2020屆新課標(biāo)高考物理二輪沖刺電場(chǎng)和磁場(chǎng)練習(xí)

2020新課標(biāo)高考物理二輪沖刺：電場(chǎng)和磁場(chǎng)練習(xí)附答案一、選擇題1、直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)以以下圖．M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，將一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零．靜電力常量用k表示．若將該正點(diǎn)電荷挪動(dòng)到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為(B)3kQ3kQA.4a2，沿y軸正向B.4a2，沿y軸負(fù)向5kQ，沿y軸正向5kQ，沿y軸負(fù)向C.2D.24a4a分析：正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則兩負(fù)點(diǎn)電荷在G點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)盛小為E1＝kQ2，方向沿y軸正方向．由對(duì)稱性知，兩負(fù)點(diǎn)電荷在H點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)盛a小為E2＝1＝kQ2，方向沿y軸負(fù)方向．當(dāng)把正點(diǎn)電荷放在G點(diǎn)時(shí)，在H點(diǎn)產(chǎn)生EakQ的場(chǎng)強(qiáng)的大小為E3＝4a2，方向沿y軸正方向．因此H點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)盛小E＝E2－3kQE3＝4a2，方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)B正確．2、如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的長(zhǎng)度和板間距離相等，板間存在如圖乙所示的電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直．在t＝0時(shí)刻，一不計(jì)重力的帶電粒子沿兩板中線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)速度大小為v0，t＝T時(shí)刻粒子恰好沿MN板右邊沿射出電場(chǎng)，則(A)A．該粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向必定垂直于電場(chǎng)方向TB．在t＝2時(shí)刻，該粒子的速度大小為2v0TC．若該粒子在t＝2時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，則粒子會(huì)打在板上D．若該粒子的入射速度大小變成2v0，則該粒子仍在t＝T時(shí)刻射出電場(chǎng)分析：由題意，粒子在0～T內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，在T～T內(nèi)做類斜拋運(yùn)動(dòng)，因粒子在電場(chǎng)22中所受的電場(chǎng)力大小相等，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向一1vy定垂直于電場(chǎng)方向，選項(xiàng)A正確；水平方向上有l(wèi)＝v0T，豎直方向上有2l＝2T，T22T在t＝時(shí)刻粒子的速度大小v＝v0＋vy＝2v0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若該粒子在t＝22時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，粒子先向下做類平拋運(yùn)動(dòng)，再向下做類斜拋運(yùn)動(dòng)，恰好沿PQ板右邊沿射出電場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若該粒子的入射速度變成2v0，則粒lT子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3、此刻醫(yī)學(xué)上對(duì)某些腫瘤采納質(zhì)子療法進(jìn)行治療，該療法用必定能量的質(zhì)子束照耀腫瘤殺死癌細(xì)胞．現(xiàn)用向來線加快器來加快質(zhì)子，使其從靜止開始被加速到1.0×107已知加快電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為×5，質(zhì)子的質(zhì)量為×m/s.1.310N/C1.6710－27kg，電荷量為1.6×10－19C，則以下說法正確的選項(xiàng)是(D)A．加快過程中質(zhì)子電勢(shì)能增添B．質(zhì)子所遇到的電場(chǎng)力約為2×10－15NC．質(zhì)子加快需要的時(shí)間約為8×10－6sD．加快器加快的直線長(zhǎng)度約為4m分析：電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子做正功，質(zhì)子的電勢(shì)能減少，A錯(cuò)誤；質(zhì)子遇到的電場(chǎng)力大小F＝qE≈2×10－14N，B錯(cuò)誤；質(zhì)子的加快度a＝mF≈1.2×1013m/s2，加快時(shí)間2v≈8×10－7，C錯(cuò)誤；加快器加快的直線長(zhǎng)度x＝v≈4m，故D正確．t＝as2a4、以以下圖，電子經(jīng)電場(chǎng)加快后垂直進(jìn)入磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)半個(gè)圓周后打在P點(diǎn)，經(jīng)過調(diào)理兩極板間電壓U可以控制P點(diǎn)的位置，設(shè)OP＝x，可以正確反響U與x關(guān)系的圖象是以下圖中的(C)12mv分析：電子在電場(chǎng)中加快，有qU＝2mv2，進(jìn)入磁場(chǎng)，有x＝2r＝qB，整理可得x2＝8mU，選項(xiàng)C正確．qB25、以以下圖，MON是固定的圓滑絕緣直角桿，MO沿水平方向，NO沿豎直方向，A、B為兩個(gè)套在此桿上的帶有同種電荷的小球，用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上，使兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將A球向豎直桿方向緩慢拉動(dòng)一小段距離后，A、B兩小球可以重新均衡．后一均衡狀態(tài)與前一均衡狀態(tài)對(duì)比較，以下說法正確的選項(xiàng)是(B)A．A、B兩小球間的庫(kù)侖力變大B．A、B兩小球間的庫(kù)侖力變小C．A球?qū)O桿的壓力變大D．A球?qū)O桿的壓力變小分析：對(duì)A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力N1、靜電力F1，以以下圖，依據(jù)均衡條件，x方向上有F＝F1sinθ，y方向上有N1＝mg＋F1cosθ，對(duì)B球受力分析，受重力Mg、靜電力F2、桿對(duì)其向左的支持力N2，以以下圖，依據(jù)均衡條件，x方向上有F2sinθ＝N2，y方向上有F2cosθ＝Mg，且F1＝F2，聯(lián)立得F1＝Mg，cosθN1＝mg＋Mg，因?yàn)橹匦戮鈺r(shí)兩球連線與豎直方向的夾角θ變小，故靜電力F1變小，水平桿對(duì)A球的支持力等于兩個(gè)球的重力之和，N1不變，由牛頓第三定律可知，A球?qū)λ綏U的壓力不變，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．6、質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子比荷和分析同位素的重要工具．右圖中的鉛盒A中的放射源放出大批的帶正電粒子(可以為初速度為零)，從狹縫S1進(jìn)入電壓為U的加快電場(chǎng)區(qū)加快后，再經(jīng)過狹縫S2從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是以直線MN為切線、磁感覺強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)．此刻MN上的F點(diǎn)(圖中未畫出)接收到該粒子，且GF＝3R.則該粒子的比荷為(粒子的重力忽視不計(jì))(C)8U

4U

6U

2UA.R2B2

B.R2B2

C.R2B2

D.R2B2分析：設(shè)粒子被加快后獲取的速度為v，由動(dòng)能定理有：qU＝12mv2，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r＝3Rv2q＝6U3，又qvB＝mr，可求m22，選項(xiàng)C正確．RB7、以以下圖，質(zhì)量m＝0.5kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37°、寬度L＝1m的圓滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi))．右邊回路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝8V、內(nèi)阻r＝1Ω，額定功率為8W、額定電壓為4V的電動(dòng)機(jī)M正常工作．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加快度大小g＝10m/s2，則磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度大小為(C)A．2TC．1.5T

B．1.73TD．1TP1分析：電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)的電流I1＝U＝2A，電源內(nèi)阻上的電壓U′＝E－UU′＝8V－4V＝4V，依據(jù)閉合電路歐姆定律得干路中的電流I＝r＝4A，則經(jīng)過導(dǎo)體棒的電流I2＝－1＝，導(dǎo)體棒受力均衡，有2L＝mgsin37°，得B＝，II2ABI1.5T應(yīng)選項(xiàng)C正確．8、如圖，在座標(biāo)系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感覺強(qiáng)度大小分別為12B和B、方向均垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于y軸進(jìn)入第一象限，最后經(jīng)過x軸走開第一象限．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(B)5πm

7πmA.6qB

B.6qB11πm

13πmC.6qB

D.

6qB分析：設(shè)帶電粒子進(jìn)入第二象限的速度為v，在第二象限和第一象限中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，對(duì)應(yīng)的軌跡半徑分別為R1和2，由洛倫茲力供給向心力有＝v2、TRqvBmR2πRmv2mv2πm4πm＝v，可得R1＝qB、R2＝qB、T1＝qB、T2＝qB，帶電粒子在第二象限中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1＝T1t2＝θ，在第一象限中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T2，又由幾何關(guān)系有cosθR－R42π7πm12＝R2，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝t1＋t2，聯(lián)立以上各式解得t＝6qB，選項(xiàng)B正確，A、C、D均錯(cuò)誤．9、如圖甲所示，PQ和MN為水平、平行擱置的兩圓滑金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌相距L＝1m，導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，細(xì)繩一部分與導(dǎo)軌共面且平行，另一部分與導(dǎo)軌所在平面垂直，物體放在水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為B＝1T，方向豎直向下，開始時(shí)繩索恰好要繃緊，現(xiàn)給導(dǎo)體棒中通入電流，使導(dǎo)體棒向左做加快運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)的加快度大小與導(dǎo)體棒中通入的電流大小關(guān)系如圖乙所示，重力加快度大小為g＝10m/s2.則物體和導(dǎo)體棒的質(zhì)量分別為(A)A．．0.9kg0.1kgC．．1.0kg0.1kg分析：設(shè)物體的質(zhì)量為M，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，細(xì)繩的拉力為T，依據(jù)題意由牛頓BLMg第二定律可知，T－Mg＝Ma，BIL－T＝ma，解得a＝M＋mI－M＋m，聯(lián)合題圖乙可知，當(dāng)a1＝·－2，I1＝，0＝1A時(shí)，＝，則有0L－Mg＝，得3ms4AIa0BI0BI0LM＝g＝0.1kg，m＝0.9kg，選項(xiàng)A正確．二、非選擇題以以下圖，在豎直平面內(nèi)的xOy直角坐標(biāo)系中，MN與水平x軸平行，在MN與x軸之間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于坐標(biāo)平面水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝2N/C，磁感覺強(qiáng)度B＝1T．從y軸上的P點(diǎn)沿x軸正方向以初速度v0＝1m/s水平拋出一帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m＝2×10－6kg，電荷量q1×10－5C，g取10m/s2.已知P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為d0＝0.15m，MN到x軸距離為d＝0.20m．(π＝3.14，2＝1.414，3＝1.732，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至MN界限所用的時(shí)間；(2)若在小球運(yùn)動(dòng)到x軸時(shí)撤去電場(chǎng)，求小球到達(dá)MN界限時(shí)的速度大?。鸢福?1)0.38s(2)2.8m/s分析：(1)由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，設(shè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)速度與水平方向的夾角為12θ，則d0＝2gt1解得t1＝2d03g＝10s則v＝gt12＋v02cosθ＝v0v解得v＝2m/s，θ＝60°小球在