專題08 磁場-【好題匯編】5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（解析版）

專題08磁場一、單選題1．（2023·北京·高考）如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，固定一內部真空且內壁光滑的圓柱形薄壁絕緣管道，其軸線與磁場垂直。管道橫截面半徑為a，長度為l（）。帶電粒子束持續(xù)以某一速度v沿軸線進入管道，粒子在磁場力作用下經(jīng)過一段圓弧垂直打到管壁上，與管壁發(fā)生彈性碰撞，多次碰撞后從另一端射出，單位時間進入管道的粒子數(shù)為n，粒子電荷量為，不計粒子的重力、粒子間的相互作用，下列說法不正確的是（）

A．粒子在磁場中運動的圓弧半徑為aB．粒子質量為C．管道內的等效電流為D．粒子束對管道的平均作用力大小為【答案】C【詳解】A．帶正電的粒子沿軸線射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子運動的圓弧半徑為r=a故A正確，不符合題意；B．根據(jù)可得粒子的質量故B正確，不符合題意；C．管道內的等效電流為故C錯誤，符合題意；D．粒子束對管道的平均作用力大小等于等效電流受的安培力故D正確，不符合題意。故選C。2．（2022·北京·高考）正電子是電子的反粒子，與電子質量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直于紙面的勻強磁場，從P點發(fā)出兩個電子和一個正電子，三個粒子運動軌跡如圖中1、2、3所示。下列說法正確的是（）A．磁場方向垂直于紙面向里 B．軌跡1對應的粒子運動速度越來越大C．軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大 D．軌跡3對應的粒子是正電子【答案】A【詳解】AD．根據(jù)題圖可知，1和3粒子繞轉動方向一致，則1和3粒子為電子，2為正電子，電子帶負電且順時針轉動，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，A正確，D錯誤；B．電子在云室中運行，洛倫茲力不做功，而粒子受到云室內填充物質的阻力作用，粒子速度越來越小，B錯誤；C．帶電粒子若僅在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律可知解得粒子運動的半徑為根據(jù)題圖可知軌跡3對應的粒子運動的半徑更大，速度更大，粒子運動過程中受到云室內物質的阻力的情況下，此結論也成立，C錯誤。故選A。3．（2021·北京·高考）如圖所示，在xOy坐標系的第一象限內存在勻強磁場。一帶電粒子在P點以與x軸正方向成60的方向垂直磁場射入，并恰好垂直于y軸射出磁場。已知帶電粒子質量為m、電荷量為q，OP=a。不計重力。根據(jù)上述信息可以得出（）A．帶電粒子在磁場中運動的軌跡方程B．帶電粒子在磁場中運動的速率C．帶電粒子在磁場中運動的時間D．該勻強磁場的磁感應強度【答案】A【詳解】粒子恰好垂直于y軸射出磁場，做兩速度的垂線交點為圓心，軌跡如圖所示A．由幾何關系可知因圓心的坐標為，則帶電粒子在磁場中運動的軌跡方程為故A正確；BD．洛倫茲力提供向心力，有解得帶電粒子在磁場中運動的速率為因軌跡圓的半徑可求出，但磁感應強度未知，則無法求出帶電粒子在磁場中運動的速率，故BD錯誤；C．帶電粒子圓周的圓心角為，而周期為則帶電粒子在磁場中運動的時間為因磁感應強度未知，則運動時間無法求得，故C錯誤；故選A。4．（2020·北京·高考）如圖所示，在帶負電荷的橡膠圓盤附近懸掛一個小磁針?，F(xiàn)驅動圓盤繞中心軸高速旋轉，小磁針發(fā)生偏轉。下列說法正確的是（）A．偏轉原因是圓盤周圍存在電場B．偏轉原因是圓盤周圍產(chǎn)生了磁場C．僅改變圓盤的轉動方向，偏轉方向不變D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，偏轉方向不變【答案】B【詳解】AB．小磁針發(fā)生偏轉是因為帶負電荷的橡膠圓盤高速旋轉形成電流，而電流周圍有磁場，磁場會對放入其中的小磁針有力的作用，故A錯誤，B正確；C．僅改變圓盤的轉動方向，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉方向也與之前相反，故C錯誤；D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉方向也與之前相反，故D錯誤。故選B。一、單選題1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）如圖所示，真空區(qū)域內有寬度為d、磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里，MN、PQ是磁場的邊界。質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計重力），沿著與MN夾角θ為30°的方向以某一速度射入磁場中，粒子恰好未能從PQ邊界射出磁場。下列說法不正確的是（）A．可求出粒子在磁場中運動的半徑B．可求出粒子在磁場中運動的加速度大小C．若僅減小射入速度，則粒子在磁場中運動的時間一定變短D．若僅增大磁感應強度，則粒子在磁場中運動的時間一定變短【答案】C【詳解】AB．根據(jù)題意可以分析粒子到達PQ邊界時速度方向與邊界線相切，如圖所示則根據(jù)幾何關系可知在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力解得則加速度為故AB正確；CD．根據(jù)若僅減小射入速度，則粒子在磁場中運動的半徑減小，可知粒子運動軌跡的圓心角不變，時間不變，若僅增大磁感應強度，粒子運動軌跡的圓心角不變，粒子在磁場中運動的時間變短，故C錯誤，D正確；本題選擇錯誤選項；故選C。2．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，水平絕緣桌面上放著一個閉合鋁環(huán)。絕緣材料制成的輕彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，磁鐵位于鋁環(huán)中心上方。將磁鐵下端N極向下拉，在其下降一定高度時由靜止釋放。此后，磁鐵開始運動，鋁環(huán)保持靜止，彈簧始終在彈性限度內，不計空氣阻力。則在磁鐵向下的運動過程中（

）A．俯視看鋁環(huán)中的電流沿順時針方向 B．鋁環(huán)對桌面的壓力大于它的重力C．磁鐵運動過程中只受到兩個力的作用 D．磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒【答案】B【詳解】在磁鐵向下的運動過程中，穿過鋁環(huán)的磁通量向下增大，根據(jù)楞次定律可知，俯視看鋁環(huán)中的電流沿逆時針方向；根據(jù)“來拒去留”可知磁鐵受到向上的磁場力，則鋁環(huán)受到向下的磁場力鋁環(huán)對桌面的壓力大于它的重力；磁鐵運動過程中受到重力、彈簧彈力和磁場力三個力作用；由于鋁環(huán)產(chǎn)生感應電流，鋁環(huán)中有焦耳熱產(chǎn)生，根據(jù)能量守恒可知，磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少。故選B。3．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，勻強電場和勻強磁場的方向均水平向右。一個正離子在某時刻速度的大小為v，方向與電場磁場方向夾角為θ。當速度方向與磁場不垂直時，可以將速度分解為平行于磁場方向的分量和垂直于磁場方向的分量來進行研究。不計離子重力，此后一段時間內，下列說法正確的是（

）A．離子受到的洛倫茲力變大 B．離子加速度的大小不變C．電場力的瞬時功率不變 D．速度與電場方向的夾角θ變大【答案】B【詳解】AB．根據(jù)運動的分解可知離子水平方向的分速度變大，垂直于磁場方向的分量不變，則洛倫茲力不變，電場力也不變，離子受合力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度大小不變，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)功率的計算公式可知，電場力的瞬時功率變大，故C錯誤；D．由于變大，根據(jù)速度的合成可知速度與電場方向的夾角θ變小，故D錯誤；故選B。4．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）用如圖所示裝置作為推進器加速帶電粒子。裝置左側部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。使大量電荷量絕對值均為q0的正、負離子從左側以速度v0水平入射，可以給右側平行板電容器PQ供電?？拷黁板處有一放射源S可釋放初速度為0、質量為m、電荷量絕對值為q的粒子，粒子被加速后從S正上方的孔噴出P板，噴出的速度大小為v。下列說法正確的是（）A．放射源S釋放的粒子帶負電B．增大q0的值，可以提高vC．PQ間距變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉肀禗．v0和B同時變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】D【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，正負離子進入MN區(qū)域，正離子受到向下的洛倫茲力，負離子受到向上的洛倫茲力，所以正離子打到N板，負離子打到M板，N板電勢高于M板，即Q板電勢高于P板，S釋放的粒子受到向上的電場力，電場力方向與場強方向相同，則粒子帶正電，故A錯誤；BC．根據(jù)力的平衡可得S釋放的粒子，加速過程有聯(lián)立可得由此可知，粒子射出的速度與q0、PQ間距無關，故BC錯誤；D．由以上分析可知，當v0和B同時變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。故選D。5．（2024·北京朝陽·統(tǒng)考一模）如圖所示，水平放置的內壁光滑半徑為R的玻璃圓環(huán)，有一直徑略小于圓環(huán)口徑的帶正電q的小球，在圓環(huán)內以速度沿順時針方向勻速轉動（俯視）。在時刻施加方向豎直向上的變化磁場，磁感應強度。設運動過程中小球帶電荷量不變，不計小球運動產(chǎn)生的磁場及相對論效應。加上磁場后，下列說法正確的是（）A．小球對玻璃圓環(huán)的壓力不斷增大B．小球對玻璃圓環(huán)的壓力不斷減小C．小球所受的磁場力一定不斷增大D．小球每運動一周增加的動能為【答案】C【詳解】AB．由楞次定律判斷可得當磁場增強時，會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電場力先對小球做正功使其沿順時針方向做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可得未加磁場時加磁場后，小球所受洛倫茲力方向指向圓心，圓環(huán)對小球的壓力與小球洛倫茲力的合力提供向心力，沒有確定的數(shù)量關系去比較洛倫茲力與向心力的大小，所以小球與圓環(huán)之間的彈力變化情況不明。故AB錯誤；C．根據(jù)可知小球所受的磁場力一定不斷增大。故C正確；D．由動能定理可得小球每運動一周，電場力做功為聯(lián)立，解得故D錯誤。故選C。6．（2024·北京豐臺·統(tǒng)考一模）如圖所示，真空中一根絕緣輕桿兩端分別固定兩個帶等量異種電荷的小球M、N（可看成點電荷），O點為輕桿的中點。情境一：小球及輕桿處于靜止狀態(tài)；情境二：輕桿繞O點在豎直平面內逆時針勻速轉動。下列說法正確的是（）A．情境一中，O點的電場強度為零B．情境一中，O點與無窮遠處電勢相等C．情境二中，O點的磁感應強度方向垂直紙面向外D．情境二中，O點的磁感應強度方向垂直紙面向里【答案】B【詳解】A．M在點的電場強度水平向右，N在點的電場強度水平向右，根據(jù)電場的疊加可知O點的電場強度不為零，故A錯誤；B．等量異種電荷中垂線為等勢面，其電勢等于0，與無窮遠處電勢相等，故B正確；CD．當桿繞O點在豎直平面內逆時針方向勻速轉動，N形成的等效電流方向為順時針，N形成的等效電流方向為逆時針，根據(jù)安培定則可知，M在O點的磁場方向垂直紙面向外，N在O點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，M、N距離O點的距離相等，所以O點的合磁場的磁感應強度為零，故CD錯誤。故選B。7．（2024·北京豐臺·統(tǒng)考一模）一束含有兩種比荷的帶電粒子，以各種不同的初速度沿水平方向進入速度選擇器，從O點進入垂直紙面向外的偏轉磁場，打在O點正下方的粒子探測板上的，和點，如圖甲所示。撤去探測板，在O點右側的磁場區(qū)域中放置云室，若帶電粒子在云室中受到的阻力大小，k為常數(shù)，q為粒子的電荷量，其軌跡如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．打在點的帶電粒子的比荷小B．增大速度選擇器的磁感應強度，、向下移動C．打在點的帶電粒子在云室里運動的路程更長D．打在點的帶電粒子在云室里運動的時間更短【答案】D【詳解】A．只有豎直方向受力平衡的離子，才能沿水平方向運動離開速度選擇器，即可得可知粒子進入磁場的速度相等，根據(jù)可得則可知打在點的帶電粒子的比荷大，故A錯誤；B．增大速度選擇器的磁感應強度，粒子經(jīng)過速度選擇器過程中向洛倫茲力方向發(fā)生偏轉，電場力做負功，可知粒子到達磁場的速度變小，根據(jù)可知粒子在磁場做圓周運動的半徑變小，則、向上移動，故B錯誤；CD．在云霧室內受到的阻力始終與速度方向相反，做負功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理可得兩個帶電粒子的速度大小相等，結合A選項分析可知打在點的帶電粒子在云室里運動的路程更長，打在點的帶電粒子在云室里運動的路程更短，打在點的帶電粒子在云室里運動的時間更短故C錯誤，D正確。故選D。8．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）如圖所示為洛倫茲力演示儀的示意圖。電子槍發(fā)出的電子經(jīng)電場加速后形成電子束，玻璃泡內充有稀薄的氣體，在電子束通過時能夠顯示電子的徑跡，勵磁線圈能夠產(chǎn)生垂直紙面向里的勻強磁場。下列說法正確的是（）A．僅增大勵磁線圈中的電流，運動徑跡的半徑變小B．僅增大勵磁線圈中的電流，電子運動的周期將變大C．僅升高電子槍加速電場的電壓，運動徑跡的半徑變小D．僅升高電子槍加速電場的電壓，電子運動的周期將變大【答案】A【詳解】AC．有題意可得可得僅增大勵磁線圈中的電流，磁感應強度B變大，則運動徑跡的半徑變??；僅升高電子槍加速電場的電壓U，運動徑跡的半徑變大，故A正確，C錯誤；BD．由可得電子的周期為電子周期與電子槍加速電場的電壓無關，且僅增大勵磁線圈中的電流，電子運動的周期將變小，故BD錯誤。故選A。9．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）霍爾傳感器中的霍爾元件為一長方體結構，長寬高分別為a、b、c。如圖所示，將霍爾傳感器放入豎直向下的磁場中，霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓為前表面（圖中陰影部分）電勢高。下列說法正確的是（

）A．霍爾元件中電流I的載流子是負電荷定向運動形成的B．當滑動變阻器滑動觸頭向左滑動，霍爾電壓將減小C．同時改變磁場和電流的方向，電壓表指針會偏向另一邊D．霍爾電壓大小與霍爾元件的長寬高a、b、c都有關系【答案】A【詳解】AC．由題知，霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓為前表面（圖中陰影部分）電勢高，則根據(jù)左手定則可知霍爾元件中電流I的載流子是負電荷定向運動形成的，且同時改變磁場和電流的方向，粒子的偏轉方向不變，電壓表指針會偏向不變，故A正確、B錯誤；BD．當達到穩(wěn)定狀態(tài)時滿足其中解得霍爾電勢差則霍爾電壓大小與霍爾元件的寬b有關系，且變阻器滑動觸頭向左滑動，電流變大，U變大，故BD錯誤。故選A。10．（2024·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）如圖所示，兩平行金屬板A、B與電阻R相連，金屬板間有一勻強磁場?，F(xiàn)將一束等離子（含有大量等量正、負離子）垂直磁場噴入，下列說法正確的是（

）A．A極板的電勢高于B極板 B．R中有從b到a的電流C．若只增大磁感應強度，R中電流不變 D．若只增大兩極板間距，R中電流不變【答案】B【詳解】A．由左手定則，正離子受洛倫茲力向下偏轉，負離子受洛倫茲力向上偏轉，B板為電源的正極，A極板的電勢低于B極板，故A錯誤；B．由A項分析可知，B板為電源的正極，A極板為電源的負極，R中有從b到a的電流，故B正確；CD．由平衡條件得電源電動勢為兩板間等離子體的等效電阻為r，R中電流若只增大磁感應強度，R中電流增大，若只增大兩極板間距，R中電流增大,故CD錯誤。故選B。11．（2024·北京延慶·統(tǒng)考一模）在霍爾效應中，霍爾電壓與通過導體的電流之比被定義為霍爾電阻，可用符號表示，通常情況下，霍爾電阻與外加磁場的磁感應強度成正比。但在超低溫、強磁場的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強磁場的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象：h是普朗克常數(shù)，e是電子的電量，v既可以取1、2、3…等整數(shù)，也可以取某些小于1的分數(shù)，這就是量子霍爾效應現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，當霍爾電阻處于量子態(tài)時，材料中的電子將沿邊緣帶做定向運動，幾乎不受阻力作用。2013年，清華大學薛其坤團隊發(fā)現(xiàn)，在超低溫（0.03K）環(huán)境條件下，具備特殊結構的拓補絕緣體材料可以自發(fā)地發(fā)生磁化，此時不需要外加磁場也會發(fā)生量子霍爾效應，這種現(xiàn)象被稱為量子反常霍爾效應。結合以上資料，可以判斷下列說法正確的是（）A．同歐姆電阻類似，霍爾電阻越大，表明材料對通過它的電流的阻礙越強B．要發(fā)生量子霍爾效應現(xiàn)象，外部環(huán)境條件有兩個，一是要具備超低溫環(huán)境，二是要具備超強的磁場C．具備量子反?；魻栃拇判酝匮a絕緣材料已成為新一代低能耗芯片的制造材料D．霍爾電阻的量子態(tài)表達式中的常數(shù)組合與歐姆電阻具有相同的單位【答案】D【詳解】A．設半導體的與電流垂直方向長為a，寬為b，處于磁感應強度為B的磁場中，電子定向運動的速率為v，則半導體兩端的霍爾電壓為根據(jù)霍爾電阻定義有則霍爾電阻不能反映對電流的阻礙作用，故A錯誤；B．由題意可知，在超低溫、強磁場的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強磁場的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象，并不是所有的材料都會發(fā)生，故B錯誤；C．具備量子反常霍爾效應的磁性拓補絕緣材料，有望成為新一代低能耗芯片的制造材料，故C錯誤；D．根據(jù)功率的表達式，，結合牛頓第二定律，整理得則歐姆電阻的基本單位表示為；根據(jù)能量子表達式，功的表達式，牛頓第二定律，結合電流的定義式，整理得則常數(shù)組合的基本單位表示為，故D正確。故選D。12．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）水平放置的M、N兩金屬板，板長均為L，板間距為d，兩板間有豎直向下的勻強電場，場強大小為E，在兩板左端點連線的左側足夠大空間存在勻強磁場，磁感應強度的大小為B，方向垂直紙面向里。一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速v0緊靠M板從右端水平射入電場，隨后從P點進入磁場，從Q點離開磁場（P、Q未畫出）。不考慮粒子的重力，下列說法正確的是A．PQ間距離與E的大小無關B．PQ間距離與v0的大小無關C．P點的位置與粒子的比荷無關D．帶電粒子不可能打在N板上【答案】A【詳解】AB．粒子進入磁場時的速度為，進入磁場后粒子在磁場中做圓周運動，偏轉后從MN邊界離開磁場，則由洛倫茲力充當向心力有可得又粒子在電場中做類平拋運動，設粒子進入磁場時的速度與水平方向的夾角為，則有根據(jù)幾何關系可得，粒子進入磁場的位置與射出磁場的位置之間的距離為所以PQ間距離與無關，與有關，故A正確，B錯誤；C．根據(jù)類平拋運動的規(guī)律有，水平方向豎直方向加速度可知可知P點的位置與粒子的比荷有關，故C錯誤；D．題中的值未做明確限制，若，則帶電粒子有可能打在板上，故D錯誤。故選A。13．（2024·北京順義·統(tǒng)考三模）在霍爾效應中，霍爾電壓與通過導體的電流之比被定義為霍爾電阻，可用符號表示，通常情況下，霍爾電阻與外加磁場的磁感應強度成正比。但在超低溫、強磁場的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強磁場的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象：h是普朗克常數(shù)，e是電子的電量，v既可以取1、2、3…等整數(shù)，也可以取某些小于1的分數(shù)，這就是量子霍爾效應現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，當霍爾電阻處于量子態(tài)時，材料中的電子將沿邊緣帶做定向運動，幾乎不受阻力作用。2013年，清華大學薛其坤團隊發(fā)現(xiàn)，在超低溫（0.03K）環(huán)境條件下，具備特殊結構的拓補絕緣體材料可以自發(fā)地發(fā)生磁化，此時不需要外加磁場也會發(fā)生量子霍爾效應，這種現(xiàn)象被稱為量子反常霍爾效應。結合以上資料，可以判斷下列說法正確的是（）A．同歐姆電阻類似，霍爾電阻越大，表明材料對通過它的電流的阻礙越強B．要發(fā)生量子霍爾效應現(xiàn)象，外部環(huán)境條件有兩個，一是要具備超低溫環(huán)境，二是要具備超強的磁場C．具備量子反?；魻栃拇判酝匮a絕緣材料已成為新一代低能耗芯片的制造材料D．霍爾電阻的量子態(tài)表達式中的常數(shù)組合與歐姆電阻具有相同的單位【答案】D【詳解】A．設半導體的與電流垂直方向長為a，寬為b，處于磁感應強度為B的磁場中，電子定向運動的速率為v，則半導體兩端的霍爾電壓為根據(jù)霍爾電阻定義有則霍爾電阻不能反映對電流的阻礙作用，故A錯誤；B．由題意可知，在超低溫、強磁場的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強磁場的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象，并不是所有的材料都會發(fā)生，故B錯誤；C．具備量子反常霍爾效應的磁性拓補絕緣材料，有望成為新一代低能耗芯片的制造材料，故C錯誤；D．根據(jù)功率的表達式，，結合牛頓第二定律，整理得則歐姆電阻的基本單位表示為；根據(jù)能量子表達式，功的表達式，牛頓第二定律，結合電流的定義式，整理得則常數(shù)組合的基本單位表示為，故D正確。故選D。14．（2024·北京順義·統(tǒng)考三模）用如圖所示裝置作為推進器加速帶電粒子。裝置左側部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。使大量電荷量絕對值均為q0的正、負離子從左側以速度v0水平入射，可以給右側平行板電容器PQ供電?？拷黁板處有一放射源S可釋放初速度為0、質量為m、電荷量絕對值為q的粒子，粒子被加速后從S正上方的孔噴出P板，噴出的速度大小為v。下列說法正確的是（）A．放射源S釋放的粒子帶負電B．增大q0的值，可以提高vC．PQ間距變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉肀禗．v0和B同時變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】D【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，正負離子進入MN區(qū)域，正離子受到向下的洛倫茲力，負離子受到向上的洛倫茲力，所以正離子打到N板，負離子打到M板，N板電勢高于M板，即Q板電勢高于P板，S釋放的粒子受到向上的電場力，電場力方向與場強方向相同，則粒子帶正電，故A錯誤；BC．根據(jù)力的平衡可得S釋放的粒子，加速過程有聯(lián)立可得由此可知，粒子射出的速度與q0、PQ間距無關，故BC錯誤；D．由以上分析可知，當v0和B同時變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。故選D。15．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖所示，正方形區(qū)域abcd內存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點M以速度v垂直于ad邊射入磁場，并恰好從ab邊的中點N射出磁場。不計粒子的重力，下列說法正確的是（

）A．粒子帶負電B．若粒子射入磁場的速度增大為，粒子將從a點射出C．若粒子射入磁場的速度增大為，粒子將從b點射出D．若粒子射入磁場的速度增大為，粒子在磁場中的運動時間將變短【答案】D【詳解】A．根據(jù)左手定則可知粒子帶正電。故A錯誤；BC．根據(jù)解得設正方形邊長為L，粒子以速度v和速度2v進入磁場，有軌跡如圖可知若粒子射入磁場的速度增大為，射出的位置在Nb之間。故BC錯誤；D．根據(jù)C選項分析可知，若粒子射入磁場的速度增大為，則在磁場中運動的軌跡所對應的圓心角將變小，由又粒子在磁場中的運動時間將變短。故D正確。故選D。16．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）質譜儀可用來分析帶電粒子的基本性質，其示意圖如圖所示。a、b是某元素的兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷量，不同的質量。a、b兩種帶電粒子持續(xù)從容器A下方的小孔飄入加速電場，初速度幾乎為0，加速后從小孔射出，又通過小孔，沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場中，最后打到照相底片D上并被吸收。測得a、b打在底片上的位置距小孔的距離分別為、，a、b打在底片上的強度（數(shù)值上等于單位時間內打在底片上某處的粒子的總動能）分別為、。不計原子核的重力及相互作用力，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b的質量之比B．a(chǎn)、b分別形成的等效電流之比C．a(chǎn)、b對底片的作用力大小之比D．a(chǎn)、b在磁場中運動時間之比【答案】B【詳解】A．粒子在電場中加速過程，根據(jù)動能定理有，粒子在磁場中做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有，根據(jù)幾何關系有，解得故A錯誤；D．粒子在磁場中做圓周運動的周期，結合上述解得，根據(jù)軌跡可知，粒子在磁場中運動時間為圓周運動的半個周期，則可解得故D錯誤；B．a(chǎn)、b打在底片上的強度（數(shù)值上等于單位時間內打在底片上某處的粒子的總動能）分別為、，令對應強度含有單位時間內打在底片上的粒子數(shù)目分別為、，則有，根據(jù)電流的定義式可知，a、b分別形成的等效電流分別為，結合上述解得故B正確；C．結合上述，選擇在時間內打在底片上的粒子為研究對象，根據(jù)動量定理有，結合上述有，根據(jù)牛頓第三定律有，結合上述解得故C錯誤。故選B。17．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）一束γ射線（從底部進入而沒有留下痕跡）從充滿在氣泡室中的液態(tài)氫的一個氫原子中打出一個電子，同時γ光子自身轉變成一對正、負電子對（分別稱為正電子、負電子，二者速度接近），其徑跡如圖所示。已知勻強磁場的方向垂直照片平面向里，正、負電子質量相等，則下列說法正確的是（）A．左側螺旋軌跡為負電子運動的軌跡B．正電子、負電子所受洛倫茲力大小時刻相等C．分離瞬間，正電子速度大于負電子速度D．正電子、負電子的動能不斷減小，而被打出的電子動能不變【答案】C【詳解】A．由圖可知氫原子中打出的電子向上運動，根據(jù)反沖原理，正、負電子對向下運動，根據(jù)左手定則，左側螺旋軌跡為正電子運動的軌跡，右側螺旋軌跡為負電子運動的軌跡，故A錯誤；B．正電子、負電子所受洛倫茲力大小為正電子、負電子的速度大小不是時刻相等，則正電子、負電子所受洛倫茲力大小不是時刻相等，故B錯誤；C．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得根據(jù)運動軌跡可知正電子與負電子分離瞬間，左側正電子的軌跡半徑大于右側負電子的軌跡半徑，故分離瞬間，正電子速度大于負電子速度，故C正確；D．正、負電子在氣泡室運動時，根據(jù)軌跡可知運動的軌跡半徑逐漸減小，則速度逐漸減小，動能逐漸減小，被打出的電