第1章 磁场对电流的作用 本章基础达标检测-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

本章基础达标检测 白题 单元达标测 限时：80min 一、选择题 则匀强磁场的磁感应强度大小为 ( 1.(2023·河南郑州期中)如图为四个带电粒子 在0点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁 B背 D.th 场后的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直于纸面 4.(2023·北京日坛中学期中)在如图所示的电 向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电 路中，开关S闭合.两平行金属极板a、b间有 量大小也相等，则其中动能最大的带负电的 匀强磁场，一带电粒子以速度v水平匀速穿过 两极板，不计粒子重力.下列说法正确的是 粒子的轨迹是 ( ( A.Oa B.Ob C.Oc D.Od 09 A.该粒子一定带正电 (第1题) (第2题) B.仅增大粒子的速度，粒子一定向α板偏转 2.(2023·江西宜春模拟)如图所示，不计电阻 C.仅将滑动变阻器的滑片P向下移动，粒子 水平放置的导轨上连有电源E、定值电阻R、 一定向b板偏转 开关，导轨两端分别固定两根材料、粗细均相 D.仅增大粒子所带电荷量，粒子一定仍沿水 平方向穿过两极板 同的金属杆α、b(电阻不能忽略)，两杆分别与 5.(2023·安徽滁州定远中学模拟)质量为m、 导轨夹角60°、90°，整个装置处于竖直向下的 电荷量为q的小物块，从倾角为0的光滑绝缘 匀强磁场中，当开关闭合后，a、b两杆所受安 斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平 培力大小之比为 ( 向里的匀强磁场中，磁感应强度为B,如图所 A.4:3 B.1:1C.2:3 D.3：2 示若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用 3.（2022·广东佛山一中质检) 力恰好为零，下面说法中正确的是() 有一边长为1的正三角形线框 abc悬挂在弹簧测力计下面，线M ×50×××× 框中通有cbac方向的恒定电流 I,虚线MN是匀强磁场的边界 A.小物块一定带正电 B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 线，磁场方向垂直于△abc所在平面向里.平衡 C.小物块在斜面上运动时做加速度增大、而 时，弹簧测力计的读数为F;若将线圈上提，让 速度也增大的变加速直线运动 线圈上部分露出磁场，其他条件都不改变，再 D.小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对 次平衡时，磁场边界线MN刚好过ab和ac边 的中点，这种情况下，弹簧测力计的读数为3F, 斜面压力为零时的速率为g q 选择性必修第二册·JK黑白题026 6.(2023·江苏镇江丹阳高级中学期末)如图所 一恒定工作电流I,下列说法正确的是( 示，一束离子经过由正交的匀强电场和匀强 铁 磁场组成的速度选择器（其中的磁场未画出） 检测 电流 电流 后，进入另一个匀强磁场中并分离为①、②两 霍尔元件 束.下列说法正确的是 ( 甲 A.N端应与电压表的正极相连 B.要提高检测灵敏度可适当减小高度d C.如果仅将检测电流反向，电压表的正负接 线柱连线位置无需改动 速度选择器 D.当霍尔元件尺寸一定时，电压表示数变大， A.离子束②中的离子一定带正电 说明检测电流变小 B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外9.(2023·湖北高中联盟期中 C.离子束①中离子的质量大于②中离子的 联考)回旋加速器是将半径 质量 为R的两个D形盒置于磁 D.离子束①中离子的比荷(9)小于②中离 感应强度为B的匀强磁场 接交流电源 m 中，两盒间的狭缝很小，两盒间接电压为U的 子的比荷 高频交流电源.电荷量为g的带电粒子从粒子 7.（2023·重庆一模)（多选）EH电磁流量计的 源A处进人加速电场（初速度为零），若不考 外形如图1所示，工作原理如图2所示.直径 虑相对论效应及粒子所受重力，下列说法正 为d的圆柱形管道的上、下方装有励磁线圈， 确的是 () 通电后在管内产生竖直方向的匀强磁场：当 A.增大狭缝间的电压U,粒子在D形盒内获 含有大量离子的液体沿管道以恒定速度通过 得的最大速度会增大 流量计时，在水平直径两端的a、b电极之间就 B.粒子第一次在D,中的运动时间大于第二 会产生电势差U,下列说法正确的是( 次在D2中的运动时间 C.粒子第一次与第二次在D,磁场中运动的 轨道半径之比为1：3 图1 图 D.若仅将粒子的电荷量变为号，则交流电源 A.a、b两电极的电势高低与磁场的方向有关 B.a、b两电极的电势高低与离子的种类有关 频率应变为原来的】倍 C.电势差U的大小与液体流速大小有关 10.(2023·福建厦门外国语学校质检)（多选） D.电势差U的大小与液体中离子的浓度 测量比荷的方法很多，其中一种便是利用磁 有关 聚焦法测量磁聚焦的原理如图甲所示，在磁 8.（2022·江苏苏州中学期末)如图甲为用金属 感应强度为B的匀强磁场中，从A点处发射 材料制成的霍尔元件，其长、宽、高分别为a、 出一束很窄的同种带电粒子流，其速度大小 b、d;如图乙是检测电流大小是否发生变化的 均为v,且与磁场的夹角0不同，但是都很小 装置该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感 (cos0≈1)，在磁场的作用下，粒子将沿不同 应强度与检测电流强度成正比，现给元件通 半径螺旋线前进，该运动可分解为沿磁场方 第-章黑白题027 向的匀速直线运动和垂直于磁场方向的匀 成45°角倾斜放置的挡板PQ,P、Q两点在坐 速圆周运动.之后汇聚在A',测得A与A'距离 标轴上，且O、P两点间的距离大于2R,在圆 为h,沿磁感线方向轨迹截面图如图乙所示 形磁场的左侧0<y<2R的区间内，均匀分布 这与光束经过透镜后聚焦现象类似，所以叫 着质量为m、电荷量为+q的一簇带电粒子， 磁聚焦现象，则下列说法正确的是( 当所有粒子均沿x轴正向以相同的速度射入 圆形磁场区域时，粒子偏转后都从0点进入 x轴下方磁场，结果有一半粒子能打在挡板 上.不计粒子重力、不考虑粒子间相互作用 力，下列说法正确的是 A.这种粒子带正电 B.这种粒子带负电 R C.这种粒子的比荷9_2m m h 0 ×459 D.这种粒子的比荷9_8m, ××× m B2h2 XXXXXXXXX XXXXXXx 11.(2022·湖南雅礼中学一 XX XX XX ××× 模)如图所示，某同学在××× XX A.所有粒子在圆形磁场中运动的时间相等 xOy平面直角坐标系中设 X B.挡板端点P的横坐标为（√2+1）R 置了一个“心”形图线，A点 ×AX C.挡板上被粒子打中的区域长度为√2R 坐标为(0，-)，C点坐标为（之，0），D点与 D.从距离x轴为0.5R处射入圆形磁场的粒 C点关于y轴对称，为使带电粒子沿图线运 子，离开磁场时的坐标为(3R,0) 动，该同学在x轴下方和上方添加了方向垂 非选择题 直于纸面向里、磁感应强度大小分别为B,和 13.(2022·海南海口模拟)如图所示，间距为 B,的匀强磁场，在O点沿x轴放置很短的绝 1m的平行金属导轨固定在绝缘水平桌面 缘弹性板，粒子撞到板上时，竖直速度反向， 上，导轨左端连接有电动势为E=15V,内阻 水平速度不变.从A点沿与y轴正方向成53 r=12的电源.质量m=0.5kg的金属棒垂直 角的方向向左以速度“。射入一带电荷量为 放在导轨上，导轨处在磁感应强度大小为 -q、质量为m的粒子，不计粒子重力，经过 B=1T的匀强磁场中，磁场与金属棒垂直， 段时间粒子又回到A点则B1与B2的比值 方向与导轨平面成0=53°斜向右上.绕过桌 应为 边光滑定滑轮的一根细线，一端系在金属棒 c.4 的中点，另一端吊着一个重物，拉着金属棒 D.5 的细线水平且与金属棒垂直，金属棒处于静 12.(2023·湖南岳阳二模)（多选）如图所示，在 止状态且刚好不向左滑，最大静摩擦力等于 xO0y平面内，以O'(0,R)为圆心、R为半径的 滑动摩擦力，重力加速度g取10/s2,金属 圆内有垂直于平面向外的匀强磁场，x轴下 棒接入电路的电阻R=22,导轨电阻不计， 方有垂直于平面向里的匀强磁场，两区域磁 金属棒与导轨间的动摩擦因数为u=0.5, 感应强度大小均为B,第四象限有一与x轴 sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： 选择性必修第二册·JK黑白题028 (1)悬吊重物的质量； 15.(2023·湖南长沙一中二模)如图所示的x0y (2)保持磁感应强度大小不变，将磁场方向 坐标系中，第二象限有沿y轴负方向的匀强 迅速改为竖直向上，则磁场方向改为竖 电场，场强E=50N/C,图中有一个半径为 直向上的一瞬间，重物的加速度（不考虑 R=0.4m的绝缘刚性圆环，圆环的0点有一 电磁感应现象) 个小孔，OB、AC为互相垂直的直径，圆环区 B 域内有匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面 向外.一个带正电的粒子，以vo=200m/s初 速度从P点沿x轴正向射出，粒子在电场作 用下恰好从0孔以速度v=200√2m/s进入 磁场，已知P点与x轴相距d=0.2m,不计带 电粒子的重力.求： (1)带电粒子的比荷： (2)若粒子第一次碰撞圆环的点在圆环上的 Q点，且弧长OQ是绝缘刚性环周长的 14.(2023·浙江杭州浙大附中期中)如图所示， 在平面直角坐标系的第一、四象限内，存在 (求磁场的磁感应强度的大小： 垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度 (3)若粒子在碰撞绝缘刚性圆环时无能量损 B=0.1T,在x轴上坐标为(a,0)处，有一个 失，要使粒子与刚性圆环碰撞2次后经0 放射源S,向平面内各个方向放射出质量m= 孔射出环，求磁感应强度的大小和粒子 108kg、电量g=105C的带正电粒子，速度 在磁场中运动的时间 大小为102m/s.MN是一个很大的屏，与x轴 y/m 的夹角α=60°，经观测发现从S出发的带电 粒子打到屏上的最短时间为×102.求： (1)带电粒子运动半径和周期，以及坐标α 的值？ (2)在MN上有粒子打到的区域内，离开O 点的最远距离多大？ (3)假设粒子均匀分布，请分析说明打到屏 上的带电粒子占总粒子数目的百分比？ 第-章黑白题029本章基础达标检测 白题单元达标测 1.C2.B3.D4.D5.B6.D7.AC8.B9.D 10.BC11.D 12.BD解析：A.粒子在圆形磁场中运动的轨迹长度不同，所 用时间不相等，选项A错误：B.设一粒子自磁场边界A点 进入磁场，该粒子由0点射出圆形磁场，轨迹如图所示 过A点作速度的垂线AB,作AO的垂直平分线与AB相交 于点C,设该轨迹圆的半径长度为r,C为该轨迹圆的圆心 连接AO'、C0,由全等三角形可证四边形ACO0'为菱形，因 此可得r=R,由题知有一半粒子能打在挡板上，故从O点 射出的沿x轴负方向的粒子和沿y轴负方向的粒子轨迹刚 好与挡板相切，如图所示 过轨迹圆圆心D作挡板的垂线交于E点，得DP=√2R, 0P=(2+1)R, 即P点的横坐标为（√2+1）R,B正确： C.设打到挡板最左侧的粒子打在F点上，如图所示 Q OF=2R,过0点作挡板的垂线交于G点，得 0G=(2+1)R. (1+ 2 )R,FG=√OF2-0G= 2 2 5-2 √2 -R.EG= 2 2次 挡板上被粒子打中的区域长度为FE= /5-2 R+ 2R 2+√10-45R,C错误； 2 参考答案与解析 D.如图所示 30° 一0：5R300 30°/K R 从距离x轴为0.5R的H处射入圆形磁场的粒子，从0点射 出，轨迹圆圆心为1点，可得0与x轴方向的夹角为30°， 进入x轴下方磁场的轨迹图如图，可知离开磁场时的位置 为K点，由几何关系可得OK=√3R,粒子离开磁场时的坐 标为(5R,0),D正确故选BD. 13.(1)0.3kg(2)0 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律可得通过金属棒的电流 大小为1R5A, 因为金属棒恰好不向左滑 F 动，安培力斜向左上，所以 其所受最大静摩擦力方向 向右，对金属棒根据平衡 mg 条件可得 BILsin 0=f+T,BILcos 0+N=mg, 由题意可知f=uW, 对重物根据平衡条件可得T=Mg, 联立以上五式解得M=0.3kg (2)将磁场方向迅速改为竖直向上后，金属棒受到的安培 力方向变为水平向左，大小为F=BIL=5N, 因为F-Mg<mg,所以金属棒的加速度为0. 1411m2x102.29m(245m(a)50% 解析：(1)根据洛伦兹力提供向心力有qB=mR, 代人数据可得R=m-108×102 9B105×0.1 m=1m, 周期为T=2mR=2mx1026, 时间最短时所对圆心角为0，则有，三 得0=π Γ3￥ 根据题意可知，由S向MN作垂线，交与P点，当运动轨迹 过P点时，运动时间最短，且此时轨迹所对圆心角为了，根 据几何关系有asin7=R=1m,解得a-2,5。 3 3 m. 黑白题13 (2)根据题意可知，弦长最长等于直径时，粒子打到MN上 离0点最远，运动轨迹如图所示 B 根据儿何关系可得00=0scs于+VS0-P_45。 3 m. (3)根据题意可知，粒子在磁场中运动的半径恒为1m,则 粒子所有轨迹的圆心连线在以S为圆心，1m为半径的圆 上，如图中虚线圆，当粒子运动的轨迹圆心在O1、02两点 时，粒子恰好能打到屏MN上，如图所示 y 由图可知，当粒子轨迹的圆心在阴影区域时，粒子能打到 屏MN上，则打到屏上的带电粒子占总粒子数目的百分比 为50%. 15.(1)2x10C/kg(2)6T(3)6T6mx103。 4 12 解析：(1)粒子在电场中做类平抛运动，加速度为a,运动至 0点时速度为，为u在y方向分速度，则=2ad,a= m 2=6+n2,解得9=2×103C/kg m (2)由an0=?=1可知粒子从0点射入磁场的方向与x 轴夹角0=45°，粒子进人磁场后做匀速圆周运动，设磁感应 强度为B,半径为1，洛伦兹力提供向心力gmB,=m, 由儿何关系r3R,解得B,=6D 4 (3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，磁感应强度为B2,半 径为r2,周期为T,依据轨迹对称性和几何关系知tan30°= 冬解89。 5 m, 由洛伦兹力提供向心力B,=,解得B,=T 由于粒子的运动周期为T= 2TT2 所以粒子在磁场中运动时间t=πT=√6πxI03s. 2π 0 选择性必修第二册·JK 真题体验第一章磁场对电流的作用 黑题高考真题练 1.C2.C3.D 4.(1)2m/s4.17A(2)0.085C 解析：(1)对金属杆，跳起的高度为H,竖直上抛运动由运动 学关系式v2=2gH, 解得v=√2gd=√2m/s, 通电过程金属杆受到的安培力大小为FA=BL, 由动能定理得BILh-mg(H+h)=0, 解得1≈4.17A (2)对金属杆，通电时间t'=0.002s, 由动量定理有(B'L-mg)t'=mw'-0, 由运动学公式v2=2gH', 通过金属杆截面的电荷量q='t', 联立解得g=0.085C. 5.AD 6.BD解析：假设粒子带正电，粒子正对圆心进入磁场区域， 以O,为圆心做匀速圆周运动，到达圆上A点，则O0,⊥AP, 由几何关系可知0，A⊥0A,所以粒子与圆筒壁碰撞时速度方 向沿半径方向，与筒壁碰撞后瞬间，速度方向依然沿半径方 向，即粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心0的连线，其 轨迹关于0点对称，故粒子的运动轨迹一定不过圆心，A错 误，D正确；由于粒子不可能在磁场中做直线运动，则粒子至 少经过两次碰撞后，才有可能从小孔射出，B正确；设粒子在 磁场中做圆周运动的轨迹半径为r,且粒子在圆内做段运 动从P点离开，圆筒的半径为R,∠P01A=20,由几何关系有 am0=R,粒子在磁场中做匀速圆周运动，有mB=m ,解得 m) r= ,粒子在磁场中运动的时间t=n· 2mn20 m-20'2m 2Tm 2Tmn ,由于n无法确定，则粒子在圆内运动的 时间无法确定，C错误 0 7.AD解析：AB.若该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实 现，此时粒子做类平抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动； 当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子 做匀速圆周运动，沿x轴正方向分速度在减小，根据=。， 黑白题14