磁场-2027届高三物理一轮复习基础知识自测

磁场自测卷—2027届高三物理一轮复习基础知识自测

一、单选题（每题4分，共计32分）

1．磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（　　）

A．图示左侧通电导线受到安培力向下 B．a、b两点的磁感应强度相同

C．圆柱内的磁感应强度处处为零 D．c、d两点的磁感应强度大小相等

2．圆心在原点、半径为的圆形匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；质量为、电荷量为的带电粒子以初速度（未知）从磁场外沿轴正方向从点进入磁场，从点射出，出射速度方向与轴正方向夹角为，如图所示。不计粒子的重力，则（     ）

A．带电粒子带正电

B．粒子的运动轨迹是抛物线

C．粒子运动速度大小

D．粒子在磁场内的运动时间

3．电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　）

A．N点电势比M点高 B．正比于流量Q

C．在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D．若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小

4．如图，间距为的两虚线、间存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，虚线上方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在纸面内垂直于虚线从点射入磁场，一段时间后又从点射出磁场。已知该粒子在下方磁场中运动的圆轨迹半径为，不计重力，则上、下磁场的磁感应强度大小之比为（     ）

A． B． C． D．

5．如图，一同位素电磁分离器主要有加速电场I、匀强磁场II及接收器III。从点进入电场的碳12和碳13两种同价阳离子经电场加速后垂直射入磁场，偏转后均被接收器接收。忽略离子的初速度及重力，则碳12和碳13离子（     ）

 

A．离开电场时的动量之比为

B．在电场中的加速度之比为

C．到达接收器的动能之比为

D．在磁场中运动的轨道半径之比为

6．一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，两板间便产生电压。如果把板和电热器连接，板就是一个直流电源的两个电极。若两板相距为，两板正对面积为，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为，等离子体以速度沿垂直于的方向射入磁场，不计离子在板间运动时的相互作用，则（    ）

A．板是电源的正极

B．该电源的电动势为

C．电热器稳定工作时，离子在板间仅受洛伦兹力

D．电热器稳定工作时，单位时间飞入板间的离子数目大于飞出的数目

7．如图所示是长为a、宽为b、厚度为d、电阻率为ρ的特殊材质霍尔元件，霍尔元件内载流子带正电，已知单位体积内的载流子个数为，单个载流子的电荷量为q，通入的电流I恒定且方向向左，磁场方向垂直霍尔元件工作面向上，磁感应强度大小为B，在霍尔元件的前后表面之间会出现电势差U，即霍尔电压。下列说法正确的是（     ）

A．前表面的电势高于后表面的电势

B．b越大，霍尔电压越大

C．元件内单位体积中的载流子数还可表示为

D．闭合开关S，仅考虑霍尔元件的电阻，则流经S的电流为

8．如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　）

A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为

B．薄板的上表面接收到粒子的区域长度为

C．薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d

D．薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为

二、多选题（每题6分，共计24分）

9．手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　）

A．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右

B．若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下

C．若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针

方向且

D．若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且

10．如图所示的回旋加速器水平放置，由两个半径均为R的D形盒构成，中间留有空隙，中心为O，磁感应强度为B的匀强磁场垂直盒面，在缝间加上高频电压，对质量为m、电荷量为q的带正电粒子（忽略重力）进行加速，同时设计好高频电源的频率，粒子经过n次加速，最后从D形盒出口射出，下列说法正确的是（　　）

   A．高频电压的频率为

B．高频电压为

C．每次加速粒子速度大小的增量为

D．D形盒的半径越大，粒子获得的最大速度越大，直至速度达到光速

11．2025年5月1日，全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置（BEST）在我国正式启动总装。如图是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意图，两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，内圆半径为。在内圆上A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动，并都恰好到达磁场外边界后返回。已知a、b、c带正电且比荷均为，a粒子的速度大小为，方向沿同心圆的径向；b和c粒子速度方向相反且与a粒子的速度方向垂直。不考虑带电粒子所受的重力和相互作用。下列说法正确的是（    ）

A．外圆半径等于 

B．a粒子返回A点所用的最短时间为

C．b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为 

D．c粒子的速度大小为

12．某小组设计了一磁悬浮装置。如图，环形通电线圈固定在水平面上，其上方固定一半径为的环形细管道，管道任意处磁场方向与竖直方向夹角为。质量为的带正电小球在环形管道中以某一速率做匀速圆周运动，此时小球与管道间无弹力，重力加速度为。下列说法正确的是（     ）

A．从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动

B．小球做圆周运动的周期为

C．小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为

D．若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，则小球与管道间的弹力大小为

三、解答题（13题12分，14题14分，15题18分，共计44分）

13．如图所示，在平面内，区域存在匀强电场，电场强度大小为、方向沿轴负方向；在区域，有一个以为圆心、为半径的半圆形区域，半圆形区域内既无电场也无磁场，半圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于平面向里。一质量为、电荷量为的带正电粒子从坐标为的点静止释放，之后从坐标为的点第一次射出磁场。不计重力，求：

 

(1)粒子第一次进入磁场时的速度大小；

(2)磁场的磁感应强度大小；

(3)粒子第二次射出磁场时的位置坐标。