2011年高考物理电场和磁场复习试题及答案

1 8 月月 12 日日 1 如图所示 C 为中间插有电介质的电容器 a 和 b 为其两极板 a 板接地 P 和 Q 为两竖直放 置的平行金属板 在两板间用绝缘线悬挂一带电小球 P 板与 b 板用导线相连 Q 板接地 开始 时悬线静止在竖直方向 在 b 板带电后 悬线偏转了角度 a 在以下方法中 能使悬线的偏角 a 变大的是 A 缩小 a b 间的距离 B 加大 a b 间的距离 C 取出 a b 两极板间的电介质 D 换一块形状大小相同 介电常数更大的电介质 2 如图所示 虚线 EF 的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场 电场强度为 E 磁感应强度为 B 一带电微粒自离EF 为 h 的高处 由静止下落 从 B 点进入场区 做了一段匀速圆周运动 从 D 点射 出 下列说法正确的是 A 微粒受到的电场力的方向一定竖直向上 B 微粒做圆周运动的半径为 g h B E2 C 从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之 和在最低点 C 最小 D 从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能先增大后减小 3 静电场中 带电粒子在电场力作用下从电势为 a的 a 点运动至电势为 b的 b 点 若带电粒 子在 a b 两点的速率分别为 va vb 不计重力 则带电粒子的比荷 q m 为 A B C D 22 ab ba vv 22 ba ba vv 22 2 ab ba vv 22 2 ba ba vv 4 有一个负点电荷只受电场力的作用 分别从两电场中的 a 点由静止释放 在它沿直线运动 到 b 点的过程中 动能 EK随位移 s 变化的关系图象如左下图中的 图线所示 则能与图 线相对应的两个电场的电场线分布图分别是下图中的 h B C D E F 2 5 为一种质谱仪工作原理示意图 在以 O 为圆心 OH 为对称轴 夹角为 2 的扇形区域内分布 着方向垂直于纸面的匀强磁场 对称于 OH 轴的 C 和 D 分别是离子发射点和收集点 CM 垂直 磁场左边界于 M 且 OM d 现有一正离子束以小发散角 纸面内 从 C 射出 这些离子在 CM 方向上的分速度均为 v0 若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到 D 试求 q m 1 磁感应强度的大小和方向 提示 可考虑沿 CM 方向运动的离子为研究对象 2 离子沿与 CM 成 角的直线 CN 进入磁场 其轨道半径和在磁场中的运动时间 3 线段 CM 的长度 k E S 0 ab Eb a E a b E b aE A B CD 3 8 月 13 日 1 如图所示 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场 三个质量和电荷量都相同的带电粒子 a b c 以不同速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入磁场 其运动轨迹如图 若带电粒 子只受磁场力作用 则下列说法正确的是 A a 粒子动能最大 B b 粒子速率最大 C c 粒子在磁场中运动时间最长 D 它们做圆周运动的周期 Ta Tb0 的滑块从 距离弹簧上端为 s0处静止释放 滑块在运动过程中电量保持 不变 设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失 弹簧始终处在 弹性限度内 重力加速度大小为 g 1 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时 间 t1 2 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为 vm 求滑块从静止释放到速 度大小为 vm过程中弹簧的弹力所做的功 W 3 从滑块静止释放瞬间开始计时 请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中 速度与时间关系 v t 图象 图中横坐标轴上的 t1 t2及 t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触 第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻 纵坐标轴上的 v1为滑块在 t1时刻的速度 大小 vm是题中所指的物理量 本小题不要求写出计算过程 S0 E 甲 t v t1t2t3O v1 vm 乙 5 8 月 14 日 1 如图甲所示 一个质量为 电荷量为的带电粒子 不计重力 在点以某一初速度水mq a 平向左射入磁场区域 沿曲线运动 都是半径为的圆弧 粒子在每段abcdabbccdR 圆弧上运动的时间都为 规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正 则磁场区域 三部分t 的磁感应强度随变化的关系可能是乙图中的 Bx 2 医生做某些特殊手术时 利用电磁血流计来监测通过动脉的 血流速度 电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及磁极 N 和 S 构成 磁极间的磁场是均匀的 使用时 两电极 a b 均与血管壁接触 两触点的连线 磁场方向和血流速度方向两两垂直 如图所示 由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动 电极 a b 之间会有微小电势差 在达到平 衡时 血管内部的电场可看作是匀强电场 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零 在某次监测中 两触点的距离为 3 0mm 血管壁的厚度可忽略 两触点间的电势差为 160 V 磁感应强度的大小为 0 040T 则血流速度的近似值和电极 a b 的正负为 A 1 3m s a 正 b 负 B 2 7m s a 正 b 负 C 1 3m s a 负 b 正 D 2 7m s a 负 b 正 3 在如图所示电路中 电池均相同 当电键 S 分别置于 a b 两处时 导线MM 与NN 之间的 安培力的大小为 a f b f 判断这两段导线 A 相互吸引 a f b f B 相互排斥 a f b f 6 C 相互吸引 a f b f D 相互排斥 a f 0 的小物块在与金属板 A 相距 l 处静止 若某一时刻在金属板 A B 间加 一电压 小物块与金属板只发生了一次碰撞 碰撞后电荷量变为 q 并以与碰前大小相等的速 度反方向弹回 已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为 若不计小物块电荷量对电场的影 响和碰撞时间 则 1 小物块与金属板 A 碰撞前瞬间的速度大小是多少 2 小物块碰撞后经过多长时间停止运动 停在何位置 7 参考答案 一 选择题 123456789101112 BCAB D CBCBADBAC D CADC 二 计算题 13 解 1 设沿 CM 方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为 R 由 R d 1 2 R 2 0 0 mv qv B R 得 B 0 mv qd 8 磁场方向垂直纸面向外 2 设沿 CN 运动的离子速度大小为 v 在磁场中的轨道 半径为 R 运动时间为 t 由 vcos v0 得 v 0 cos v R mv qBcos d 方法一 设弧长为 s t s v s 2 R t 0 2 v R 方法二 离子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T 2 m qB t 0 2 v 3 方法一 CM MNcot sin dMN sin R cos d 以上 3 式联立求解得 CM dcot 方法二 设圆心为 A 过 A 做 AB 垂直 NO 可以证明 NM BO NM CMtan 又 BO ABcot R sin cot cotsin cos d CM dcot 14 解 1 滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动 设加 速度大小为 a 则有 qE mgsin ma 2 10 2 1 ats 联立 可得 sin 2 0 1 mgqE ms t 2 滑块速度最大时受力平衡 设此时弹簧压缩量为 0 x 则有 9 0 sinkxqEmg 从静止释放到速度达到最大的过程中 由动能定理得 0 2 1 sin 2 0 mm mvWxxqEmg 联立 可得 sin sin 2 1 0 2 k qEmg sqEmgmvW m s 3 如图 15 解 1 加电压后 B 极板电势高于 A 板 小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向 A 板 做匀加速直线运动 电场强度为 d U E BA 小物块所受的电场力与摩擦力方向相反 则合外力为 mgqEF 合 故小物块运动的加速度为 g md mgdqU m F a 2 1 1 合 设小物块与 A 板相碰时的速度为 v1 由 lav 1 2 1 2 解得 glv 1 2 小物块与 A 板相碰后以 v1大小相等的速度反弹 因为电荷量及电性改变 电场力大小 与方向发生变化 摩擦力的方向发生改变 小物块所受的合外力大小 为 2 qE mgF 合 加速度大小为 2 1 m4 F ag 合 设小物块碰后到停止的时间为 t 注意到末速度为零 有 10 12 0va t 解得 1 2 v t a 1 4 g 设小物块碰后停止时距离为x 注意到末速度为零 有 xav 0 2 2 1 2 则 2 2 2 2 v xl a 或距离 B 板为 ld2 16 解 1 带电粒子在电场中做类平抛运动 在y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动 设 加速度的大小为a 在x轴正方向上做匀速直线运动 设速度为 0 v 粒子从 P 点运动到 Q 点所用的时间为 1 t 进入磁场时速度方 向与x轴正方向的夹角为 则 qE a m 0 1 2y t a 0 0 1 x v t 其中 00 2 3 xl yl 又有