安倍力与洛伦兹力专题训练【附解析】-备战2026年高考物理一轮复习

/安倍力与洛伦兹力专题训练-备战2026年高考物理一轮复习一、单选题1．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运动时间等于N的运动时间2．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，上端开口、下端封闭的玻璃管竖直放置，玻璃管内壁光滑，管底有一带正电的小球，在外力作用下，玻璃管垂直进入磁场并保持速度不变，小球最终从上端管口飞出。从进入磁场到小球飞出玻璃管的过程中，下列说法正确的是（）A．洛伦兹力对小球做正功B．小球的机械能不变C．小球的运动轨迹是一条抛物线D．小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管速度无关3．如图所示，在水平xOy平面内存在着垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度，在y轴正半轴距离原点5cm处有一粒子放射源A，可向任意方向发射速度大小为的带正电粒子，带电粒子的比荷为，在x轴上范围存在一个下表面涂有感光物质的挡板，粒子打在其上会感光，则在挡板下表面出现光斑的范围是（）A． B． C． D．4．静止在同一匀强磁场中的两种放射性元素的原子核A、B，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（）A．甲图为β衰变，图乙为α衰变B．a为α粒子运动轨迹，c为β粒子运动轨迹C．甲图中两个粒子环绕方向相同，乙图中两个粒子环绕方向相反D．a轨迹粒子比b轨迹中的粒子动量小，c轨迹中的粒子比d轨迹中的粒子动量大5．污水流量计用于检测学校排污情况，其由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板。污水充满管口从左向右流经该装置时，理想电压表将显示前后两面的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内流过管道横截面的流体体积），则（）A．后表面电势比前表面电势低B．电压表的示数U与污水中离子浓度有关C．污水流量Q与电压表的示数U成正比D．污水流量Q与a、b有关6．磁电式电流表的构造如图所示，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。长方形线圈的匝数为n，平行于纸面的边长度为，垂直于纸面的边长度为，垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。线圈在图中实线位置时，线圈中电流大小为I，改变线圈中电流，线圈稳定后停留在图中虚线位置，下列说法正确的是（）A．在虚线位置，线圈的磁通量最大B．在实线位置，线圈垂直磁场的某一边受到的安培力小于C．不论在哪个位置，线圈平行于纸面的某一边受到的安培力大小均为D．从实线位置到虚线位置，线圈中的电流减小7．如图所示，竖直平面内半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，P、Q为圆形区域竖直直径的两个端点，M、N为圆形区域水平直径的两个端点。大量质量均为m、电荷量为q的带正电粒子，以相同的速率从P点向纸面内的各个方向射入磁场区域。已知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径，粒子的重力、空气阻力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正确的是（）A．带电粒子可以沿竖直方向射出磁场 B．粒子在磁场中运动的最长时间小于C．不可能有粒子从M点射出磁场 D．不可能有粒子从N点射出磁场8．电磁炮的简化结构如图，长直金属导轨平行固定于水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，炮弹固定在金属杆上可沿导轨滑行且始终接触良好，可控电源提供强电流经导轨形成回路。若炮弹向右发射过程中阻力恒定，电源电动势及其内阻保持不变，回路总电阻为R，导轨电阻忽略不计。则（）A．炮弹一直做匀加速运动 B．金属杆中的电流由N流向MC．金属杆两端电压始终不变 D．电源的总功率先增大再减小9．如图，平面内有大量电子（质量为m、电荷量为e）从原点O连续以相同速率向各个方向发射，右侧远处放置与平面垂直且足够大的荧光屏。现在各象限施加面积最小的垂直于该平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，使第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴负向运动。忽略电子间的相互作用，则（）A．第象限磁场方向垂直平面向外 B．整场的最小总面积为C．电子在磁场中运动的最长时间为 D．电子在光屏上形成的光斑长度为10．如图所示，半径为r的金属圆环中，有大小为Ⅰ、顺时针方向的恒定电流，圆环平面与匀强磁场垂直且与磁场边界线相切于P点，磁感应强度大小为B。现将圆环绕P点在其平面内沿顺时针方向转过60°。则稳定后圆环受到的安培力大小为（）A．BIr B． C． D．2BIr11．如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则二、实验题12．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了一个实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块A靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块A相连，请结合下列操作步骤回答问题。（1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块A，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹均匀，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。（2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与不带电物块B相连，绳与滑轮的摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A的带电量不变。下列关于纸带上点迹的分析正确的是()A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变（3）为了测定物块A所带电量，除倾角，磁感应强度，物块B的质量外，本实验还必须测量的物理量有（写出物理量的名称及对应的符号）；（4）用重力加速度、磁感应强度，倾角和所测得的物理量，可得出的表达式为。三、解答题13．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，高频加速电场的电压为U，频率为f，两D形盒处在匀强磁场中。用该回旋加速器加速电子束，达到最大速度后将电子引出，测得电子引出时的平均电流为I，电子的电荷量为e，质量为m，求：(1)电子被引出时的速度大小；(2)电子在回旋加速器中加速的次数；(3)电子束的输出功率（单位时间内输出的电子束的能量）。14．如图所示，在P点有一粒子源可发射质量为m、电荷量为的粒子。以O为圆心有一大圆与小圆，大圆半径为r，大圆外存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，大圆与小圆之间的区域存在方向沿半径向外的辐向电场，不计粒子重力。(1)若粒子源垂直OP向下射出速率为的粒子，求粒子在磁场中运动的半径与周期；(2)若，现以某一速度垂直OP方向向上发射粒子，使粒子恰能沿半径方向进入大圆内，且运动到小圆处速度为零。①求大小两圆间的电势差U；②求该粒子再次回到P点时在磁场中经历的时间。15．如图所示，在xOy坐标平面的第三象限内存在一个与x轴平行的线状粒子源S，其长度为2R，右端紧靠y轴，可以连续不断地产生沿粒子源均匀分布的电量为+q、质量为m的无初速粒子。粒子经y方向的匀强电场加速获得初速度v0后，进入一垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域。该圆形磁场区域与y轴相切，圆心O'坐标为（，0）。在xOy坐标平面的第一象限内依次存在三个宽度均为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域I、Ⅱ、Ⅲ，三区域的磁感应强度之比为6∶2∶1，区域Ⅲ的右边界安装了一竖直接地挡板，可吸收打在板上的粒子。已知对准O'射入圆形磁场的粒子将沿着x轴射出；从O点射出、方向与x轴成30°的粒子刚好经过区域I的右边界（未进入区域Ⅱ）。不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：(1)圆形磁场的磁感应强度大小B0；(2)I区域的磁感应强度大小B1；(3)若能从O点出射、方向与x轴成θ的粒子刚好经过区域Ⅱ的右边界（未进入区域Ⅲ），求θ的正弦值；(4)若某段时间内从线状离子源飘出N个粒子，求能打在挡板上的粒子数。16．如图所示，在无限长的竖直边界NS和MT间有匀强电场，同时该区域上、下部分分别有方向垂直于NSTM平面向内和向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和，KL为上下磁场的水平分界线，在NS和MT边界上，距KL高d处分别有P、Q两点，NS和MT间距为5d，质量为m，带电荷量为的粒子（可视为质点）从P点垂直于NS边界射入该区域，在两边界之间做匀速圆周运动，重力加速度为g。(1)求电场强度的大小和方向；(2)要使粒子不从NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值；(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出，求粒子在磁场区域可能的运动时间。

答案：题号12345678910答案DCBCCDBBDC题号11答案D1．D【详解】A．由左手定则可判断出N带正电，M带负电，故A错误；B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得可得由于两粒子的质量和电荷量都相等，且M粒子的轨道半径大于N粒子的轨道半径，则M的速率大于N的速率，故B错误；C．洛伦兹力始终与粒子的速度方向垂直，对M、N均不做功，故C错误；D．粒子在磁场中运动半周，即运动时间为周期的一半，则有由于两粒子的质量和电荷量都相等，则M的运动时间等于N的运动时间，故D正确。故选D。2．C【详解】A．洛伦兹力的方向与速度方向垂直，永远不做功，故A错误；B．设小球竖直分速度为vy、水平分速度为v，小球受力如图所示，玻璃管对带电小球的弹力水平向右，小球的速度方向斜向右上方，弹力对小球做正功，小球的机械能增加，故B错误；C．小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，小球在竖直方向所受的洛伦兹力是恒力，在竖直方向，由牛顿第二定律得解得小球的加速度大小小球的加速度不随时间变化，恒定不变，小球在竖直方向做匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，运动轨迹是一条抛物线，故C正确；D．小球在竖直方向做匀加速运动，根据可知则小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管速度有关，故D错误。故选C。3．B【详解】粒子带正电，由洛伦兹力可知，粒子在磁场中做逆时针的圆周运动，由可得粒子运动的两种临界情况如图所示当粒子沿轨迹①运动时，打到最左端，位置坐标为；当粒子沿轨迹②运动时，打到最右端，由几何知识可知，最右端位置坐标为。故选B。4．C【详解】AC．放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆，两个粒子做圆周运动环绕方向相同；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，两个粒子做圆周运动环绕方向相反。故甲图放出的是α粒子，乙图放出的是β粒子，故A错误，C正确；BD．放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，故a轨迹中粒子比b轨迹中的粒子动量大小相等，方向相反。c轨迹中粒子与d轨迹中的粒子动量大小相等，方向相反。由半径公式可得，轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而α粒子和β粒子的电量比反冲核的电量小，则α粒子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故b为α粒子的运动轨迹，c为β粒子的运动轨迹，故BD错误。故选C。5．C【详解】A．正、负离子向右运动，受到洛伦兹力作用，根据左手定则，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，所以后表面比前表面电势高，故A错误；B．最终正负离子所受电场力和洛伦兹力处于平衡，有即则即电压表的示数与污水中离子浓度无关，故B错误；CD．污水流量Q为单位时间内排出的污水体积，则可知Q与U成正比，与a、b无关，故C正确，D错误。故选C。6．D【详解】A．线圈在虚线位置时，处于水平位置，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；B．磁电式电流表内部的磁场是均匀辐向分布的，这种分布确保了不论线圈转到什么角度，其平面都与磁感线保持平行，所以线圈在通电时，无论在那个位置始终受到大小相同的安培力，由于线圈匝数为n，根据安培力公式可知，线圈垂直磁场的某一边在实线位置所受的安培力大小为故B错误；C．不论在哪个位置，线圈平行于纸面的某一边与磁场方向平行，受到的安培力为零，故C错误；D．根据线圈的转动与电流的关系，即电流的大小决定了线圈转动的幅度，电流变大线圈转动的幅度变大，电流变小线圈转动的幅度变小，从实线位置到虚线位置，线圈转动的幅度变小，线圈中的电流减小，故D正确。故选D。7．B【详解】A．根据左手定则可知，带电粒子不可以沿竖直方向射出磁场，故A错误；B．要使带电粒子在圆形磁场中的运动时间最长，则粒子圆周运动的轨迹应以磁场圆直径为弦，则粒子的运动轨迹如图甲由几何关系知，此轨迹在磁场中的偏转角为，根据几何关系所以粒子在磁场中运动的最长时间故B正确；D．当入射速度的方向合适时，是可以确定从N点射出的粒子圆周运动的圆心的，如图所示作PN的中垂线，以P或N点为圆心以3R为半径画圆弧交PN中垂线于O，O点即为能通过N点轨迹的圆心，故D错误；C．同理可知，当入射速度的方向合适时，是可以确定从N点射出的粒子圆周运动的圆心的，图略，作PM的中垂线，以P或M点为圆心以3R为半径画圆弧交PM中垂线于，点即为能通过M点轨迹的圆心，故C错误。故选B。8．B【详解】AB．由题知，炮弹向右发射，则炮弹受到向右的安培力作用，根据左手定则可知，金属杆中的电流由N流向M，炮弹的速度向右，根据右手定则，可知金属杆切割磁感应线，会产生由M到N的感应电流，与可控电源提供的电流方向相反，且从0开始增大，则回路中的总电流开始变小，故安培力开始变小，根据牛顿第二定律可知，加速度不断减小，故炮弹做加速度不断减小的加速运动，故A错误，B正确；C．因回路中的总电流不断减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，金属杆两端电压不断增大，故C错误；D．因回路中的总电流不断减小，根据可知，电源的总功率不断减小，故D错误。故选B。9．D【详解】A．第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，根据左手定则可知第1象限磁场方向垂直平面向里，第4象限磁场方向垂直平面向外，故A错误；B．如图所示电子在磁场中做匀速圆周运动，半径为在由O点射入第I象限的所有电子中，沿y轴正方向射出的电子转过圆周，速度变为沿x轴正方向，这条轨迹为磁场区域的上边界。设某电子做匀速圆周运动的圆心与O点的连线与y轴正方向夹角为，若离开磁场时电子速度变为沿x轴正方向，其射出点（也就是轨迹与磁场边界的交点）的坐标为（x，y）。由图中几何关系可得，消去参数可知磁场区域的下边界满足的方程为（x>0，y>0）这是一个圆的方程，圆心在（0，R）处，磁场区域为图中两条圆弧所围成的面积，磁场的最小面积为根据对称性可知，整场的最小总面积为故B错误；C．电子在磁场中运动的最长时间对应的圆心角为90°，时间为故C错误；D．电子在光屏上形成的光斑长度为电子运动半径之和，即故D正确；故选D。10．C【详解】稳定后，金属圆环在磁场中的有效长度为则此时金属圆环受到的安培力大小为故选C。11．D【详解】A．根据题述，粒子从CF的中点射出，由左手定则可知，粒子带正电。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，沿直线AC运动的粒子进入区域Ⅱ，则有可得，其速度为设，粒子从CF的中点射出，在区域II的磁场中运动轨迹半径为所对的圆心角为90°，它们在区域Ⅱ中运动的时间为若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，沿直线AC运动的粒子进入区域Ⅱ，其速度为在区域II的磁场中运动轨迹所对的圆心角为90°，它们在区域Ⅱ中运动的时间为故A错误；B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，沿直线AC运动的粒子进入区域Ⅱ，其速度在区域II的磁场中运动轨迹所对的圆心角为90°，它们在区域Ⅱ中运动的时间为故B错误；C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，由解得=r0==大于，带电粒子将从GF射出由=粒子运动轨迹所对的圆心角则故C错误；D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，由解得==大于，带电粒子将从GF射出由粒子运动轨迹所对的圆心角则故D正确。故选D。12．D两物块最终的速度【详解】（2）[1]设A的质量为，B的质量为，没有磁场时，由平衡条件可得，可得当存在磁场时，以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律可得由此式可知和是变量，其他都是不变的量，所以A、B一起做加速度减小的加速运动，直到加速度减为零后做匀速运动，即速度在增大，加速度在减小，最后速度不变。所以纸带上的点迹间距逐渐增加，说明速度增大；由于加速度减小，根据逐差公式，可知相邻两点间的距离之差逐渐减少；匀速运动时，间距不变。故选D。（3）[2]根据当加速度减为零时，速度最大，设最大速度