摘要:
**基本信息**
聚焦电磁学核心内容,通过带电粒子在磁场中的运动、安培力平衡等情境,考查物理观念与科学思维,适配高二周测分层检测需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7题|洛伦兹力、安培力方向判断|结合运动轨迹图像,如第1题通过半径关系分析粒子质量比,体现科学推理|
|多选题|3题|复合场运动、磁场边界问题|第9题涉及磁场中轨迹几何分析,考查模型建构能力|
|填空题|2题|速度选择器、质谱仪原理|第11题分层设问速度变化对偏转的影响,强化物理观念|
|解答题|3题|安培力平衡、电磁复合场综合|第17题结合电场偏转与磁场运动,考查科学探究中的问题解决能力|
内容正文:
2026 年 1 月武威第六中学高二物理分推试卷(一)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示,a和b是从A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径迹,已知两个粒子带电量相同,且ra=2rb ,不计重力的影响,则由此可知 ( )
A.两粒子均带正电,质量比 B.两粒子均带负电,质量比
C.两粒子均带正电,质量比 D.两粒子均带负电,质量比
2.在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流,则此导线受到的安培力方向( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.由南向北 D.由西向东
3.电磁炮的基本原理如图所示,一质量为M的弹体(包括金属杆EF的质量)静置于水平平行金属导轨最左端,金属杆与导轨垂直并接触良好,导轨宽为d,长为L,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现使金属杆通过的电流恒为I,把弹体从静止释放,金属杆与轨道摩擦及空气阻力不计,则弹体能获得的最大速度为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置,电源.电阻.金属细杆及导轨组成闭合回路.细杆与导轨间的摩擦不计,整个装置分别处在如图(选项中图)所示的匀强磁场中,其中可能使金属细杆处于静止状态的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示,电子以垂直于匀强磁场的速度,从A处进入长为,宽为的磁场区域,发生偏移而从B处离开磁场,从A至B的电子经过的弧长为,若电子电量为,磁感应强度为B(电子重力不计),则
A.电子在磁场中运动的时间为 B.电子在磁场中运动的时间为
C.洛伦兹力对电子做功是 D.电子在A、B两处的速度相同
6.如图所示,a、b、c三个带电粒子从上端小孔O1射入速度选择器后,又都从O2进入下方的磁场,虚线是它们的运动轨迹,它们所带电荷量之比为qa:qb:qc=1:2:4,它们的质量之比为ma:mb:mc=1:1:2,不计粒子重力,则
A.这三种粒子都带负电 B.这三种粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
C.打在P2点的粒子是c D.粒子b、c都打在P1点
7.如图所示,半径为R的圆形区域中充满了垂直纸面向外的匀强磁场,O为圆心,AO与水平方向的夹角为。现有带正电粒子a从A点沿水平方向以大小为的速度垂直磁场射入,其离开磁场时,速度方向刚好改变了;另一带负电粒子b以与粒子a大小相同的速度从C点沿CO方向垂直磁场射入。已知a、b两粒子的比荷之比为,不计粒子的重力和两粒子间的相互作用。下列说法不正确的是( )
A.a、b两粒子做圆周运动的半径之比为 B.b粒子竖直向下射出磁场
C.b粒子在磁场中运动的时间为 D.两粒子在圆形边界的出射点间的距离为R
二、多选题
8.如图所示,重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中,做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大,但粒子仍能穿越该磁场区域,则( )
A.粒子可能带正电 B.粒子一定向下偏转
C.粒子的速度可能越来越小 D.粒子仍做直线运动
9.如图,在直角坐标系第一象限轴与直线所夹范围内存在匀强磁场,磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里。一带负电的粒子以速度自轴上点垂直射入磁场,一段时间后,该粒子垂直直线射出磁场,自轴上点(图中未画出)离开第一象限。已知,不计粒子重力。则下列判断正确的是( )
A.粒子在磁场中运动的轨道半径为 B.粒子离开第一象限点的横坐标为
C.粒子在第一象限磁场中的运动时间为 D.粒子在第一象限的运动时间为
10.如图所示,两个匀强磁场的方向相同,磁感应强度分别为、,虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为的匀强磁场中,其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线,以下说法正确的是( )
A.电子的运动轨迹为 B.电子运动一周回到P点所用的时间
C. D.电子在区域受到的磁场力始终不变
三、知识点填空题
11.速度选择器是近代物理学研究中常用的一种实验工具,其功能是可以选择某种速度的带电粒子。如图,两极板间存在匀强电场和匀强磁场,二者方向互相垂直,带电粒子从左侧射入,不计粒子重力。
带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 ,即v= 。
速度选择器中偏转情况:
(1)当v>时,粒子向 方向偏转,F电做 功,粒子的动能 ,电势能 。
(2)当v<时,粒子向 方向偏转,F电做 功,粒子的动能 ,电势能 。
12‘质谱仪原理图:
(1)加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得: 。
(2)偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:,联立解得:r= ,如果测出半径,就可以判断带电粒子比荷的大小,如果测出半径且已知电荷量,就可求出带电粒子的质量。
应用:测量带电粒子的 和分析 的重要工具。
四、解答题
15.如图所示,MN、PQ为平行光滑导轨,其电阻忽略不计,与地面成30°角固定。N、Q间接一电阻R′=1.0Ω,M、P端与电池组和开关组成回路,电动势E=6V,内阻r=1.0Ω,导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场。现将一条质量m=40g,电阻R=1.0Ω的金属导线置于导轨上,并保持导线ab水平。已知导轨间距L=0.1m,当开关S接通后导线ab恰静止不动。试计算磁感应强度大小。
16.如图所示,在倾角为 370的光滑斜面上有一根长为0.4m.质量为6×10-2kg的通电直导线,电流 I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度为B,方向竖直向上的磁场中,若斜面对导线的支持力为零 ,则B多大?(g=10m/s2)
17.如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正方形边长为L且ad边与x轴重合,ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域,不计粒子所受的重力。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后能到达y轴上,且速度与y轴负方向成45°角?
《2026 年 1 月高二物理分推试卷(一)答案》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
B
B
D
C
AC
AB
AC
1.B
【详解】两粒子进入磁场后均向下偏转,可知在A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;在磁场中由洛伦兹力提供向心力,则有,得,因a、b进入磁场的速度相同,电量也相同,又在同一磁场运动,故,选B.
【点睛】该题考查带电粒子在匀强磁场中的偏转,带电粒子在匀强磁场中以垂直于磁场方向运动,洛伦兹力提供向心力,粒子做匀速圆周运动.根据偏转方向,利用左手定则来判断粒子所带的电性,根据半径判断粒子的质量比.
2.A
【详解】地球表面附近赤道上空地磁场呈水平方向,由南向北,电流方向由西向东,由左手定则可判断导线受到的安培力方向竖直向上所以,A选项正确,BCD选项错误
故选A
3.C
【详解】设弹体能获得的最大速度为v,根据动能定理有
解得
故选C。
4.B
【详解】A.导体棒与磁感线平行,不受安培力,因此导体棒会沿导轨向下滑动,A错误;
B.根据左手定则,导体棒受安培力竖直向上,若安培力恰好等于导体棒的重量,斜面对导体棒不存在支持力,此时导体棒恰好静止,B正确;
C.导体棒受安培力垂直斜面向上,根据平衡条件,导体棒不能静止在斜面上,C错误;
D.导体棒受安培力水平向左,同样不可能静止在斜面上,D错误。
故选B。
5.B
【分析】根据确定运动时间,根据洛伦兹力的特点判断洛伦兹力是否做功.
【详解】AB.粒子走过的路程为s,则运动时间,故B正确,A错误;
C.洛伦兹力始终与运动方向垂直,不做功,故C错误;
D.洛伦兹力不做功,粒子速度大小不变,但速度方向改变,故AB处速度不同,D错误.
故选B.
6.D
【详解】A.根据粒子在磁场中的运动轨迹,根据左手定则可知,这三种粒子都带正电,故A错误;
B.根据周期公式
可得
Ta:Tb:Tc=2:1:1
三个粒子在磁场中运动半个周期,可知
ta=2tb=2tc
故B错误;
CD.三种粒子从O2点射入磁场的速度相同,根据洛伦兹力提供向心力
解得
可知
ra:rb:rc=2:1:1
由于带电粒子以相等的速率进入下方磁场,那么圆周运动半径,和它们的质量与电量之比成正比,因此打在P2点的粒子是a,而b,c都打在P1点,故C错误,D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.a粒子离开磁场时,速度方向刚好改变了,表明a粒子在磁场中转动了半周,其轨迹如图所示
由几何关系得
设磁场的磁感应强度大小为B,根据牛顿第二定律得
化简得
b粒子进入磁场,有
化简得
则
故A正确,不符合题意;
BC.b粒子带负电,根据左手定则可知b粒子向下偏转,作出b粒子的运动轨迹,可知b粒子在磁场中转过,即b粒子竖直向下射出磁场,b粒子在磁场中运动的时间为
故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.将圆心O、a粒子出射点、b粒子出射点两两相连,根据几何关系可知两个出射点与圆心构成等边三角形,即两粒子在圆形边界的出射点间的距离为R,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.AC
【详解】A.根据左手定则可知,粒子做匀速直线运动与电性无关,故A正确;
B.根据洛伦兹力表达式
可知
进入的水平速度增加,会使洛伦兹力增大,从而与粒子所受电场力不再平衡,但粒子电性不确定,则粒子不一定向下偏转,还可能向上偏转,故B错误;
C.不论粒子电性如何,增大速度后,可能会在电场力的反方向上发生位移,故此后电场力将做负功,即粒子的速度越来越小。故C正确;
D.根据C项的分析,可知粒子要发生偏转,不在做直线运动。故D错误。
故选AC。
9.AB
【详解】如图,轨迹圆心为点,所以
根据几何关系
磁场中运动时间
在第一象限的路程
所以时间
故选AB。
10.AC
【详解】A.由左手定则可知,电子在P点所受的洛伦兹力的方向向上,轨迹为,故A正确;
BC.电子在磁场中做匀速圆周运动有
解得
,
由图知,则
电子运动一周回到P点所用的时间为
故B错误、C正确;
D.电子在磁场中受洛伦兹力始终与速度垂直,方向时刻改变,故D错误。
故选AC。
11. 12. 负 减小 增大 正 增大 减小
【解析】11.略
12.略
13. 14. 质量 同位素
【解析】13.(1)[1]加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得
(2)[2]偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得
qvB=m
联立解得
14.[1][2]应用:测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。
15.1T
【详解】由图可知,导体棒和电阻并联,并联后电阻
根据闭合回路的欧姆定律,导线ab两端电压
导线ab中的电流
导线ab受力如图所示
由平衡条件得
解得
16.2T
【详解】由题意知,当斜面对导线支持力为零时导线受力如图所示
由图可知,水平方向上
竖直方向上
解得
根据安培力公式可得此时导线所处磁场的磁感应强度为
17.(1);(2),方向与x轴正方向成45°角;(3)
【详解】(1)粒子做类平抛运动,沿y轴方向有
h=t2
沿x轴方向有
2h=v0t
解得
E=
(2)到达a点时水平速度为v0,竖直速度为vy
水平方向有
2h=v0t
竖直方向有
解得
vy=v0
所以到达a点的速度为
va=v0
方向与x轴正方向成45°角。
(3)粒子到达y轴上,且速度与y轴负方向成45°角,必须要从ab边射出,从b点射出时对应的磁感应强度B最小,粒子在磁场中的轨迹是以O1为圆心的一段四分之一圆弧,设半径为r1,有
由
Bqva=m
解得
B=
所以磁感应强度须满足的条件为
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
学科网(北京)股份有限公司
$