2020届新课标高考物理二轮冲刺电场和磁场练习

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两点坐标以以下图．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．若将该正点电荷挪动到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(B)3kQ3kQA.4a2，沿y轴正向B.4a2，沿y轴负向5kQ，沿y轴正向5kQ，沿y轴负向C.2D.24a4a分析：正点电荷在O点时，G点的场强为零，则两负点电荷在G点的合场强盛小为E1＝kQ2，方向沿y轴正方向．由对称性知，两负点电荷在H点的合场强盛a小为E2＝1＝kQ2，方向沿y轴负方向．当把正点电荷放在G点时，在H点产生EakQ的场强的大小为E3＝4a2，方向沿y轴正方向．因此H点的合场强盛小E＝E2－3kQE3＝4a2，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时刻粒子恰好沿MN板右边沿射出电场，则(A)A．该粒子射出电场时的速度方向必定垂直于电场方向TB．在t＝2时刻，该粒子的速度大小为2v0TC．若该粒子在t＝2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成2v0，则该粒子仍在t＝T时刻射出电场分析：由题意，粒子在0～T内做类平抛运动，在T～T内做类斜抛运动，因粒子在电场22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一1vy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2l＝2T，T22T在t＝时刻粒子的速度大小v＝v0＋vy＝2v0，选项B错误；若该粒子在t＝22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板右边沿射出电场，选项C错误；若该粒子的入射速度变成2v0，则粒lT子在电场中的运动时间t＝＝，选项D错误．3、此刻医学上对某些肿瘤采纳质子疗法进行治疗，该疗法用必定能量的质子束照耀肿瘤杀死癌细胞．现用向来线加快器来加快质子，使其从静止开始被加速到1.0×107已知加快电场的场强为×5，质子的质量为×m/s.1.310N/C1.6710－27kg，电荷量为1.6×10－19C，则以下说法正确的选项是(D)A．加快过程中质子电势能增添B．质子所遇到的电场力约为2×10－15NC．质子加快需要的时间约为8×10－6sD．加快器加快的直线长度约为4m分析：电场力对质子做正功，质子的电势能减少，A错误；质子遇到的电场力大小F＝qE≈2×10－14N，B错误；质子的加快度a＝mF≈1.2×1013m/s2，加快时间2v≈8×10－7，C错误；加快器加快的直线长度x＝v≈4m，故D正确．t＝as2a4、以以下图，电子经电场加快后垂直进入磁感觉强度为B的匀强磁场中，在磁场中转半个圆周后打在P点，经过调理两极板间电压U可以控制P点的位置，设OP＝x，可以正确反响U与x关系的图象是以下图中的(C)12mv分析：电子在电场中加快，有qU＝2mv2，进入磁场，有x＝2r＝qB，整理可得x2＝8mU，选项C正确．qB25、以以下图，MON是固定的圆滑绝缘直角杆，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两小球可以重新均衡．后一均衡状态与前一均衡状态对比较，以下说法正确的选项是(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杆的压力变小分析：对A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力N1、静电力F1，以以下图，依据均衡条件，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，以以下图，依据均衡条件，x方向上有F2sinθ＝N2，y方向上有F2cosθ＝Mg，且F1＝F2，联立得F1＝Mg，cosθN1＝mg＋Mg，因为重新均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中的放射源放出大批的带正电粒子(可以为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加快电场区加快后，再经过狭缝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、磁感觉强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场．此刻MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝3R.则该粒子的比荷为(粒子的重力忽视不计)(C)8U

4U

6U

2UA.R2B2

B.R2B2

C.R2B2

D.R2B2分析：设粒子被加快后获取的速度为v，由动能定理有：qU＝12mv2，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝3Rv2q＝6U3，又qvB＝mr，可求m22，选项C正确．RB7、以以下图，质量m＝0.5kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L＝1m的圆滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右边回路中，电源的电动势E＝8V、内阻r＝1Ω，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正常工作．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加快度大小g＝10m/s2，则磁场的磁感觉强度大小为(C)A．2TC．1.5T

B．1.73TD．1TP1分析：电动机M正常工作时的电流I1＝U＝2A，电源内阻上的电压U′＝E－UU′＝8V－4V＝4V，依据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I＝r＝4A，则经过导体棒的电流I2＝－1＝，导体棒受力均衡，有2L＝mgsin37°，得B＝，II2ABI1.5T应选项C正确．8、如图，在座标系的第一和第二象限内存在磁感觉强度大小分别为12B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轴走开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为(B)5πm

7πmA.6qB

B.6qB11πm

13πmC.6qB

D.

6qB分析：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2，由洛伦兹力供给向心力有＝v2、TRqvBmR2πRmv2mv2πm4πm＝v，可得R1＝qB、R2＝qB、T1＝qB、T2＝qB，带电粒子在第二象限中运动的时间为t1＝T1t2＝θ，在第一象限中运动的时间为T2，又由几何关系有cosθR－R42π7πm12＝R2，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＝6qB，选项B正确，A、C、D均错误．9、如图甲所示，PQ和MN为水平、平行搁置的两圆滑金属导轨，两导轨相距L＝1m，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，匀强磁场的磁感觉强度为B＝1T，方向竖直向下，开始时绳索恰好要绷紧，现给导体棒中通入电流，使导体棒向左做加快运动，物体运动的加快度大小与导体棒中通入的电流大小关系如图乙所示，重力加快度大小为g＝10m/s2.则物体和导体棒的质量分别为(A)A．．0.9kg0.1kgC．．1.0kg0.1kg分析：设物体的质量为M，导体棒质量为m，细绳的拉力为T，依据题意由牛顿BLMg第二定律可知，T－Mg＝Ma，BIL－T＝ma，解得a＝M＋mI－M＋m，联合题图乙可知，当a1＝·－2，I1＝，0＝1A时，＝，则有0L－Mg＝，得3ms4AIa0BI0BI0LM＝g＝0.1kg，m＝0.9kg，选项A正确．二、非选择题以以下图，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＝2N/C，磁感觉强度B＝1T．从y轴上的P点沿x轴正方向以初速度v0＝1m/s水平抛出一带正电的小球，小球的质量为m＝2×10－6kg，电荷量q1×10－5C，g取10m/s2.已知P点到O点的距离为d0＝0.15m，MN到x轴距离为d＝0.20m．(π＝3.14，2＝1.414，3＝1.732，结果保留两位有效数字)(1)求小球从P点运动至MN界限所用的时间；(2)若在小球运动到x轴时撤去电场，求小球到达MN界限时的速度大小．答案：(1)0.38s(2)2.8m/s分析：(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12θ，则d0＝2gt1解得t1＝2d03g＝10s则v＝gt12＋v02cosθ＝v0v解得v＝2m/s，θ＝60°小球在