洛伦兹力大小等于电场力大小，有 电流的微观表达式为 设霍尔元件的宽度为  ，则 联立解得 由可知，减小厚度  或选用单位体积中自由电子的个数更多的材料制作霍尔元件可以提高测量灵敏度。 故答案为：（1） （2） （3） （4）减小厚度或选用单位体积中自由电子的个数更多的材料制作霍尔元件可以提高测量灵敏度 五、计算题：本大题共3小题，共36分 13. 解：小球刚开始下滑，洛伦兹力为，此时加速度最大， 根据牛顿第二定律， 解得小球刚开始下滑的加速度大小为； 以小球为研究对象，通过分析受力可知，小球受重力、垂直杆的支持力和洛伦兹力、摩擦力， 根据左手定则，小球受到的洛伦兹力垂直绝缘杆向下， 当时，即小球的速度最大，即， 垂直绝缘杆方向有， 解得； 洛伦兹力对小球不做功，下降过程中，根据动能定理有：，， 或能量守恒 解得。  14. 解：根据题意可知微粒重力不可忽略，微粒沿直线做匀速运动，对微粒受力分析，如图所示 电场力只能水平向右才能使微粒做匀速直线运动，所以微粒带正电 水平方向 竖直方向 解得 微粒从点进入圆形轨道等效重力的方向沿方向，大小为 所以在点关于点对称的位置，微粒有最小速度，要满足 同时由动能定理有 联立解得 在点由牛顿第二定律得 由动能定理得 联立解得 当时，轨道对微粒的弹力有最小值，即 由牛顿第三定律可知微粒经过点时，对轨道的压力最小值为  15. 物体下滑过程中，受到方向垂直斜面向上的洛伦兹力且逐渐增大，当洛伦兹力等于重力沿垂直斜面向下的分力时，物体恰好脱离斜面，此时物体的速率为在斜面上运动的最大速率。 物体恰好脱离斜面时需满足的条件为： 解得最大速率：； 由于洛伦兹力不做功，物体沿斜面下滑过程，根据动能定理得： 解得：； 根据动能定理得： 解得：。 1 学科网（北京）股份有限公司 $