2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練（三）電場和磁場.doc

2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練（三）電場和磁場一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,17題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,810題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.物理學(xué)家密立根在19071913年間經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),比較準(zhǔn)確地測定了電子的電荷量,其實(shí)驗(yàn)示意圖如圖所示。通過顯微鏡觀察在電場中懸浮的油滴,可計(jì)算其所帶電荷量,則()密立根實(shí)驗(yàn)示意圖A.圖中能剛好懸浮的油滴帶的是正電荷B.可以根據(jù)Eq=mg求油滴帶的電荷量C.通過該實(shí)驗(yàn)裝置可直接測量出電子所帶的電荷量D.不同油滴所帶電荷量雖不相同,但都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍2.如圖,空間中固定的四個(gè)點(diǎn)電荷分別位于正四面體(正四面體并不存在)的四個(gè)頂點(diǎn)處,AB=L,A、B、C、D四個(gè)頂點(diǎn)各放置一個(gè)+q,A點(diǎn)電荷受到的電場力為()A.B.C.D.3.如圖甲所示,Q1、Q2為兩個(gè)固定點(diǎn)電荷,其中Q1帶正電,它們連線的延長線上有b、a兩點(diǎn)。一個(gè)帶正電的試探電荷以一定的初速度沿直線從b點(diǎn)開始經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng),其速度圖象如圖乙所示,則()A.Q2帶負(fù)電B.a、b兩點(diǎn)的電勢a<bC.a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小Ea>EbD.試探電荷從b到a的過程中電勢能減少4.(xx四川廣元高三統(tǒng)考)如圖所示,兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場方向豎直向上,將一根金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸?，F(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I,同時(shí)釋放金屬棒PQ使其運(yùn)動(dòng)。已知電流I隨時(shí)間的變化關(guān)系為I=kt(k為常數(shù),k>0),金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定。以豎直向下為正方向,則下面關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象中,可能正確的是()5.(xx重慶聯(lián)考)如圖所示,絕緣輕桿兩端固定帶電小球A和B,輕桿處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,不考慮兩球之間的相互作用。初始時(shí)輕桿與電場線垂直(如圖中實(shí)線位置),將桿向右平移的同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)過90(如圖中虛線位置),發(fā)現(xiàn)A、B兩球電勢能之和不變。根據(jù)圖中給出的位置關(guān)系,可判斷下列說法中正確的是()A.A球一定帶正電荷,B球一定帶負(fù)電荷B.A球電勢能一定增加C.A、B兩球電荷量的絕對(duì)值之比qAqB=12D.電場力對(duì)A球和B球都不做功6.如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,MN是一豎直放置的感光板。從圓形磁場最高點(diǎn)P以速度v垂直磁場射入大量的帶正電荷的粒子,且粒子所帶電荷量為q、質(zhì)量為m。不考慮粒子間的相互作用力,關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng),以下說法正確的是()A.只要對(duì)著圓心入射,出射后均可垂直打在MN上B.即使是對(duì)著圓心入射的粒子,其出射方向的反向延長線也不一定過圓心C.對(duì)著圓心入射的粒子,速度越大在磁場中通過的弧長越長,時(shí)間也越長D.只要速度滿足v=,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上7.如圖所示,平行板電容器與恒壓電源連接,電子以速度v0垂直于電場線方向射入并穿過平行板間的電場,若僅使電容器上極板上移,設(shè)電容器極板上所電荷量為Q,電子穿出平行板時(shí)在垂直于板面方向偏移的距離為y,以下說法正確的是()A.Q減小,y不變B.Q減小,y減小C.Q增大,y減小D.Q增大,y增大8.如圖所示,有一傾角為30的光滑斜面,勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上,勻強(qiáng)電場沿斜面向上并垂直斜面底邊。一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,以速度v在斜面上做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則()A.帶電小球帶負(fù)電B.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=C.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E=D.帶電小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒9.一個(gè)帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下運(yùn)動(dòng),其電勢能隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是()A.該粒子可能做直線運(yùn)動(dòng)B.該粒子在運(yùn)動(dòng)過程中速度保持不變C.t1、t2兩個(gè)時(shí)刻,粒子所處位置電場強(qiáng)度一定不同D.粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的電勢一定相等10.(xx江西崇義中學(xué)高三月考)在光滑絕緣水平面的P點(diǎn)正上方O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,在水平面上的N點(diǎn),由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為-q的負(fù)檢驗(yàn)電荷,該檢驗(yàn)電荷經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度為v,圖中=60,規(guī)定電場中P點(diǎn)的電勢為零。則在+Q形成的電場中()A.N點(diǎn)電勢高于P點(diǎn)電勢B.N點(diǎn)電勢為-C.P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的4倍D.檢驗(yàn)電荷在N點(diǎn)具有的電勢能為-mv2二、非選擇題(本題共3小題,共50分)11.(15分)(xx湖北百所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖,絕緣的水平面上,相隔2L的A、B兩點(diǎn)固定有兩個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷,a、O、b是AB連線上的三點(diǎn),且O為中點(diǎn),Oa=Ob=。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的點(diǎn)電荷以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿AB連線向B運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中電荷受到大小恒定的阻力作用,當(dāng)它第一次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度為2v0,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度剛好為零,然后返回,最后恰停在O點(diǎn)。已知靜電力常量為k。求:(1)a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小。(2)阻力的大小。(3)aO兩點(diǎn)間的電勢差。(4)電荷在電場中運(yùn)動(dòng)的總路程。12.(16分)(xx北京朝陽統(tǒng)考)如圖所示,在xl、y0范圍內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向里;在xl、y0范圍內(nèi)有一電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場,方向沿y軸負(fù)方向。質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子從y軸上的M點(diǎn)由靜止釋放,粒子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度為v。不計(jì)粒子重力。(1)求O、M兩點(diǎn)間的距離d;(2)如果經(jīng)過一段時(shí)間,粒子能通過x軸上的N點(diǎn),O、N兩點(diǎn)間的距離為b(b<l),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B。如果粒子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的同時(shí),撤去電場。要使粒子能再次通過x軸,磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件?13.(19分)(xx湖北八校高三聯(lián)考)如圖所示,在無限長的水平邊界AB和CD間有一勻強(qiáng)電場,同時(shí)在AEFC、BEFD區(qū)域分別存在水平向里和向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同,EF為左右磁場的分界線。AB邊界上的P點(diǎn)到邊界EF的距離為(2+)L。一帶正電的微粒從P點(diǎn)的正上方的O點(diǎn)由靜止釋放,從P點(diǎn)垂直AB邊界進(jìn)入電、磁場區(qū)域,且恰好不從AB邊界飛出電、磁場。已知微粒在電、磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧,重力加速度大小為g,電場強(qiáng)度大小E(E未知)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B(B未知)滿足=2,不考慮空氣阻力,(1)求O點(diǎn)距離P點(diǎn)的高度h;(2)若微粒從O點(diǎn)以v0=水平向左平拋,且恰好垂直下邊界CD射出電、磁場,則微粒在電、磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t多長?參考答案1.D解析:油滴處于懸浮狀態(tài),其受到的豎直向下的重力和豎直向上的電場力的合力為零,由題圖可知:電容器內(nèi)的電場方向豎直向下,故懸浮的油滴帶負(fù)電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由平衡條件可得qE=mg,因無法確定油滴的質(zhì)量,故無法求出油滴所帶的電荷量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因無法確定油滴所含電子的數(shù)量,故無法直接測量電子所帶的電荷量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;所有帶電油滴的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,選項(xiàng)D正確。2.A解析:底面上B、C、D的三個(gè)電荷對(duì)頂點(diǎn)上電荷的庫侖力分別都是F=k,通過A點(diǎn)作底面的垂線,設(shè)棱與高線的夾角為,底部平面上的高線長Lsin 60=L,四面體高線的垂足在底面高線的,四面體的高線、四面體的棱和底部平面高線的構(gòu)成了直角三角形,根據(jù)勾股定理可以求出四面體的高線為L,根據(jù)幾何關(guān)系可以得出cos =,A點(diǎn)的電荷受到的電場力為Fh=3kcos =。3.A解析:帶正電試探電荷由b到a速度減小,可知電場力對(duì)其做負(fù)功,試探電荷電勢能增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;而Q1對(duì)試探電荷的電場力做正功,故Q2對(duì)試探電荷一定做負(fù)功,即Q2對(duì)試探電荷的作用力與運(yùn)動(dòng)方向相反,故Q2帶負(fù)電,選項(xiàng)A正確;由速度圖象,試探電荷在b點(diǎn)的加速度大于在a點(diǎn)的加速度,又F=Eq=ma,可知b點(diǎn)電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)電場強(qiáng)度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;又根據(jù)正電荷在電勢高的地方電勢能大可知,b點(diǎn)電勢小于a點(diǎn)電勢,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。4.B解析:因?yàn)殚_始加速度方向向下,與速度方向相同,做加速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸減小,即做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),然后加速度方向向上,加速度逐漸增大,做加速度逐漸增大的變減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)牛頓第二定律得,金屬棒的加速度a=,Ff=FN=FA=BIL=BLkt,聯(lián)立解得加速度a=-g,與時(shí)間成線性關(guān)系,故C錯(cuò)誤;t=0時(shí)刻無電流,無安培力,只有重力,加速度豎直向下,為正值,故D錯(cuò)誤。5.C解析:電場力對(duì)系統(tǒng)做功為零,因此A、B電性一定相反,A可能帶正電,也可能帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;A的電性不確定,無法判斷其電勢能的變化,故B錯(cuò)誤;電場力對(duì)A、B做功大小相等、方向相反,所以有EqBL=EqA2L,因此qAqB=12,故C正確;電場力對(duì)A、B都做功,代數(shù)和為零,故D錯(cuò)誤。6.D解析:粒子所受洛倫茲力提供向心力,粒子做半徑和周期分別為R=、T=的勻速圓周運(yùn)動(dòng);可知只要速度滿足v=,則沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上,選項(xiàng)D正確;帶電粒子從圓形磁場邊界沿徑向射入,一定從圓形磁場邊界沿徑向射出,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;當(dāng)速度v一定時(shí),弧長越長,軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大,則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。7.B解析:根據(jù)題意,電容器兩極板間電壓不變;由平行板電容器決定式C=可知:上極板上移,板間距離d增大,電容C減小;由 Q=CU可知,電容器所帶電荷量減小,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤;電子在兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng),沿電場方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng),板間電場強(qiáng)度d增大,電壓不變,板間電場強(qiáng)度E減小,電子所受電場力減小,故加速度a=減小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律y=at2可知電子偏移距離y減小,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤。8.BC解析:小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需滿足qE=mgsin ,E=,選項(xiàng)C正確;由qvB=,解得B=,選項(xiàng)B正確;由于小球受到的電場力與重力沿斜面分量平衡,電場力方向沿斜面向上,則小球帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球在運(yùn)動(dòng)過程中,存在電場力(非重力)做功,機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.CD解析:粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小不變、方向時(shí)刻改變,t1、t2兩個(gè)時(shí)刻,粒子所處位置電場強(qiáng)度大小相同、方向不同,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確;從圖象可知,粒子的電勢能不隨時(shí)間變化,Ep=q,電勢不變,選項(xiàng)D正確。10.BC解析:據(jù)題意,在+Q形成的電場中,由于P點(diǎn)距離+Q較近,據(jù)沿電場方向電勢降低,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;負(fù)電荷從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)電場力做正功,則有W=q(P-N)=mv2,N點(diǎn)電勢為N=-mv2,故選項(xiàng)B正確;點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為E=k,而距離ON是OP的兩倍,則P點(diǎn)電場強(qiáng)度是N點(diǎn)的4倍,故選項(xiàng)C正確;檢驗(yàn)電荷在N點(diǎn)的電勢能為EN=(-q)(-N)=qmv2,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.答案:(1)(2)(3)(4)L解析:(1)由庫侖定律及電場強(qiáng)度的定義式可得Ea=k-k解得Ea=。(2)從a到b點(diǎn)過程中,根據(jù)對(duì)稱性,Ua=Ub根據(jù)動(dòng)能定理-FfL=0-解得Ff=。(3)從a到O點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理qUaO-Ffm(2v0)2-解得UaO=。(4)最后停在O點(diǎn),整個(gè)過程由動(dòng)能定理得qUaO-Ffs=0-解得s=L。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題共15分。其中每式2分,每式3分,其余每式1分。12.答案:(1)(2)(n=1,2,3,)B>解析:(1)粒子在電場中只受電場力,根據(jù)動(dòng)能定理qEd=mv2-0所以d=。(2)粒子進(jìn)入磁場,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,設(shè)其軌道半徑為r,則qvB=m由于粒子從O點(diǎn)到N點(diǎn)經(jīng)歷半圓的軌跡可以有n個(gè)(n=1,2,3,),所以b=2nr(n=1,2,3,)所以B=(n=1,2,3,)。若要使粒子能再次通過x軸,需滿足r<l,即B>。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題共16分。其中式1分,其余每式3分。13.答案:(1)(2)2(k=0,1,2,)解析:(1)微粒電荷量為q、質(zhì)量為m,軌跡為圓弧,有qE=mg。微粒在磁場中運(yùn)動(dòng)速率為v1時(shí)恰好與AB相切,如圖所示,O1、O2為微粒運(yùn)動(dòng)的圓心,O1O2與豎直方向夾角為,甲乙由幾何知識(shí)知sin =微粒半徑r1,由幾何關(guān)系有r1+r1sin =(2+)L,得r1=2L由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qv1B=由動(dòng)能定理有mgh=已知=2,得h=。(2)微粒平拋到AB邊界上的M點(diǎn)的時(shí)間為t1,水平距離為x1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x1=v0t1h=代入v0=h=得t1=x1=L微粒在M點(diǎn)時(shí)豎直分速度v1=,速度為v=2、與AB夾角為=30。微粒在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑r2=4L。由幾何關(guān)系知微粒垂直到達(dá)EF邊界。微粒在磁場中運(yùn)動(dòng)周期T=4由題意有微粒運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=+k(k=0,1,2,),微粒運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2(k=0,1,2,)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題共19分。其中每式2分,其余每式1分。