2020高考物理名師預(yù)測試題 知識點(diǎn)07 電場和磁場

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1、2020高考物理熱點(diǎn)預(yù)測專題7:電場和磁場 高考預(yù)測 從近兩年高考試題看，本專題包括的考查點(diǎn)：一是庫侖定律，電場強(qiáng)度、電勢；二是電容和帶電粒子在電場中的運(yùn)動；三是安培力和洛倫茲力。電磁場知識是歷年高考試題中考點(diǎn)分布重點(diǎn)區(qū)域，尤其是在力電綜合試題中常巧妙地把電場、磁場的概念與牛頓定律、動能定理等力學(xué)、電學(xué)有關(guān)知識有機(jī)地聯(lián)系在一起，還能側(cè)重于應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題方面的考查。預(yù)計2020年高考本專題占分比例仍在26%左右，選擇題和計算題各一道的組合形式不會有多大變化，實驗題有可能出現(xiàn)在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”。 一、選擇題（共10小題，在每小題給出的四個選項中，有的小

2、題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯的或不答的得0分） 1. 勻強(qiáng)電場中有a、b、c三點(diǎn)，如圖所示．在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中， ∠a＝30°、∠c＝90°,．電場方向與三角形所在平面平行．已知a、b和c點(diǎn)的電勢分別為V、V和2 V．該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為（ ） A．V、V B．0 V、4 V C．V、 D．0 V、V 2. 據(jù)報道，我國第21次南極科考隊于2020年在南極考查時觀察到了美麗的極光，極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進(jìn)高空稀薄大氣層時，被地球磁場俘獲的，從而改變原有運(yùn)動方向，向兩極做螺旋運(yùn)

3、動，如圖1所示，這些高能粒子在運(yùn)動過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光，由于地磁場的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達(dá)到地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實，向兩極做螺旋運(yùn)動的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減少的，這主要與下列哪些因素有關(guān)（　　?。? Ａ.洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動能減小 Ｂ.空氣阻力做負(fù)功，使其動能減小 Ｃ.向南北兩極磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng) Ｄ.太陽對粒子的引力做負(fù)功 3..一個質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中運(yùn)動時，動能保持不變，已知磁場方向水平向右，則質(zhì)子的運(yùn)動方向和電場方向可能

4、是（質(zhì)子的重力不計）（　　?。? Ａ.質(zhì)子向右運(yùn)動，電場方向豎直向上 Ｂ.質(zhì)子向右運(yùn)動，電場方向豎直向下 Ｃ.質(zhì)子向上運(yùn)動，電場方向垂直紙面向里 Ｄ.質(zhì)子向上運(yùn)動，電場方向垂直面向外 4. 如圖2所示，一帶電粒子以水平初速度（）先后進(jìn)入方向垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，已知電場方向豎直向?qū)挾认嗤揖o鄰在一起，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中（其所受重力忽略不計），電場和磁場對粒子所做的總功為；若把電場和磁場正交重疊，如圖3所示，粒子仍以初速度穿過重疊場區(qū)，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，電場和磁場對粒子所做的總功為，比較和，有（　　?。? Ａ.一定是 Ｂ.一定是

5、Ｃ.一定是 Ｄ.可能是，也可能是 5. 如圖4所示，勻強(qiáng)電場Ｅ方向水平向左，帶有正電荷的物體沿絕緣水平面向右運(yùn)動，經(jīng)過Ａ點(diǎn)時動能是100Ｊ，經(jīng)過Ｂ點(diǎn)時　，動能是Ａ點(diǎn)的，減少的動能有轉(zhuǎn)化成電勢能，那么，當(dāng)它再次經(jīng)過Ｂ點(diǎn)時動能為（　　?。? Ａ.16Ｊ Ｂ.8Ｊ Ｃ.4Ｊ Ｄ.20Ｊ 6. 如圖5所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動，下列說法正確的是（ ） A、微粒一定帶負(fù)電 B、微粒動能一定減小 C、微粒的電勢能一定增加 D、微粒的機(jī)械能一定增

6、7. 如圖6所示，質(zhì)量為ｍ，初速度為的帶電體ａ，從水平面的Ｐ點(diǎn)向固定的帶電體ｂ運(yùn)動，ｂ與ａ電性相同，當(dāng)ａ向右移動ｓ時，速度減為零，設(shè)ａ、ｂ與地面間的摩擦因數(shù)均為，那么當(dāng)ａ從Ｐ向右移動的位移為時，ａ的動能（　　?。? Ａ.等于初動能的一半 Ｂ.小于初動能的一半 Ｃ.大于初動能的一半 Ｄ.減小量等于電勢能的增加量 8.如圖7所示，在重力加速度為ｇ的空間中，有一個帶電量為＋Ｑ的場源電荷置于Ｏ點(diǎn)，Ｂ、Ｃ為以）為圓心，半徑為Ｒ的豎直圓周上的兩點(diǎn)，Ａ、Ｂ、Ｏ在同一豎直線上，ＡＢ＝Ｒ，Ｏ、Ｃ在同一水平線上，現(xiàn)在有一質(zhì)量為ｍ，電荷量為的有孔小球，沿光滑絕緣細(xì)桿ＡＣ從Ａ點(diǎn)由靜止開始下滑，滑至Ｃ點(diǎn)時速

7、度的大小為,下列說法正確的是（　　?。? Ａ.從Ａ到Ｃ小球做勻加速運(yùn)動 Ｂ.從Ａ到Ｃ小球的機(jī)械能守恒 Ｃ.Ｂ、Ａ兩點(diǎn)間的電勢差為 Ｄ.若小球不通過桿從Ａ點(diǎn)自由釋放，則下落到Ｂ點(diǎn)時的速度大小為 9. 空間某區(qū)域電場線分布如圖8所示，帶電小球（質(zhì)量為ｍ，電量為ｑ）在Ａ點(diǎn)速度為，方向水平向右，至Ｂ點(diǎn)速度為，與水平方向間夾角為，Ａ、Ｂ間高度差為Ｈ，以下判斷錯誤 是（　　　） Ａ.Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間電勢差 Ｂ.球由Ａ至Ｂ，電場力的沖量為 Ｃ.球由Ａ至Ｂ，電場力做功為 Ｄ.小球重力在Ｂ點(diǎn)的瞬時功率為 10. 如圖9所示，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為E，在與環(huán)心等高

8、處放有一質(zhì)量為m、帶電q的小球，由靜止開始沿軌道運(yùn)動，下述說法正確的是( ) A、小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒 B、小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時速度最大 C、小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時對軌道壓力為3（mg+qE） D、小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時對軌道壓力為（mg+qE） 二、填空題（本題2小題，共18分，把答案填在題中的橫線上或按要求答題） 11. .在用模擬法描繪靜電場等勢線的實驗中 （１）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)描繪的等勢線發(fā)生畸變，則產(chǎn)生誤差的可能原因是（　　?。? Ａ.電流表的靈敏度不高 Ｂ.電極與導(dǎo)電紙接觸不良 Ｃ.導(dǎo)電紙涂層不均勻 Ｄ.有一個電極靠近導(dǎo)電紙邊緣 （２）某同學(xué)進(jìn)行了實驗探

9、究，做了以下的實驗：把兩長條形電極緊壓在導(dǎo)電紙上（導(dǎo)電紙鋪在平木板上），并分別接在低壓恒定直流電源兩極，現(xiàn)取一金屬環(huán)，將圓環(huán)放在兩電極中間的導(dǎo)電紙上，再在靈敏電流計正、負(fù)接線柱上分別接兩探針Ⅰ和Ⅱ（電流從靈敏電流計正接線柱流入時，指針右偏）做如下測試，如圖10所示： ａ當(dāng)兩探針Ⅰ和Ⅱ與金屬環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙上任意兩點(diǎn)接觸時，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） ｂ當(dāng)兩探針Ⅰ和Ⅱ與金屬環(huán)上任意兩點(diǎn)接觸時，電流表指針將　　　　?。ㄌ睢坝移被颉白笃被颉爸噶恪保? ｃ當(dāng)兩探針Ⅰ和Ⅱ分別與環(huán)上，環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙接觸時，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） ｄ當(dāng)兩探

10、針Ⅰ和Ⅱ分別與環(huán)上、導(dǎo)電紙上ａ點(diǎn)接觸時，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） 　 12.如圖11所示，實驗中如果探針在導(dǎo)電紙上不論如何移動，電流表指針都不動，若改用多用表直流電壓擋直接測Ａ、Ｂ兩極對導(dǎo)電紙的電壓，電壓正常，再測Ａ電極對導(dǎo)電紙的電壓，發(fā)現(xiàn)電壓處處相等，且等于電源的電動勢，這說明 三、計算題（共5小題，共92分。解答下列各題時，應(yīng)寫出必要的文字說明、表達(dá)式和重要步驟。只寫最后答案的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。） 13. 一細(xì)棒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場中，棒與磁場方向垂直，與水平方向夾角為。磁感線水平指向紙里，如圖12所

11、示，棒上套一個可在其上滑動的帶負(fù)電的小球Ｃ，小球質(zhì)量為ｍ，帶電量為ｑ，球與棒間的動摩擦因數(shù)為，讓小球從棒上端靜止下滑，求： （１）小球的最大速度； （２）動摩擦因數(shù)應(yīng)具備的條件。 14. 如圖13所示，質(zhì)量為ｍ的小球Ａ在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為，小球Ａ帶正電，電量為ｑ。在桿上Ｂ點(diǎn)處固定一個電量為Ｑ的正電荷，將小球Ａ由距Ｂ點(diǎn)豎直高度為Ｈ處無初速度釋放，小球Ａ下滑過程中電量不變，不計Ａ與細(xì)桿間的摩擦，整個裝置處在真空中，已知靜電力常量ｋ和重力加速度ｇ （１）Ａ球剛釋放時的加速度是多大？ （２）當(dāng)Ａ球的動能最大時，球此時Ａ球與Ｂ點(diǎn)的距離 15. 如圖

12、14所示，ＡＢＣＤ表示豎立在場強(qiáng)為的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的ＢＣＤ部分是半徑為Ｒ的半圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切，Ａ為水平軌道上的一點(diǎn)，而且，ＡＢ＝Ｒ＝0.2ｍ，把一質(zhì)量ｍ＝10ｇ、帶電量ｑ＝的小球在水平軌道的Ａ點(diǎn)由靜止釋放后，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動（ｇ＝10）。求： （１）小球到達(dá)Ｃ點(diǎn)時的速度 （２）小球達(dá)到Ｃ點(diǎn)時對軌道的壓力 （３）要使小球剛好能運(yùn)動到Ｄ點(diǎn)，小球開始運(yùn)動的位置應(yīng)離Ｂ點(diǎn)多遠(yuǎn)？ 16. 設(shè)在討論的空間范圍內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場，Ｂ的方向垂直于紙面向里，如圖15所示，在紙平面上有一長為h的光滑絕緣空心細(xì)管ＭＮ，管的Ｍ端內(nèi)有一帶正電的小球Ｐ1，在紙平

13、面上Ｎ端的正右前方2h處有一個不帶電的小球Ｐ2，開始時Ｐ1相對管靜止，管向運(yùn)動，小球Ｐ2在紙平面上沿著以于ＭＮ延長線方向成角的速度運(yùn)動，設(shè)管的質(zhì)量遠(yuǎn)大于Ｐ1的質(zhì)量，Ｐ1在管內(nèi)的運(yùn)動對管的運(yùn)動的影響可以忽略。 已知Ｐ1離開的管的Ｎ端時相對紙面的速度大小恰好為，且在離開管后最終能與Ｐ2相碰，試求：（１）Ｐ1的比荷 （２）和的比值 17. 如圖16所示，在足夠大的空間內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比，所受重力與電場力的大小相等，小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上，小球1向右以的水平速度與小球

14、2正碰，碰后經(jīng)過0.75ｓ再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終在同一豎直平面內(nèi)。（ｇ＝10）問 （１） 電場強(qiáng)度Ｅ的大小是多少？ （２） 兩小球的質(zhì)量之比是多少？ 15. 解：（１）、（２）如圖所示，設(shè)小球在Ｃ點(diǎn)的速度大小是，對軌道的壓力大小為，則對于小球由ＡC的過程中，應(yīng)用動能定理列出：－０，在Ｃ點(diǎn)的園軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有，解得 （３）如圖所示，設(shè)小球初始位置應(yīng)在離Ｂ點(diǎn)ｘｍ的點(diǎn)，對小球由Ｄ的過程應(yīng)用動能定理，有：，在Ｄ點(diǎn)的圓軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有，解得 16. 解：（１）F1為P1參與的運(yùn)動而受到指向Ｎ端的洛倫茲力，其值為：（其中 ，為的電

15、量），對應(yīng)有指向Ｎ端的加速度： （其中ｍ為的質(zhì)量） 在管中運(yùn)動會使它受到另一個向左的洛倫茲力，此力與管壁對向右的力所抵消，到達(dá)Ｎ端時具有沿管長方向的速度： 所以，對紙平面的速度大小為： 又因為，故： 即： 所以的比荷為： （２）從Ｍ端到Ｎ端經(jīng)歷的時間為： 離開管后將在紙平面上做勻速圓周運(yùn)動，半徑與周期分別為： 經(jīng)ｔ１時間已隨管朝正右方向運(yùn)動： 的距離 所以離開Ｎ端的位置恰好為的初始位置 經(jīng)時間ｔ１已知運(yùn)動到如圖所示的位置Ｓ２走過的路程為 只能與相碰在圖中的Ｓ處，相遇時刻必為 且要求在這段時間內(nèi)恰好走過2Ｒ的路程，因此有 即得： 所以： 17. 解：……①　 由于重力和電場力平衡，電粒子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動，小球平拋且碰時動量守恒，根據(jù)條件，碰后反向 ……① 另有……② 解得……③ 對平拋： 解得