[ID:6-6917606] 2020新课标高考物理二轮冲刺:电场和磁场练习附答案
当前位置: 物理/高中物理/高考专区/二轮专题
资料简介:
2020新课标高考物理二轮冲刺:电场和磁场练习附答案

一、选择题
1、直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示.M、N两点各固定一负点电荷,将一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移动到G点,则H点处场强的大小和方向分别为( B )


A.,沿y轴正向 B.,沿y轴负向
C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向
解析:正点电荷在O点时,G点的场强为零,则两负点电荷在G点的合场强大小为E1=,方向沿y轴正方向.由对称性知,两负点电荷在H点的合场强大小为E2=E1=,方向沿y轴负方向.当把正点电荷放在G点时,在H点产生的场强的大小为E3=,方向沿y轴正方向.所以H点的合场强大小E=E2-E3=,方向沿y轴负方向,选项B正确.
2、如图甲所示,两平行金属板MN、PQ的长度和板间距离相等,板间存在如图乙所示的电场强度随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直.在t=0时刻,一不计重力的带电粒子沿两板中线垂直于电场方向射入电场,粒子射入电场时速度大小为v0,t=T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场,则( A )

A.该粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向
B.在t=时刻,该粒子的速度大小为2v0
C.若该粒子在t=时刻以速度v0进入电场,则粒子会打在板上
D.若该粒子的入射速度大小变为2v0,则该粒子仍在t=T时刻射出电场
解析:

由题意,粒子在0~内做类平抛运动,在~T内做类斜抛运动,因粒子在电场中所受的电场力大小相等,由运动的对称性可知,粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向,选项A正确;水平方向上有l=v0T,竖直方向上有l=T,在t=时刻粒子的速度大小v==v0,选项B错误;若该粒子在t=时刻以速度v0进入电场,粒子先向下做类平抛运动,再向下做类斜抛运动,恰好沿PQ板右边缘射出电场,选项C错误;若该粒子的入射速度变为2v0,则粒子在电场中的运动时间t==,选项D错误.
3、当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞.现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s.已知加速电场的场强为1.3×105 N/C,质子的质量为1.67×10-27 kg,电荷量为1.6×10-19 C,则下列说法正确的是( D )

A.加速过程中质子电势能增加
B.质子所受到的电场力约为2×10-15 N
C.质子加速需要的时间约为8×10-6 s
D.加速器加速的直线长度约为4 m
解析:电场力对质子做正功,质子的电势能减少,A错误;质子受到的电场力大小F=qE≈2×10-14 N,B错误;质子的加速度a=≈1.2×1013 m/s2,加速时间t=≈8×10-7 s,C错误;加速器加速的直线长度x=≈4 m,故D正确.
4、如图所示,电子经电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,在磁场中转半个圆周后打在P点,通过调节两极板间电压U可以控制P点的位置,设OP=x,能够正确反映U与x关系的图象是下图中的( C )


解析:电子在电场中加速,有qU=mv2,进入磁场,有x=2r=,整理可得x2=,选项C正确.
5、如图所示,MON是固定的光滑绝缘直角杆,MO沿水平方向,NO沿竖直方向,A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球,用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上,使两球均处于静止状态.现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A、B两小球可以重新平衡.后一平衡状态与前一平衡状态相比较,下列说法正确的是( B )

A.A、B两小球间的库仑力变大
B.A、B两小球间的库仑力变小
C.A球对MO杆的压力变大
D.A球对MO杆的压力变小
解析:

对A球受力分析,受重力mg、拉力F、支持力N1、静电力F1,如图所示,根据平衡条件,x方向上有F=F1sinθ,y方向上有N1=mg+F1cosθ,对B球受力分析,受重力Mg、静电力F2、杆对其向左的支持力N2,如图所示,根据平衡条件,x方向上有F2sinθ=N2,y方向上有F2cosθ=Mg,且F1=F2,联立得F1=,N1=mg+Mg,由于重新平衡时两球连线与竖直方向的夹角θ变小,故静电力F1变小,水平杆对A球的支持力等于两个球的重力之和,N1不变,由牛顿第三定律可知,A球对水平杆的压力不变,B正确,A、C、D错误.
6、质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具.右图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零),从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场.现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子,且GF=R.则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)( C )

A.   B. C.   D.
解析:

设粒子被加速后获得的速度为v,由动能定理有:qU=mv2,粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r=,又qvB=m,可求=,选项C正确.
7、如图所示,质量m=0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内).右侧回路中,电源的电动势E=8 V、内阻r=1 Ω,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2,则磁场的磁感应强度大小为( C )

A.2 T B.1.73 T
C.1.5 T D.1 T
解析:电动机M正常工作时的电流I1==2 A,电源内阻上的电压U′=E-U=8 V-4 V=4 V,根据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I==4 A,则通过导体棒的电流I2=I-I1=2 A,导体棒受力平衡,有BI2L=mgsin37°,得B=1.5 T,故选项C正确.
8、如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为( B )

A. B.
C. D.
解析:

设带电粒子进入第二象限的速度为v,在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示,对应的轨迹半径分别为R1和R2,由洛伦兹力提供向心力有qvB=m、T=,可得R1=、R2=、T1=、T2=,带电粒子在第二象限中运动的时间为t1=,在第一象限中运动的时间为t2=T2,又由几何关系有cosθ=,则粒子在磁场中运动的时间为t=t1+t2,联立以上各式解得t=,选项B正确,A、C、D均错误.
9、如图甲所示,PQ和MN为水平、平行放置的两光滑金属导轨,两导轨相距L=1 m,导体棒ab垂直于导轨放在导轨上,导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,细绳一部分与导轨共面且平行,另一部分与导轨所在平面垂直,物体放在水平面上,匀强磁场的磁感应强度为B=1 T,方向竖直向下,开始时绳子刚好要绷紧,现给导体棒中通入电流,使导体棒向左做加速运动,物体运动的加速度大小与导体棒中通入的电流大小关系如图乙所示,重力加速度大小为g=10 m/s2.则物体和导体棒的质量分别为( A )

A.0.1 kg 0.9 kg B.0.9 kg 0.1 kg
C.0.1 kg 1.0 kg D.1.0 kg 0.1 kg
解析:设物体的质量为M,导体棒质量为m,细绳的拉力为T,根据题意由牛顿第二定律可知,T-Mg=Ma,BIL-T=ma,解得a=I-,结合题图乙可知,当a1=3 m·s-2,I1=4 A,I0=1 A时,a=0,则有BI0L-Mg=0,得M==0.1 kg,m=0.9 kg,选项A正确.

二、非选择题
如图所示,在竖直平面内的xOy直角坐标系中,MN与水平x轴平行,在MN与x轴之间有竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面水平向里的匀强磁场,电场强度E=2 N/C,磁感应强度B=1 T.从y轴上的P点沿x轴正方向以初速度v0=1 m/s水平抛出一带正电的小球,小球的质量为m=2×10-6 kg,电荷量q=1×10-5 C,g取10 m/s2.已知P点到O点的距离为d0=0.15 m,MN到x轴距离为d=0.20 m.(π=3.14,=1.414,=1.732,结果保留两位有效数字)

(1)求小球从P点运动至MN边界所用的时间;
(2)若在小球运动到x轴时撤去电场,求小球到达MN边界时的速度大小.
答案:(1)0.38 s (2)2.8 m/s
解析:(1)由平抛运动的规律,设小球做平抛运动的时间为t1,进入电磁场时的速度为v,进入电磁场时速度与水平方向的夹角为θ,则d0=gt
解得t1== s
则v= cosθ=
解得v=2 m/s,θ=60°
小球在电磁场区域中,有qE=2×10-5 N=mg,故小球做匀速圆周运动,设轨道半径为r,则qvB=m
解得r==0.4 m
由几何关系知,小球的运动轨迹与MN相切,在电磁场中运动时间t2=×= s
小球从P点运动到MN所用时间t=t1+t2=0.38 s
(2)若撤去电场,设小球运动至MN时速度大小为v1,由动能定理得mgd=mv-mv2
解得v1=2 m/s=2.8 m/s





展开
  • 资料类型:试卷
  • 资料版本:人教版(新课程标准)
  • 适用地区:全国
  • 文件大小:520.5KB
物理精优课

下载与使用帮助