高考物理真题录：洛伦兹力专题

2021-02-18 本文已影响0人易水樵

入门级考题

2012年海南卷题2

2.如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变?

2012年海南卷题2

A.粒子速度的大小

B. 粒子所带的电荷量

C.电场强度

D. 磁感应强度

2012年大纲卷题17

17.质量分别为 $m_1$ 和 $m_2$ 、电荷量分别为 $q_1$ 和 $q_2$ 的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。已知两粒子的动量大小相等。下列说法正确的是

A.若 $q_1=q_2$ ，则它们做圆周运动的半径一定相等

B.若 $m_1=m_2$ ，则它们做圆周运动的半径一定相等

C.若 $q_1 \neq q_2$ ，则它们做圆周运动的周期一定不相等

D.若 $m_1 \neq m_2$ ，则它们做圆周运动的周期一定不相等

2015年全国卷B题19

19.有两个匀强磁场区域 Ⅰ 和 Ⅱ，I 中的磁感应强度是 Ⅱ 中的 $k$ 倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与 Ⅰ 中运动的电子相比，Ⅱ 中的电子

A. 运动轨迹的半径是Ⅰ中的 $k$ 倍

B. 加速度的大小是Ⅰ中的 $k$ 倍

C. 做圆周运动的周期是Ⅰ中的 $k$ 倍

D. 做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等

2015年全国卷A题14

14.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的

A.轨道半径减小，角速度增大

B.轨道半径减小，角速度减小

C.轨道半径增大，角速度增大

D. 轨道半径增大，角速度减小

2014年全国卷B题20

20.如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是

2014年全国卷B题20

A.电子与正电子的偏转方向一定不同

B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同

C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子

D.粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小

2017年全国卷A题16

16.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 电荷量相等，质量分别为 $m_a$ 、 $m_b$ 、 $m_c$ . 已知在该区域内， $a$ 在纸面内做匀速圆周运动， $b$ 在纸面内向右做匀速直线运动， $c$ 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是

$A.m_a \gt m_b \gt m_c$

$B.m_b \gt m_a \gt m_c$

$C.m_c \gt m_a \gt m_b$

$D.m_c \gt m_b \gt m_a$

2017年全国卷A题16

边界简单的磁场

2013年海南卷题14

14.如图，纸面内有 $E、F、G$ 三点， $\angle GEF=30°，\angle EFG=135°$ 。空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为 $q(q \gt 0)$ 的点电荷 $a$ 在纸面内垂直于 $EF$ 从 $F$ 点射出，其轨迹经过 $G$ 点;再使带有同样电荷量的点电荷 $b$ 在纸面内与 $EF$ 成一定角度从 $E$ 点射出，其轨迹也经过 $G$ 点。两点电荷从射出到经过 $G$ 点所用的时间相同，且经过 $G$ 点时的速度方向也相同。已知点电荷 $a$ 的质量为 $m$ ，轨道半径为 $R$ 。不计重力。求∶

（1）点电荷 $a$ 从射出到经过 $G$ 点所用的时间;

（2）点电荷 $b$ 的速度的大小。

2013年海南卷题14

2016年全国卷C题18

18.平面 $OM$ 和平面 $ON$ 之间的夹角为 $30°$ ，其横截面（纸面）如图所示，平面 $OM$ 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为 $m$ ，电荷量为 $q(q \gt 0)$ 。粒子沿纸面以大小为 $v$ 的速度从 $OM$ 的某点向左上方射入磁场，速度与 $OM$ 成 $30°$ 角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与 $ON$ 只有一个交点，并从 $OM$ 上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线 $O$ 的距离为

$A.\dfrac{mv}{2qB}\qquad B.\dfrac{\sqrt{3}mv}{qB}$

$C.\dfrac{2mv}{qB}\qquad D.\dfrac{4mv}{qB}$

2016年全国卷C题18

圆形磁场

2012年全国卷题25

25.（18 分）如图，一半径为 $R$ 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的粒子沿图中直线在圆上的 $a$ 点射入柱形区域，在圆上的 $b$ 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。圆心 $O$ 到直线的距离为 $\dfrac{3}{5}R$ 。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在 $a$ 点射入柱形区域，也在 $b$ 点离开该区域。若磁感应强度大小为 $B$ ，不计重力，求电场强度的大小。

2012年全国卷题25

参考答案

2013年全国卷B题17

17.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为 $R$ ，磁场方向垂直于横截面。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q(q \gt 0)$ 的粒子以速率 $v_0$ 沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向 $60°$ . 不计重力，该磁场的磁感应强度大小为

$A.\dfrac{\sqrt{3}mv_0}{3qR}\qquad B.\dfrac{mv_0}{qR}$

$C.\dfrac{\sqrt{3}mv_0}{qR}\qquad D.\dfrac{3mv_0}{qR}\qquad$

2013年全国卷A题18

18.如图，半径为 $R$ 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直于纸面向外。一电荷量为 $q(q \gt 0)$ 、质量为 $m$ 的粒子沿平行于直径 $ab$ 的方向射入磁场区域，射入点与 $ab$ 的距离为 $\dfrac{R}{2}$ 。已知

粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 $60°$ ，则粒子的速率为（不计重力）

$A.\dfrac{qBR}{2m} \qquad B.\dfrac{qBR}{m}$

$C.\dfrac{3qBR}{2m} \qquad D.\dfrac{2qBR}{m}$

2013年全国卷A题18

2016年全国卷B题18

18.一圆筒处于磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径 $MN$ 的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度 $\omega$ 顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔 $M$ 射入筒内，射入时的运动方向与 $MN$ 成 $30°$ 角。当筒转过 $90°$ 时，该粒子恰好从小孔 $N$ 飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为

$A.\dfrac{\omega}{3B}\qquad B.\dfrac{\omega}{2B}$

$C.\dfrac{\omega}{B}\qquad D.\dfrac{2\omega}{B}$

2016年全国卷B题18

2017年全国卷B题18

18.如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场， $P$ 为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过 $P$ 点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为 $v_1$ ，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上; 若粒子射入速率为 $v_2$ ，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则 $v_2:v_1$ 为

$A.\sqrt{3}:2 \qquad B.\sqrt{2}:1$

$C.\sqrt{3}:1 \qquad D.3:\sqrt{2}$

2017年全国卷B题18

多边形磁场

2011年海南卷题10

10.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从 $O$ 点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是

2011年海南卷题10

A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同

D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大

2019年全国卷B题17

17.如图，边长为 $l$ 的正方形 $abcd$ 内存在匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ , 方向垂直于纸面（ $abcd$ 所在平面）向外。 $ab$ 边中点有一电子发射源 $O$ ，可向磁场内沿垂直于 $ab$ 边的方向发射电子。已知电子的比荷为 $k$ 。则从 $a$ 、 $d$ 两点射出的电子的速度大小分别为

2019年全国卷B题17

$A.\dfrac{1}{4}kBl,\dfrac{\sqrt{5}}{4}kBl\qquad B.\dfrac{1}{4}kBl,\dfrac{5}{4}kBl$

$C.\dfrac{1}{2}kBl,\dfrac{\sqrt{5}}{4}kBl\qquad D.\dfrac{1}{2}kBl,\dfrac{5}{4}kBl$

2016年海南卷题14

14.如图， $A、C$ 两点分别位于 $x$ 轴和 $y$ 轴上， $\angle OCA=30°$ ， $OA$ 的长度为 $L$ . 在 $\triangle OCA$ 区域内有垂直于 $xOy$ 平面向里的匀强磁场. 质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电粒子，以平行于 $y$ 轴的方向从 $OA$ 边射入磁场. 已知粒子从某点入射时，恰好垂直于 $OC$ 边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为 $t_0$ . 不计重力.

（1）求磁场的磁感应强度的大小;

（2）若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从 $OC$ 边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和;

（3）若粒子从某点射入磁场后，其运动轨迹与 $AC$ 边相切，且在磁场内运动的时间为 $\dfrac{5}{3}t_0$ ，求粒子此次入射速度的大小。

2016年海南卷题14

两个区域的磁感应强度不同

2019年全国卷C题18

18.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为 $\dfrac{1}{2}B$ 和 $B$ 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q(q \gt 0)$ 的粒子垂直于 $x$ 轴射入第二象限，随后垂直于 $y$ 轴进入第一象限，最后经过 $x$ 轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为

2019年全国卷C题18

$A.\dfrac{5\pi m}{6qB}\qquad B.\dfrac{7\pi m}{6qB}$

$C.\dfrac{11\pi m}{6qB}\qquad D.\dfrac{13\pi m}{6qB}$

2017年全国卷C题24

24.（12分）如图，空间存在方向垂直于纸面（ $xOy$ 平面）向里的磁场。在 $x\geqslant 0$ 区域，磁感应强度的大小为 $B_0$ ; $x\lt 0$ 区域，磁感应强度的大小为 $\lambda B_0$ 。（常数 $\lambda \gt 1$ ）。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q(q \gt 0)$ 的带电粒子以速度 $v$ 从坐标原点 $O$ 沿 $x$ 轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿 $x$ 轴正向时，求（不计重力）

（1）粒子运动的时间;

（2）粒子与 $O$ 点间的距离。

2017年全国卷C题24

2011年全国卷题25

25.（19 分）如图，在区域 Ⅰ $(0 \leqslant x \leqslant d)$ 和区域 Ⅱ $(d \lt x \leqslant 2d)$ 内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为 $B$ 和 $2B$ ，方向相反，且都垂直于 $xOy$ 平面。一质量为 $m$ 、带电荷量 $q(q \gt 0)$ 的粒子 $a$ 于某时刻从 $y$ 轴上的 $P$ 点射入区域 Ⅰ ，其速度方向沿 $x$ 轴正向。已知 $a$ 在离开区域 Ⅰ 时，速度方向与 $x$ 轴正向的夹角为 $30°$ ；此时，另一质量和电荷量均与 $a$ 相同的粒子 $b$ 也从 $P$ 点沿 $x$ 轴正向射入区域 Ⅰ ，其速度大小是 $a$ 的 $1/3$ 。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求

（1）粒子 $a$ 射入区域 Ⅰ 时速度的大小;

（2）当 $a$ 离开区域 Ⅱ 时， $a$ 、 $b$ 两粒子的 $y$ 坐标之差。

2011年全国卷题25

质谱仪相关

2016年全国卷A题15

15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12 倍。此离子和质子的质量比值约为

2016年全国卷A题15

A.11 B.12 C.121 D.144

2018年全国卷C题24

24.（12分）如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压 $U$ 加速后在纸面内水平向右运动，自 $M$ 点垂直于磁场边界射射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为 $v$ ，并在磁场边界的 $N$ 点射出; 乙种离子在 $MN$ 的中点射出; $MN$ 长为 $l$ 。不计重力影响和离子间的相互作用。求

（1）磁场的磁感应强度大小;

（2）甲、乙两种离子的比荷之比。

2018年全国卷C题24

2014年全国卷A题16

16.如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达 PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为

2014年全国卷A题16

$A.2 \qquad B.\sqrt{2} \qquad C.1 \qquad D.\dfrac{\sqrt{2}}{2}$

2019年全国卷A题24

24.（12分）如图，在直角三角形 $OPN$ 区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压 $U$ 加速后、沿平行于 $x$ 轴的方向射入磁场; 一段时间后，该粒子在 $OP$ 边上某点以垂直于 $x$ 轴的方向射出。已知 $O$ 点为坐标原点， $N$ 点在 $y$ 轴上， $OP$ 与 $x$ 轴的夹角为 $30°$ ，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为 $d$ ，不计重力。求

（1）带电粒子的比荷;

（2）带电粒子从射入磁场到运动至 $x$ 轴的时间。

2019年全国卷A题24

压轴题：电场与磁场综合

1998 年全国卷题23

如图所示，在 $x$ 轴上方有垂直于 $xOy$ 平面向里的匀强磁场，磁感应强度为 $B$ ; 在 $x$ 轴下方有沿 $y$ 轴负方向的匀强电场，场强为 $E$ 。一质量为 $m$ 、电量为 $-q$ 的粒子从坐标原点 $O$ 沿着 $y$ 轴正方向射出。射出之后，第三次到达 $x$ 轴时，它与点 $O$ 的距离为 $L$ 。求此粒子射出时的速度 $v$ 和运动的总路程 $s$ （重力不计）。

1998 年全国卷题23

2014年海南卷题14

14.如图，在 $x$ 轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直于纸面向外; 在 $x$ 轴下方存在匀强电场，电场方向与 $xOy$ 平面平行，且与 $x$ 轴成 $45°$ 夹角。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q(q \gt 0)$ 的粒子以初速度 $v$ 从 $y$ 轴上的 $P$ 点沿 $y$ 轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反;又经过一段时间 $T_0$ ，磁场的方向变为垂直于纸面向里，大小不变，不计重力。

（1）求粒子从 $P$ 点出发至第一次到达 $x$ 轴时所需时间;

（2）若要使粒子能够回到 $P$ 点，求电场强度的最大值。

2014年海南卷题14

2011年大纲卷题25

25.（19分）如图，与水平面成 $45°$ 角的平面 $MN$ 将空间分成Ⅰ和Ⅱ 两个区域。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q(q \gt 0)$ 的粒子以速度 $v_0$ 从平面 $MN$ 上的 $P_0$ 点水平向右射入Ⅰ区。粒子在Ⅰ区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为 $E$ ; 在Ⅱ区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点 $P_0$ 的距离。粒子的重力可以忽略。

2011年大纲卷题25

参考答案

2018年全国卷A题25

25.（20分）如图，在 $y \gt 0$ 的区域存在方向沿 $y$ 轴负方向的匀强电场，场强大小为 $E$ ；在 $y \lt 0$ 的区域存在方向垂直于 $xOy$ 平面向外的匀强磁场。一个氕核 ${}^1_1H$ 和一个氘核 ${}^2_1H$ 先后从 $y$ 轴上 $y=h$ 点以相同的动能射出，速度方向沿 $x$ 轴正方向。已知 ${}^1_1H$ 进入磁场时，速度方向与 $x$ 轴正方向的夹角为 $60°$ ，并从坐标原点 $O$ 处第一次射出磁场。 ${}^1_1H$ 的质量为 $m$ ，电荷量为 $q$ 。不计重力。求

（1） ${}^1_1H$ 第一次进入磁场的位置到原点 $O$ 的距离;

（2）磁场的磁感应强度大小;

（3） ${}^2_1H$ 第一次离开磁场的位置到原点 $O$ 的距离。

2018年全国卷A题25

参考答案

2018年全国卷B题25

25.（20 分）一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在 $xOy$ 平面内的截面如图所示∶中间是磁场区域，其边界与 $y$ 轴垂直，宽度为 $l$ ，磁感应强度的大小为 $B$ ，方向垂直于 $xOy$ 平面;磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为 $l'$ ，电场强度的大小均为 $E$ ，方向均沿 $x$ 轴正方向； $M$ 、 $N$ 为条状区域边界上的两点，它们的连线与 $y$ 轴平行。一带正电的粒子以某一速度从 $M$ 点沿 $y$ 轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从 $M$ 点入射的速度从 $N$ 点沿 $y$ 轴正方向射出。不计重力。

（1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;

（2）求该粒子从 $M$ 点入射时速度的大小;

（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与轴正方向的夹角为 $\dfrac{\pi}{6}$ ，求该粒子的比荷及其从 $M$ 点运动到 $N$ 点的时间。

2018年全国卷B题25

参考答案

高考物理真题录：洛伦兹力专题

入门级考题

2012年海南卷题2

2012年大纲卷题17

2015年全国卷B题19

2015年全国卷A题14

2014年全国卷B题20

2017年全国卷A题16

边界简单的磁场

2013年海南卷题14

2016年全国卷C题18

圆形磁场

2012年全国卷题25

2013年全国卷B题17

2013年全国卷A题18

2016年全国卷B题18

2017年全国卷B题18

多边形磁场

2011年海南卷题10

2019年全国卷B题17

2016年海南卷题14

两个区域的磁感应强度不同

2019年全国卷C题18

2017年全国卷C题24

2011年全国卷题25

质谱仪相关

2016年全国卷A题15

2018年全国卷C题24

2014年全国卷A题16

2019年全国卷A题24

压轴题：电场与磁场综合

1998 年全国卷题23

2014年海南卷题14

2011年大纲卷题25

2018年全国卷A题25

2018年全国卷B题25

猜你喜欢

热点阅读