专题11 磁场及带电粒子在磁场中的运动 -2024届新高考物理冲刺专项训练300题

专题11 磁场及带电粒子在磁场中的运动 一、单选题 1．（2024·广东·一模）图甲是磁电式电表的内部构造，其截面如图乙，两软铁间的磁场可看作是均匀辐射分布的，圆柱形软铁内部的磁场可看作是平行的。若未通电的线圈在P、Q位置的磁通量分别为、，则（　　） A． B． C． D． 2．（23-24高三上·甘肃·期末）2023年12月1日晚，我国多地出现绝美极光，如图甲所示，实际上极光是太阳风和地球磁场相互作用产生的。地磁产生至少有35亿年历史，它通过地球内部延伸到宇宙中，形成地球磁层，这个磁层可以阻挡太阳带电粒子流的侵害，保护地球的大气层和自然生态。如图乙所示，是来自太阳的高能带电粒子流被地磁场俘获后的运动轨迹示意图，忽略引力和带电粒子间的相互作用，以下说法正确的是（　　） A．图甲中的极光现象只能出现在北半球 B．带电粒子在靠近地球北极过程中旋转周期变大 C．带电粒子在靠近地球北极过程中动能增大 D．图乙中所示的带电粒子带负电 3．（2024·海南·一模）亥姆霍兹线圈是一对平行的圆形线圈，且两线圈的绕向、匝数和形状大小都完全相同.当两线圈中通过合适方向的恒定电流时，两线圈之间就会形成匀强磁场。下列与直流电源连接的四种方式中，在两线圈之间产生的磁场方向指示正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   4．（2024·北京丰台·一模）如图所示，静电力探针显微镜的核心组成部分是悬臂和与悬臂末端相互垂直的绝缘体探针。探针针尖由数十个原子构成，直径在纳米级。当带电针尖逐渐靠近带电绝缘体材料的表面，由于二者的相互作用使得悬臂发生弯曲，入射到悬臂背面激光的反射光线在光屏的位置会发生变化，该变化被探测器记录之后进行处理，得到材料的相关电学信息。根据上述材料，下列说法正确的是（　　） A．针尖与材料表面发生的相互作用为核子之间的核力 B．悬臂发生弯曲使激光入射面的法线方向转过角，则反射光线也转过角 C．静电力显微镜不可以探测带电金属材料表面的电荷分布 D．将探针改为磁性材料，可以探测近样品表面磁场的强弱 5．（2024·山西·一模）由粒子打在Al27上形成的P30是不稳定的，它衰变后会成为。将P30放射源的小孔正对垂直纸面的圆形磁场区域的直径，假设在某段时间内只有一个P30的原子核发生衰变，则放出粒子的径迹可能是下列图像中的（　　） A． B． C． D． 6．（2024·北京延庆·一模）在霍尔效应中，霍尔电压与通过导体的电流之比被定义为霍尔电阻，可用符号表示，通常情况下，霍尔电阻与外加磁场的磁感应强度成正比。但在超低温、强磁场的极端条件下，某些材料的霍尔电阻却随着强磁场的增加出现量子化现象：h是普朗克常数，e是电子的电量， v既可以取1、2、3…等整数，也可以取某些小于1的分数，这就是量子霍尔效应现象。实验发现，当霍尔电阻处于量子态时，材料中的电子将沿边缘带做定向运动，几乎不受阻力作用。2013年，清华大学薛其坤团队发现，在超低温（0.03K）环境条件下，具备特殊结构的拓补绝缘体材料可以自发地发生磁化，此时不需要外加磁场也会发生量子霍尔效应，这种现象被称为量子反常霍尔效应。结合以上资料，可以判断下列说法正确的是（　　） A．同欧姆电阻类似，霍尔电阻越大，表明材料对通过它的电流的阻碍越强 B．要发生量子霍尔效应现象，外部环境条件有两个，一是要具备超低温环境，二是要具备超强的磁场 C．具备量子反常霍尔效应的磁性拓补绝缘材料已成为新一代低能耗芯片的制造材料 D．霍尔电阻的量子态表达式中的常数组合 与欧姆电阻具有相同的单位 7．（2024·四川·一模）如图所示，光滑水平绝缘桌面上放置一光滑绝缘玻璃管（两端开口，不计空气阻力），管中有一质量为m，电荷量为q的带正电小球，小球直径略小于管径，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度大小为B，若玻璃管以速度沿y轴负方向匀速运动（不考虑小球离开玻璃管情形），若以x和y分别表示小球在x轴和y轴方向上的分位移，以表示小球沿x轴方向的分速度，v表示小球的瞬时速度，用t表示小球的运动时间，下列描述小球运动情况的图像正确的是（    ） A． B． C． D． 8．（23-24高三上·浙江舟山·阶段练习）磁控溅射是一种新型溅射技术，如图甲所示，电子在跑道上的运动原理可以近似认为：从水平靶面电离出初速度为零的电子，在阴极暗区只受竖直方向的电场力作用，加速飞向负辉区，阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变；电子进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，磁感应强度大小处处相等，电子绕行半个圆周之后，重新进入阴极暗区，回到靶面时，速度恰好为零。电子就实现跳跃式地朝右漂移，如图乙所示，简称漂移。则下列说法正确的是（　　）    A．负辉区中的整个磁场为匀强磁场 B．电子每次飞离靶面时，电场和磁场的方向均要与原先反向才能