最新高考物理课标人教版三维设计一轮复习.docx
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最新高考物理课标人教版三维设计一轮复习
第八章磁场
（时间90分钟，满分100分）
一、选择题（本大题共12个小题，共60分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的
得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．（2018·广东高考）带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，
从而显示其运动轨迹．图1所示是在有匀强磁场的云室中观
察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂
直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而
动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子带负电
D．粒子带正电
解析：
由于粒子的速度减小，所以轨道半径不断减小，所以A对B错；由左手定则
得粒子应带负电，C对D错．
答案：
AC
2．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，
电流的方向如图2所示，在与导线垂直的平面上有a、
b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线
上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．则导线
中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零
的是（ ）
A．a点 B．b点
C．c点D．d点
解析：
由安培定则可知，直线电流的磁场是以导线为圆心的同心圆，I1产生的磁场方
向为逆时针方向，I2产生的磁场方向为顺时针方向，则I1在a点产生的磁场竖直向
下，I2在a点产生的磁场竖直向上，在a点磁感应强度可能为零，此时需满足I2>I1；
同理，在b点磁感应强度也可能为零，此时需满足I1>I2.I1在c点产生的磁场斜向左
上方，I2在c点产生的磁场斜向右上方，则c点的磁感应强度不可能为零，同理，在
d点的磁感应强度也不可能为零，故选项A、B正确．
答案：
AB
3．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图3所示．它
的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频
交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒
子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方
向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒
间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊
装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（13H）和α
粒子（24He），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的
最大动能的大小，有（ ）
A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大
B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小
C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小
D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
解析：
由题意知＝，＝，回旋加速器交流电源的周期应与带电粒子在磁场中
做圆周运动的周期相等．由T＝可得＝，故加速氚核的交流电源的周期较大，
因为粒子最后直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，由R＝＝可
得氚核和α粒子的最大动能之比＝，氚核获得的最大动能较小．故选项B正确．
答案：
B
4．如图4所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于O点，
并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小
球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力
恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为（ ）
A．0B．2mg
C．4mgD．6mg
解析：
若没有磁场，则到达最低点绳子的张力为F，则
F－mg＝①
由能量守恒得：
mgl（1－cos60°）＝mv2②
联立①②得F＝2mg.
当有磁场存在时，由于洛伦兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则F洛＝2mg
当小球自右方摆到最低点时洛伦兹力大小不变，方向必向下
可得F′－F洛－mg＝
所以此时绳中的张力F′＝4mg.C项正确．
答案：
C
5．如图5所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应
强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原
点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂
直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半
轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和
所带电荷的正负是（ ）
A.，正电荷B.，正电荷
C.，负电荷D.，负电荷
解析：
从“粒子穿过y轴正半轴后……”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电，作出粒子运动轨迹示意图如右图．根据几何关系有r＋rsin30°＝a，再结合半径表达式r＝可得＝，故C项正确．
答案：
C
6．如图6所示，相距为d的水平金属板M、N的左侧
有一对竖直金属板P、Q，板P上的小孔S正对板Q
上的小孔O，M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场，
在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不
计，当滑动变阻器的滑片在AB的中点时，带负电粒
子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器的滑片
滑到A点后（ ）
A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变
B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定增大
C．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小
D．以上说法都不对
解析：
当滑片向上滑动时，两个极板间的电压减小，粒子所受电场力减小，当滑到A
处时，偏转电场的电压为零，粒子进入此区域后做圆周运动．而加在PQ间的电压始
终没有变化，所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了．综上所述，A项正确．
答案：
A
7．如图7所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不
计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿
曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在
每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应
强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随
x变化的关系可能是图8中的（ ）
图8
解析：
由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为
向外、向里、向外，在三个区域中均运动圆周，故t＝，由于T＝，求得B＝.
只有C选项正确．
答案：
C
8．（2018·黄冈模拟）如图9所示，在平面直角坐标系中有一个
垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴
上的点a（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以
初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点
射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列
说法中正确的是（ ）
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．磁场区域的圆心坐标（，）
D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，－2L）
解析：
由图可以计算出电子做圆周运动的半径为2L，故在磁场中运动的时间为t＝
＝，A错，B正确；ab是磁场区域圆的直径，故圆心坐标为（L，），电子
在磁场中做圆周运动的圆心为O′，计算出其坐标为（0，－L），所以C正确，D错、
误．
答案：
BC
9．（2018·泰安模拟）如图10所示，为了科学研究的需要，
常常将质子（11H）和α粒子（24He）等带电粒子储存在圆环状
空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场
（偏转磁场）中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔
中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），偏转磁场也
相同，则质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和
Eα、运动的周期TH和Tα的大小关系是（ ）
A．EH＝Eα，TH≠TαB．EH＝Eα，TH＝Tα
C．EH≠Eα，TH≠TαD．EH≠Eα，TH＝Tα
解析：
由＝qvB可得：
R＝＝，T＝，又因为∶＝1∶1，
∶＝2∶1，故EH＝Eα，TH≠Tα.A项正确．
答案：
A
10．一电子以与磁场垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长
为d、宽为h的匀强磁场区域，从N点射出，如图11所示，
若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则（ ）
A．h＝d
B．电子在磁场中运动的时间为
C．电子在磁场中运动的时间为
D．洛伦兹力对电子做的功为Bevh
解析：
过P点和N点作速度的垂线，两垂线的交点即为电子在磁场中做匀速圆周运
动时的圆心O，由勾股定理可得（R－h）2＋d2＝R2，整理知d＝，而R
＝，故d＝，所以A错误．由带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运
动，得t＝，故B错误，C正确．又由于洛伦兹力和粒子运动的速度总垂直，对
粒子永远也不做功，故D错误．
答案：
C
11.用一金属窄片折成一矩形框架水平放置，框架右边上有一
极小开口．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于
纸面向里，如图12所示，框架以速度v1向右匀速运动，
一带电油滴质量为m，电荷量为q，以速度v2从右边开口
处水平向左射入，若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，
则（ ）
A．油滴带正电，且逆时针做匀速圆周运动
B．油滴带负电，且顺时针做匀速圆周运动
C．圆周运动的半径一定等于
D．油滴做圆周运动的周期等于
解析：
金属框架在磁场中切割磁感线运动，由右手定则可知上板带正电，下板带负
电．油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，说明油滴受的重力与电场力平衡，可判定
油滴带负电．由左手定则可知，油滴沿顺时针方向做匀速圆周运动，A错B对；r＝
，C错；设框架宽为l，F＝Eq＝
q＝qBv1＝mg，T＝＝·＝，D对．
答案：
BD
12．带电粒子以速度v沿CB方向射入一横截面为正方形的
区域．C、B均为该正方形两边的中点，如图13所示，不
计粒子的重力．当区域内有竖直方向的匀强电场E时，粒
子从A点飞出，所用时间为t1；当区域内有垂直于纸面向
里的磁感应强度为B的匀强磁场时，粒子也从A点飞出，
所用时间为t2，下列说法正确的是（ ）
A．t1t2
C.＝vD.＝v
解析：
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向上做匀速运动，而在匀强磁
场中做匀速圆周运动，水平方向上做减速运动，所以t2>t1，A项正确，B项错；设
正方形区域的边长为l，则当加电场时，有l＝vt1和＝t12，得E＝.当加磁场
时，根据几何关系，有（R－）2＋l2＝R2，得R＝l，再由R＝得B＝.所以＝
v，D项对，C项错．
答案：
AD
二、计算题（本大题共4个小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演
算步骤，有数值计算的要注明单位）
13．（8分）如图14所示，回旋加速器D形盒的半径为R，
用来加速质量为m、电荷量为q的质子，使质子由静止
加速到能量为E后，由A孔射出，求：
（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；
（2）设两D形盒间距为d，其间电压为U，电场视为匀强
电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数；
（3）加速到上述能量所需时间．
解析：
（1）带电粒子在磁场中做匀圆周运动，由Bqv＝得，v＝，又E＝mv2
＝m（）2，
所以B＝，方向垂直于纸面向里．
（2）带电粒子每经过一个周期被电场加速二次，能量增加2qU，则：
E＝2qUn，n＝.
（3）可以忽略带电粒子在电场中运动的时间，又带电粒子在磁场中运行周期T＝，
所以
t总＝nT＝×＝＝.
答案：
（1） 方向垂直于纸面向里
（2） （3）
14．（10分）据报道，最近已研制出一种可以投入使用的
电磁轨道炮，其原理如图15所示．炮弹（可视为长方形
导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开
始时炮弹在导轨的一端，通电流后，炮弹会被磁场力
加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d＝0.10m，导
轨长L＝5.0m，炮弹质量m＝0.30kg
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