三磁場(chǎng)-2024屆高考物理二輪復(fù)習(xí)巧刷高考題型之電磁學(xué)選擇題

（3）磁場(chǎng)——2024屆高考物理二輪復(fù)習(xí)巧刷高考題型之電磁學(xué)選擇

題

學(xué)校：___________姓名：班級(jí)：___________考號(hào)：

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(jiǎn)述如下：將磁鐵的N

極靠近一塊正在以逆時(shí)針?lè)较蛐D(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(yùn)動(dòng)，磁鐵右方鋁

盤的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開(kāi)磁鐵方向運(yùn)動(dòng).下列有關(guān)鋁盤剎車的說(shuō)法正確的是（）

A.鋁盤甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向里的磁場(chǎng)

B.鋁盤乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場(chǎng)

C.磁鐵與甲、乙兩區(qū)域的感應(yīng)電流之間的作用力，都會(huì)使鋁盤減速

D.若將實(shí)心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對(duì)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(jìn)技術(shù)，2022年6月17日上午，中國(guó)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(jiǎn)化如下圖，光滑固定導(dǎo)軌

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

強(qiáng)度8與導(dǎo)軌中的電流/及空間某點(diǎn)到導(dǎo)軌的距離〃的關(guān)系式為4=K，,磁場(chǎng)對(duì)處在

r

磁場(chǎng)中的導(dǎo)電飛翔體產(chǎn)生了安培力F，從而推動(dòng)飛翔體向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。下列

說(shuō)法正確的是（）

A.CMNb回路內(nèi)的磁場(chǎng)方向與驅(qū)動(dòng)電流的方向無(wú)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(dòng)電流的方向有?關(guān)

C.驅(qū)動(dòng)電流/變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，飛翔體MN受的安培力將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

D.如果飛翔體在導(dǎo)軌上滑過(guò)的距離保持不變，將驅(qū)動(dòng)電流/變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，飛翔體

最終的彈射速度將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

3.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)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(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別小公則下列說(shuō)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(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)限定在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為&一個(gè)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(chǎng)區(qū)域的直徑方向從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)，

從Q點(diǎn)沿半徑方向射出磁場(chǎng)，粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與射入磁場(chǎng)時(shí)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(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.粒子帶正電B.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度為丁

Bq

C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為整D.圓形磁場(chǎng)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(qiáng)電場(chǎng)，在上方有垂直紙面

向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).兩個(gè)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(diǎn)先后進(jìn)入電場(chǎng)，帶電粒子44第一次在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分

別為々和前兩次穿越時(shí)，兩粒子軌跡與交點(diǎn)間的距離分別為感和〃，粒

子重力不計(jì)，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(chǎng)兩部分組成，已知

速度選擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為品、電場(chǎng)強(qiáng)度大個(gè)為￡,熒光屏PQF方勻強(qiáng)磁場(chǎng)

的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2屁）.三個(gè)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(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在熒光屏上的

，、S?、邑處，相對(duì)應(yīng)的三個(gè)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(shuō)法正確的是（）

S］、S?、S3處，相對(duì)應(yīng)的三個(gè)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(shuō)法正確的是（）

A.三個(gè)粒子均帶負(fù)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(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是二

BQ

9.空間中存在直角三角形有界磁場(chǎng)，直角邊長(zhǎng)度為心磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為及C點(diǎn)

有一個(gè)可沿紙面內(nèi)各個(gè)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(diǎn)沿他方向射入磁場(chǎng)的粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡恰好垂直于邊界"射出磁場(chǎng)。粒子

重力不計(jì)，則關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.粒子速度%的大小滿足％=警

2m

B.從。點(diǎn)射出磁場(chǎng)的粒子在。點(diǎn)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為丁s

4qB

D.若。點(diǎn)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最

4

urn

短時(shí)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(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(guò)電容器后從。點(diǎn)進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為層的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，結(jié)果分別打在

感光片上的。、力兩點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，粒子均帶正電荷。下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外

U

B.粒子進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為冬的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的速度為了下

D^a

C.打在。點(diǎn)的粒子中笊核（；H）

D.O、。兩點(diǎn)之間距離等于O、〃兩點(diǎn)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(guò)狹縫的時(shí)間可忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)

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(chǎng)加速，加速電壓為U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)間與加速電壓U無(wú)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(diǎn)平滑連接，R>2r.現(xiàn)將一小球由M點(diǎn)靜止

釋放，它剛好能通過(guò)產(chǎn)點(diǎn)。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(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）

A.若整個(gè)軌道空間加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)2%<〃田），則小球仍能通過(guò)P點(diǎn)

B.若整個(gè)軌道空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,則小球不能通過(guò)尸點(diǎn)

C.若整個(gè)軌道空間加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)則小球一定不能通過(guò)尸點(diǎn)

D.若整個(gè)軌道空間加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,則小球可能不能通過(guò)P點(diǎn)

參考答案

1.答案：C

解析：由題意可知，穿過(guò)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(yīng)電

流的磁場(chǎng)方向垂直鋁盤向外，A錯(cuò)誤；穿過(guò)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(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直鋁盤向里，B錯(cuò)誤；由“來(lái)拒去留”可知，磁鐵與

感應(yīng)電流之間有相互阻礙的作用力，則會(huì)使鋁盤減速，C正確；若將實(shí)心鋁盤換成布

滿小空洞的鋁盤，會(huì)導(dǎo)致渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，則磁鐵對(duì)空洞鋁盤的作用力小于對(duì)實(shí)

心鋁盤的作用力，D錯(cuò)誤.

2.答案：C

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

電流的方向改變，根據(jù)安培定則，磁場(chǎng)方向相反，因?yàn)橹须娏鞣较蛞蚕喾矗鶕?jù)

左手定則，安培力廠的方向不變，B錯(cuò)誤；驅(qū)動(dòng)電流/變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度8

變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，安培力”也變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，C正確；驅(qū)動(dòng)電流/變?yōu)樵瓉?lái)的2

倍，飛翔體MN受的安培力/變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，飛翔體的加速度。變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，

由寸=2QX得y二12ax,所以速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，D錯(cuò)誤。故選C。

3.答案：D

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

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(chǎng)中的徑跡為內(nèi)切圓。若電性相同則在磁場(chǎng)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(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子核原來(lái)靜止，初動(dòng)量為零，由

動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的兩核動(dòng)量大小相等，方向相反，粒子在磁場(chǎng)中

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)徑跡，故B錯(cuò)誤；由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系線二^可知，動(dòng)能之比等于質(zhì)量的反

2m

比，即2:117,故C錯(cuò)誤；由B項(xiàng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡的半徑為

r

^?=—,由幾何關(guān)系可知軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為仇則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度

qB

Hli*///7T1*/Jr

為s=6r=r，B不符合題意；粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為7=—=二=，則粒

qBvqB

子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為f=4",7二(■?二々，C不符合題意；設(shè)圓形磁場(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)只受電場(chǎng)力作用，故加速度相等，則兩粒子第一次穿過(guò)

時(shí)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)只受

2

洛倫茲力作用，故粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力有箸，所以粒

子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半處寵=勺，運(yùn)動(dòng)周期T=旦=」9,根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可

qBvqB

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

八

因?yàn)橹芷谙嗟?，所以前兩次穿越MN時(shí)每個(gè)粒子軌跡與MN交點(diǎn)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(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，由左手定則知三個(gè)粒子均帶正

電，A錯(cuò)誤；三個(gè)粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，有，止=0%,解

得則粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(cuò)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(cuò)誤.

7.答案：D

解析：由等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的分布特點(diǎn)可知，.、。兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同，當(dāng)再疊加

勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)依然相同，故A錯(cuò)誤；等量異種點(diǎn)電荷周圍電勢(shì)的特點(diǎn)是兩

點(diǎn)電荷連線的中垂線上的電勢(shì)為零，當(dāng)再疊加勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，d點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電

勢(shì)，故B錯(cuò)誤；將電子從〃點(diǎn)移到c點(diǎn)的過(guò)程中，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)電子做兔功，

等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，所以電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，故C

錯(cuò)誤；質(zhì)子從。點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子做正

功，質(zhì)子電勢(shì)能減小，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子不做功，質(zhì)子電勢(shì)能不變，所以質(zhì)子

在0點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于其在人點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，故D正確.

8.答案：BD

解析：A.熒光屏PQ下方勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(cuò)誤；

BD.三種粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡

qE=qvB。

解得「二E

為

則粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是二

綜

根據(jù)qy2B（）=m—

解得根=史當(dāng)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(cuò)誤。

故選BDo

9.答案：BC

解析：根據(jù)題意，從。點(diǎn)沿仍方向射入磁場(chǎng)的粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡恰好垂直于邊界"射出

磁場(chǎng)，如圖甲所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，。點(diǎn)為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，則粒子做圓周

運(yùn)動(dòng)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(cuò)

誤；粒子從。點(diǎn)射出磁場(chǎng)，根據(jù)題意，粒子的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖內(nèi)所示，根據(jù)幾何關(guān)系可

知，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為45°,則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(chǎng)中

運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)最短的情況為弦與他垂直，此時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，最短時(shí)間

的運(yùn)動(dòng)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(xiàng)分析可知，從"邊界出射的粒子中在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間

“磁'D錯(cuò)誤。

解析：帶電粒子在電容器中做直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，粒子所受電場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)的方

U

向垂直紙面向外，A正確；洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，可得"q解得x利B

錯(cuò)誤；粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為名的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)到。點(diǎn)的距離d=2R=-^）,d與竺成正比，可知乳核（；H）打在〃點(diǎn)，笊核

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

O、〃兩點(diǎn)之間距離的2