三磁場-2024屆高考物理二輪復習巧刷高考題型之電磁學選擇題

（3）磁場——2024屆高考物理二輪復習巧刷高考題型之電磁學選擇

題

學校：___________姓名：班級：___________考號：

一、單選題

1.高速鐵路列車通常使用磁力剎車系統(tǒng).磁力剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N

極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉(zhuǎn)的圓形鋁盤，使磁感線垂直鋁盤向里，鋁盤隨即減

速，如圖所示.圖中磁鐵左方鋁盤的甲區(qū)域（虛線區(qū)域）朝磁鐵方向運動，磁鐵右方鋁

盤的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開磁鐵方向運動.下列有關(guān)鋁盤剎車的說法正確的是（）

A.鋁盤甲區(qū)域的感應電流產(chǎn)生垂直鋁盤向里的磁場

B.鋁盤乙區(qū)域的感應電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場

C.磁鐵與甲、乙兩區(qū)域的感應電流之間的作用力，都會使鋁盤減速

D.若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對空洞鋁盤的作用力變大

2.電磁彈射技術(shù)是一種新興的直線推進技術(shù)，2022年6月17日上午，中國第三艘航

空母艦福建艦下水，并配置電磁彈射。其工作原理可以簡化如下圖，光滑固定導軌

CD、所與導電飛翔體歷N構(gòu)成一驅(qū)動電流回路，恒定驅(qū)動電流/產(chǎn)生磁場，且磁感應

強度8與導軌中的電流/及空間某點到導軌的距離〃的關(guān)系式為4=K，,磁場對處在

r

磁場中的導電飛翔體產(chǎn)生了安培力F，從而推動飛翔體向右做勻加速直線運動。下列

說法正確的是（）

A.CMNb回路內(nèi)的磁場方向與驅(qū)動電流的方向無關(guān)

B.飛翔體A/N所受安培力產(chǎn)的方向與CMN/回路中驅(qū)動電流的方向有?關(guān)

C.驅(qū)動電流/變?yōu)樵瓉淼?倍，飛翔體MN受的安培力將變?yōu)樵瓉淼?倍

D.如果飛翔體在導軌上滑過的距離保持不變，將驅(qū)動電流/變?yōu)樵瓉淼?倍，飛翔體

最終的彈射速度將變?yōu)樵瓉淼?倍

3.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張

兩個相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個相切圓半徑分別小公則下列說法

正確的是（）

A.原子核可能發(fā)生a衰變，也可能發(fā)生|3衰變

B.徑跡2可能是衰變后新核的徑跡

C.若衰變方程是^Uf”Th+；He,則衰變后新核和射出的粒子的動能之比為117:2

D.若衰變方程是U-＞招Th+；He,貝代法=1：45

4.如圖所示，勻強磁場限定在一個圓形區(qū)域內(nèi)，磁感應強度大小為&一個質(zhì)量為

，小電荷量為外初速度大小為I，的帶電粒子沿磁場區(qū)域的直徑方向從P點射入磁場，

從Q點沿半徑方向射出磁場，粒子射出磁場時的速度方向與射入磁場時相比偏轉(zhuǎn)了0

角，忽略重力及粒子間的相互作用力，下列說法錯誤的是（）

A.粒子帶正電B.粒子在磁場中運動的軌跡長度為丁

Bq

C.粒子在磁場中運動的時間為整D.圓形磁場區(qū)域的半徑為等⑶4

5.如圖所示，在水平線MN和PQ間有豎直向上的勻強電場，在上方有垂直紙面

向里的勻強磁場.兩個質(zhì)量和帶電荷量均相等的帶正電的粒子A、分別以水立初速

度%、2%從PQ上的。點先后進入電場，帶電粒子44第一次在磁場中的運動時間分

別為々和前兩次穿越時，兩粒子軌跡與交點間的距離分別為感和〃，粒

子重力不計，則（）

XXXXX

XXXXX

N

Q

A./A一定小于%,服一定等于服B./4一定小于4A可能小于4

CJA可能等于小服一定等于〃D.G可能等于4，乙可能小于〃

6.如圖所示為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)圖，該質(zhì)譜儀由速度選擇器與偏轉(zhuǎn)磁場兩部分組成，已知

速度選擇器中的磁感應強度大小為品、電場強度大個為￡,熒光屏PQF方勻強磁場

的方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為2屁）.三個帶電荷量均為外質(zhì)量不同的粒子

沿豎直方向經(jīng)速度選擇器由熒光屏上的狹縫。進入偏轉(zhuǎn)磁場，最終打在熒光屏上的

，、S?、邑處，相對應的三個粒子的質(zhì)量分別為叫、嗎、，％，忽略粒子的重力以及粒

子間的相互作用廁下列說法正確的是（）

S］、S?、S3處，相對應的三個粒子的質(zhì)量分別為〃％、叫、"I.J忽略粒子的重力以及

粒子間的相互作用。則下列說法正確的是（）

A.三個粒子均帶負電

B.打在邑位置的粒子質(zhì)量最大

C.如果S5=—，貝IL%-叫=吟產(chǎn)

p

D.粒子進入偏轉(zhuǎn)磁場的速度是二

BQ

9.空間中存在直角三角形有界磁場，直角邊長度為心磁感應強度大小為及C點

有一個可沿紙面內(nèi)各個方向射出速度大小為%、質(zhì)量為〃7、電荷量為+4的粒子的發(fā)

射源，從。點沿他方向射入磁場的粒子，運動軌跡恰好垂直于邊界"射出磁場。粒子

重力不計，則關(guān)于粒子的運動，下列說法正確的是（）

A.粒子速度%的大小滿足％=警

2m

B.從。點射出磁場的粒子在。點的速度方向與be夾角為60°

nm

C.若三角形為等腰三角形，則與松夾角為45°的入射粒子在磁場中的運動時間為丁s

4qB

D.若。點到她邊界的距離為且L,則所有從邊界，活射出的粒子中在磁場中運動的最

4

urn

短時間為碰

10.質(zhì)譜儀是可以分析同位素的裝置，某質(zhì)譜儀的原理如圖所示。電容器兩平行極板

間的距離為乩兩極板間的電壓為u,兩極板間勻強磁場的磁感應強度為4,一束含

有乳核（；H）、氣核（；H）、氨核（；He）的粒子從電容器的中線處平行于極板射入電容

器，沿直線穿過電容器后從。點進入另一磁感應強度為層的勻強磁場，結(jié)果分別打在

感光片上的。、力兩點，不計粒子重力，粒子均帶正電荷。下列說法正確的是（）

A.兩板間勻強磁場的方向垂直紙面向外

U

B.粒子進入磁感應強度為冬的勻強磁場時的速度為了下

D^a

C.打在。點的粒子中笊核（；H）

D.O、。兩點之間距離等于O、〃兩點之間距離的2倍

11.回旋加速器的工作原理圖如圖所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間

的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可忽略不計，勻強磁場與盒面垂直，磁感應強

度大小為從A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為〃?、電荷量為夕、初速度為零的帶正電粒子，在兩

盒之間被電場加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力影響，則（）

VXXXXX/接交

〈逡況電源

A.加速電壓U變化的周期等于粒子的運動周期

B.增大加速電壓U,出射粒子能量增大

C.增大。和R,出射粒子能量增大

D.粒子在D形盒中的運動時間與加速電壓U無關(guān)

12.豎直放置的固定絕緣光滑軌道由半徑為R的四分之一圓周軌道MN和半徑為廣的

半圓周軌道NP拼接而成，兩軌道在N點平滑連接，R>2r.現(xiàn)將一小球由M點靜止

釋放，它剛好能通過產(chǎn)點。己知小球帶正電，質(zhì)量為〃7,電荷量為小重力加速度為

g,不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A.若整個軌道空間加豎直向上的勻強電場2%<〃田），則小球仍能通過P點

B.若整個軌道空間加豎直向下的勻強電場E,則小球不能通過尸點

C.若整個軌道空間加垂直紙面向里的勻強磁場則小球一定不能通過尸點

D.若整個軌道空間加垂直紙面向外的勻強磁場B,則小球可能不能通過P點

參考答案

1.答案：C

解析：由題意可知，穿過鋁盤甲區(qū)域中的磁通量增大，由楞次定律知，甲區(qū)域感應電

流的磁場方向垂直鋁盤向外，A錯誤；穿過鋁盤乙區(qū)域中的磁通量減小，由楞次定律

知，乙區(qū)域感應電流的磁場方向垂直鋁盤向里，B錯誤；由“來拒去留”可知，磁鐵與

感應電流之間有相互阻礙的作用力，則會使鋁盤減速，C正確；若將實心鋁盤換成布

滿小空洞的鋁盤，會導致渦流產(chǎn)生的磁場減弱，則磁鐵對空洞鋁盤的作用力小于對實

心鋁盤的作用力，D錯誤.

2.答案：C

解析：根據(jù)安培定則回路內(nèi)磁場方向與電流方向有關(guān)，故A錯誤；CMNE回路中驅(qū)動

電流的方向改變，根據(jù)安培定則，磁場方向相反，因為中電流方向也相反，根據(jù)

左手定則，安培力廠的方向不變，B錯誤；驅(qū)動電流/變?yōu)樵瓉淼?倍，磁感應強度8

變?yōu)樵瓉淼膬杀?，安培力”也變?yōu)樵瓉淼?倍，C正確；驅(qū)動電流/變?yōu)樵瓉淼?

倍，飛翔體MN受的安培力/變?yōu)樵瓉淼?倍，飛翔體的加速度。變?yōu)樵瓉淼?倍，

由寸=2QX得y二12ax,所以速度變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯誤。故選C。

3.答案：D

解析：原子核衰變過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可知，衰變生成的兩粒子的動

量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則可知，若生成的兩粒子電性相反則在磁

場中的徑跡為內(nèi)切圓。若電性相同則在磁場中的徑跡為外切圓，所以該原子核發(fā)生的

是a衰變，故A錯誤；核反應過程系統(tǒng)動量守恒，原子核原來靜止，初動量為零，由

動量守恒定律可知，原子核衰變生成的兩核動量大小相等，方向相反，粒子在磁場中

做勻速圓周運動，洛倫必力提供向心力，由牛頓第二定律得/8=〃?上，解得

r

，"萩mv=6"，由于〃、B相同，則粒子電荷量夕越大，徑跡半徑越小，由于新核的電

荷量大，所以新核的徑跡半徑小于a粒子的徑跡半徑，所以徑跡2是衰變后a粒子的

運動徑跡，故B錯誤；由動能與動量的關(guān)系線二^可知，動能之比等于質(zhì)量的反

2m

比，即2:117,故C錯誤；由B項分析知，小弓=2:90=1:45,故D正確。

4.答案：D

解析：根據(jù)粒子的偏轉(zhuǎn)方向，由左手定則可以判斷出粒子帶正電，A不符合題意；由

洛倫茲力提供向心力可得驢，8=相仁，解得粒子在磁場中運動時，其軌跡的半徑為

r

^?=—,由幾何關(guān)系可知軌跡所對應的圓心角為仇則粒子在磁場中運動的軌跡長度

qB

Hli*///7T1*/Jr

為s=6r=r，B不符合題意；粒子做勻速圓周運動的周期為7=—=二=，則粒

qBvqB

子在磁場中運動的時間為f=4",7二(■?二々，C不符合題意；設(shè)圓形磁場區(qū)域

2兀2兀qBqB

Z3D°YYiV0

的半徑為R,由tan7二一解得Rurtan^u-^tan7,D符合題意.

2r2qB2

5.答案：A

解析：粒子在電場中運動只受電場力作用，故加速度相等，則兩粒子第一次穿過

時的豎直分速度，相同，水平速度匕不變，分別為%和2%,粒子在磁場中運動只受

2

洛倫茲力作用，故粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力有箸，所以粒

子在磁場中運動的軌跡半處寵=勺，運動周期T=旦=」9,根據(jù)圓周運動規(guī)律可

qBvqB

得粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為8=36()L2arctan上，故粒子A轉(zhuǎn)過的圓心角比粒子B小，又

八

因為周期相等，所以前兩次穿越MN時每個粒子軌跡與MN交點間的距離為

'v.v2mv

d=2Rsinarctan=2R—=—故口=心，故A正確.

I匕JvqB

6.答案：D

解析：熒光屏PQ下方勻強磁場的方向垂直紙面向外，由左手定則知三個粒子均帶正

電，A錯誤；三個粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，受力平衡，有，止=0%,解

得則粒子進入偏轉(zhuǎn)磁場的速度是5,根據(jù)2綜僅二小匕，解得加=絲竺，打

1*rv

在S3位置的粒子半徑最大，則打在S3位置的粒子質(zhì)量:最大，B錯誤，D正確；根據(jù)

2qvB。=m—,解得r\=.，r3=,SQ3=AA，=24一2"，解得叫一網(wǎng)=叫,C

r24穌4%E

錯誤.

7.答案：D

解析：由等量異種點電荷產(chǎn)生電場的分布特點可知，.、。兩點的場強相同，當再疊加

勻強電場時，兩點的場強依然相同，故A錯誤；等量異種點電荷周圍電勢的特點是兩

點電荷連線的中垂線上的電勢為零，當再疊加勻強電場時，d點的電勢高于c點的電

勢，故B錯誤；將電子從〃點移到c點的過程中，勻強電場的電場力對電子做兔功，

等量異種點電荷產(chǎn)生的電場的電場力對電子做負功，所以電場力對電子做負功，故C

錯誤；質(zhì)子從。點移動到點時，等量異種點電荷產(chǎn)生的電場的電場力對質(zhì)子做正

功，質(zhì)子電勢能減小，勻強電場的電場力對質(zhì)子不做功，質(zhì)子電勢能不變，所以質(zhì)子

在0點時的電勢能大于其在人點時的電勢能，故D正確.

8.答案：BD

解析：A.熒光屏PQ下方勻強磁場的方向垂直紙面向外，由左手定則知三種粒子均帶

正電，A錯誤；

BD.三種粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，受力平衡

qE=qvB。

解得「二E

為

則粒子進入偏轉(zhuǎn)磁場的速度是二

綜

根據(jù)qy2B（）=m—

解得根=史當L

v

打在S3位置的粒子半徑最大，則打在邑位置的粒子質(zhì)量最大，BD正確；

C.根據(jù)

I廠

q\'B=m—

mv

解得【}

*

2泡

SlS3=^x=2r3-2r[

解得嗎-叫=吟聲

C錯誤。

故選BDo

9.答案：BC

解析：根據(jù)題意，從。點沿仍方向射入磁場的粒子，運動軌跡恰好垂直于邊界"射出

磁場，如圖甲所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，。點為粒子運動軌跡的圓心，則粒子做圓周

運動的半徑為〃=乙由洛倫茲力提供向心力有伏。3=加?，聯(lián)立解得%二嚕，A錯

誤；粒子從。點射出磁場，根據(jù)題意，粒子的運動軌跡如圖乙所示，根據(jù)幾何關(guān)系可

知zqc〃=60“，a=60°,即粒子在c點的速度方向與〃c夾角為60°,B.正確；根據(jù)

題意，與爐夾角為45°入射的粒子在磁場中的運動軌跡如圖內(nèi)所示，根據(jù)幾何關(guān)系可

知，粒子運動軌跡所對圓心角為45°,則粒子在磁場中的運動時間為

義空=嗯，C正確；根據(jù)題意可知，所有從"邊界出射的粒子中在磁場中

運動軌跡對應的弦長最短的情況為弦與他垂直，此時粒子運動的時間最短，最短時間

的運動軌跡為弧線〃，處圖丁所示，根據(jù)題意結(jié)合余弦定理有cos0=^＞立，可知

322

。今結(jié)合C選項分析可知，從"邊界出射的粒子中在磁場中運動的最短時間

“磁'D錯誤。

解析：帶電粒子在電容器中做直線運動，洛倫茲力與電場力平衡，粒子所受電場力方

向向上，可知粒子所受洛倫茲力方向向下，根據(jù)左手定則，可知兩板間勻強磁場的方

U

向垂直紙面向外，A正確；洛倫茲力與電場力平衡，可得"q解得x利B

錯誤；粒子在磁感應強度為名的勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，

有乎，B,=m上,解得氏=等，將-=2代入，可得R=則粒子打在感光片

RqB?B\dqB?B\d

Or7

上的點到。點的距離d=2R=-^）,d與竺成正比，可知乳核（；H）打在〃點，笊核

（汨）和氮核（；He）打在〃點，C正確；根據(jù)以上分析可知。、〃兩點之間距離?等于

O、〃兩點之間距離的2