2023年高考物理復(fù)習(xí)試題：導(dǎo)航卷七 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)

導(dǎo)航卷七磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)

滿分：100分時(shí)間：60分鐘

一、單項(xiàng)選擇題（本題共5小題，每小題5分，共25分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符

合題意。）

1.（2015?江蘇單科）如圖所示，用天平測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。下列各選

項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長相等，將它們分別掛在天平的右臂下

方。線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)。若磁場發(fā)生微小變

化，天平最容易失去平衡的是（）

2.（2015?海南單科，1）如圖，。是豎直平面P上的一點(diǎn)，P前

有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向。點(diǎn)，P后一電子在偏

轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下，在水平面內(nèi)向右

彎曲經(jīng)過。點(diǎn)。在電子經(jīng)過。點(diǎn)的瞬間，條形磁鐵的磁場對該電子的作用力

的方向（）

A.向上B.向下C.向左D.向右

3.（2015?新課標(biāo)全國卷I,14）兩相鄰勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、

方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子（不計(jì)重力），從較

強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的（）

A.軌道半徑減小，角速度增大

B.軌道半徑減小，角速度減小

C.軌道半徑增大，角速度增大

D.軌道半徑增大，角速度減小

4.（2014?新課標(biāo)全國卷I,16）如圖，MN為鋁質(zhì)薄平板，

鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強(qiáng)磁場（未畫

出）。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板

向上射出，從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)0,已知粒子穿越鋁板時(shí)，其

動(dòng)能損失一半，速度方向和電荷量不變，不計(jì)重力。鋁板上方和下方的磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小之比為（）

A.2B巾C.1D.坐

5.（2014?安徽理綜，18）“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強(qiáng)磁場約束高溫等

離子體，使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內(nèi)部，而不與裝置器壁碰

撞。已知等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，為約

束更高溫度的等離子體，則需要更強(qiáng)的磁場，以使帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)

半徑不變。由此可判斷所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度8正比于（）

A.巾B.TC."D.戶

二'多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題7分，共計(jì)28分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符

合題意。全部選對的得7分，選對但不全的得4分，錯(cuò)選或不答的得0分。）

6.（2015?新課標(biāo)全國卷U,18）指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南

針，下列說法正確的是（）

A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極

B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場

C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾

D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏

轉(zhuǎn)

7.（2014?浙江理綜，20）如圖甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L,

其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一

根均勻金屬棒。從7=0時(shí)刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流/,周期

為T,最大值為/m,圖甲中/所示方向?yàn)殡娏髡较?。則金屬棒（）

甲乙

A.一直I可右移動(dòng)

B.速度隨時(shí)間周期性變化

C.受到的安培力隨時(shí)間周期性變化

D.受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功

8.（2015?新課標(biāo)全國卷II,19）有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域I和H,I中的磁感應(yīng)強(qiáng)

度是II中的左倍。兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)。與I

中運(yùn)動(dòng)的電子相比，II中的電子（）

A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是I中的攵倍

B.加速度的大小是I中的4倍

C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是1中的人倍

D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與I中的相等

9.（2015?四川理綜，7）如圖所示，S處有一電子源，可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射

電子，平板垂直于紙面，在紙面內(nèi)的長度L=9.1cm,中點(diǎn)。與S間的

距離d=4.55cm,MN與SO直線的夾角為仇板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)

域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度8=2.0X10-41電子質(zhì)

量機(jī)=9.1X10-31kg,電量e=—L6X10-I9c,不計(jì)電子重力。電子源發(fā)射

速度0=1.6X106m/s的一個(gè)電子，該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長度為

I，貝4（）

A.。=90。時(shí)，1=9.1cmB.。=60。時(shí)，1=9.1cm

C.。=45°時(shí)，Z=4.55cmD.。=30°時(shí)，Z=4.55cm

三、計(jì)算題（本題共3小題，共47分。寫出必要的文字說明，方程式和重要的演

算步驟，只寫出最后答案的不得分。）

2。

10.（2015?新課標(biāo)全國卷I,24）（15分）如圖，一長為10cm

B

XxXXX

的金屬棒時(shí)用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁a

XXXXX

場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T,方向垂直于紙面

向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢為

12V的電池相連，電路總電阻為2Q。已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長量均為

0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時(shí)相比均

改變了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培

力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量。

11.（2014?江蘇單科，14）（16分）某裝置用磁場控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，工作原理

如圖所示。裝置的長為L,上、下兩個(gè)相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向與紙面垂直且相反，兩磁場的間距為da裝置右

端有一收集板，M、N、P為板上的三點(diǎn)，M位于軸線0。上，N、P分別位

于下方磁場的上、下邊界上。在紙面內(nèi)，質(zhì)量為〃底電荷量為一4的粒子以

某一速度從裝置左端的中點(diǎn)射入，方向與軸線成30。角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)

域一次，恰好到達(dá)P點(diǎn)。改變粒子入射速度的大小，可以控制粒子到達(dá)收集

板上的位置。不計(jì)粒子的重力。

收集板

jfx---丈--文--ST-1--攵-/

-X--X-_K_K_X_X_X；_X_X__X--X_-X--X--X--工

.，_______________L______________________%。

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................................................................................p

(1)求磁場區(qū)域的寬度〃；

(2)欲使粒子到達(dá)收集板的位置從P點(diǎn)移到N點(diǎn)，求粒子入射速度的最小變化

量Av；

(3)欲使粒子到達(dá)M點(diǎn)，求粒子入射速度大小的可能值。

12.(2015?江蘇單科，15)(16分)一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為

+外質(zhì)量不同的離子飄入電壓為Uo的加速電場，其初速度幾乎為零。這些

離子經(jīng)加速后通過狹縫。沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)

磁場，最后打在底片上。已知放置底片的區(qū)域MN=L,且OM=L.某次測

量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè),區(qū)域MQ損壞，檢測不到離子，但右側(cè)］區(qū)域QN仍能正

常檢測到離子。在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢

測至U。

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