2019高考物理大二輪復(fù)習(xí)階段訓(xùn)練3電場和磁場

1、4.（正四面體并不存在C D四個頂點各放置一個+q,A點電荷受到的電場力為（3.如圖甲所示，Q、Q為兩個固定點電荷，其中Q帶正電，它們連線的延長線上有b、a兩點。一個帶 正電的試探電荷以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠(yuǎn)處運動，其速度圖象如圖乙所示,則( )階段訓(xùn)練（三）電場和磁場（時間:45 分鐘一、選擇題（本題共 10 小題,每小題 5 分，共 50 分。項符合題目要求,810 題有多個選項符合題目要求。全部選對的得 錯的得 0 分）1.根據(jù)大量科學(xué)測試可知，地球本身就是一個電容器。通常大地帶有 球上空存在一個帶正電的電離層kV 左右。則此電容約為滿分:100 分）在每小題給出的四個選

2、項中,17 題只有一個選5 分,選對但不全的得 3 分,有選,這兩者之間便形成一個已充電的電容器55X10 C 左右的負(fù)電荷,它們之間的電壓為,而地300A.0.17 FC.17 FD.170 F2.A.B.D.如圖所示，空間中固定的四個點電荷分別位于正四面體處，AB=I,A）的四個頂點20.創(chuàng)O甲A.Q帶負(fù)電B.a、b兩點的電勢0aV0bC.a、b兩點電場強(qiáng)度大小 曰D. 試探電荷從b到a的過程中電勢能減少3aBcpQLbd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PC放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I,同

3、時釋放金屬棒PC使其運動。已知電流I隨時間的變化關(guān)系為I=kt（k為常數(shù),ko）,金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦 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隨時間變化的關(guān)系圖象中，可能正確的是（）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。初始時輕桿與電場線垂直（如圖中實線位置），將桿向右平移的同時順時針轉(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兩球電荷量的絕對值之比qA：qB=1:2D. 電

4、場力對A球和B球都不做功6.如圖所示，+Q為固定的正點電荷，虛線圓是一條等勢線。兩電荷量相同、但質(zhì)量不相等的粒子，分別從同一點A以相同的速度V0射入，軌跡分別如圖中曲線所示，B、C為兩曲線與圓的交點。aB、aC表示兩粒子經(jīng)過B C時的加速度大小，VB、VC表示兩粒子經(jīng)過B C時的速度大小，不計粒子重力。以下判斷正確的是（）5.4A.aB=acVB=VCC.aBacVBacVB=VCD.aBVC*_A 陽57.如圖所示,平行板電容器與恒壓電源連接，電子以速度vo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)電容器極板上所帶電荷量為Q電子穿出平行板時在垂直于板&如圖所示,有一

5、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的勻速圓周運動，則（）A.帶電小球帶負(fù)電mvB. 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. 帶電小球在運動過程中機(jī)械能守恒9.一個帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下運動，其電勢能隨時間變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（ ）A. 該粒子可能做直線運動B. 該粒子在運動過程中速度保持不變C.tl、t2兩個時刻，粒子所處位置電場強(qiáng)度不一定相同D. 粒子運動軌跡上各點的電勢一定相等10.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，0P與x軸正方向間的夾角為 3

6、0 ,直線OP與y軸正方向之間及x軸下方 有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B帶正電的粒子從原點0處沿y軸負(fù)方向以速度v射 出,粒子的質(zhì)量為m電荷量為q,不計粒子的重力。則下列判斷正確的是（ ）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62mv 2寸3THUA.粒子第一次到達(dá)0P時的位置坐標(biāo)為 書 ”;宀fB. 粒子的運動軌跡與y軸相切C. 粒子第三次經(jīng)過x軸時，速度方向恰好與OP平行D. 粒子在磁場中的運動時間為二、非選擇題（本題共 3 小題,共 50 分）11.（15 分）如圖所示,絕緣的水平面上,相隔 21的A B

7、兩點固定有兩個電荷量均為Q的正點電荷，a、O b是AB連線上的三點,且0為中點，Oa=Ob。一質(zhì)量為m電荷量為+q的點電荷以初速 度vo從a點出發(fā)沿AB連線向B運動,在運動過程中電荷受到大小恒定的阻力作用，當(dāng)它第一次運動到0點時速度為 2vo,繼續(xù)運動到b點時速度剛好為零，然后返回，最后恰停在0點。已知靜電力常 量為k。求：（1）a點的電場強(qiáng)度大小；阻力的大??；aO兩點間的電勢差；電荷在電場中運動的總路程。12.（16 分） （2018 天津卷）如圖所示，在水平線ab的下方有一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E方向豎直向 下，ab的上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向垂直紙面向里。磁場中有一內(nèi)、外半徑分別

8、為Rkg的半圓環(huán)形區(qū)域，外圓與ab的交點分別為M N。一質(zhì)量為m電荷量為q的帶負(fù)電粒子在 電場中P點靜止釋放,由M進(jìn)入磁場，從N射出。不計粒子重力。（1）求粒子從P到M所用的時間t;7若粒子從與P同一水平線上的Q點水平射出，同樣能由M進(jìn)入磁場，從N射出。粒子從M到N的 過程中，始終在環(huán)形區(qū)域中運動，且所用的時間最少，求粒子在Q點時速度V。的大小。813.(19 分)如圖所示，M N為中心開有小孔的平行板電容器的兩極板，相距為D其右側(cè)有一邊長為 2a的正三角形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在極板M N之間加上電壓U, M板電勢高于N板電勢。現(xiàn)有一帶正電的粒子，質(zhì)量為m電荷量為q,其重力和

9、初速度均忽略不計，粒子從極板M的 中央小孔S處射入電容器，穿過小孔S后從距三角形A點a的P處垂直AB方向進(jìn)入磁場。(1) 求粒子到達(dá)小孔S2時的速度大小。(2) 若粒子從P點進(jìn)入磁場后經(jīng)時間t從AP間離開磁場，求粒子的運動半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(3) 若粒子能從AC間離開磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件？答案：Q 5 x 10sC1. B 解析 根據(jù)C=可得C=1=1.7 F，B 正確。2. A 解析底面上B C D的三個電荷對頂點上電荷的庫侖力分別都是F=k,通過A點作底面的垂線,設(shè)棱與高線的夾角為0,底部平面上的高線長Isin 60 =1 ,四面體高線的垂足在底面高線2 2的八,四面體的高

10、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LL2a,所以mm。由于B C在同一等勢面上，且兩個電荷的電荷量相同，故靜電力做功相同，兩粒子的動能變化相同，則有12121217叱5 v2mBmB- mtmt,結(jié)合mm得VBVVC,故 C 正確,A、B、D 錯誤。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= E*可知：上極板上移板間距離d增大，電容C減??；由Q=Cl可知，電容器所帶電荷量減小，選項 C、D 錯誤；電子在兩極板 間做類平拋運動，沿電場方向做勻變速直線運動，板間電場強(qiáng)度d增大，電壓不變，板間電場強(qiáng)度EqE1減小，電子所受電場力減小

11、，故加速度a=；減小,運動時間不變，由勻變速直線運動規(guī)律y= at2可 知電子偏移距離y減小,選項 B 正確,A 錯誤。2mgmv& BC 解析 小球做勻速圓周運動需滿足qE=mgin0,E=“,選項 C 正確；由qvB=,解得10mv,選項 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 A 錯誤；小球在運動過程中，存在電場力（非重力）做功,機(jī)械能不守恒，選項 D 錯誤。9.CD 解析 粒子做勻速圓周運動，速度大小不變、方向時刻改變，ti、t2兩個時刻，粒子所處位置電 場強(qiáng)度大小相同、方向不同，選項 A、B 錯誤，C 正確;從圖象可知，粒子的電勢

12、能不隨時間變 化，Ep=q0，電勢不變，選項 D 正確。2v2mv10.ABC 解析 粒子運動軌跡如圖所示，A與D橫坐標(biāo)相同，由qvB=m可得，XD=2R=W，yc=xWan2j3mv30=門；，所以 A 正確；圓弧DEC勺半徑與半圓弧OA的半徑相同，所以與y軸相切于E點，B 正 確；02=60,根據(jù)粒子在有界磁場的運動特點，03=04=30 ,所以粒子再次經(jīng)過A點后，速度與X軸 正方向間的夾角04=30 ,即速度方向恰好與OP平行,C 正確；粒子在磁場中的運動時間為T 24060 Bnm+- -t。 皿T=W,D 錯。yE0XKA xXK32kQ1 27mr011.答案(1)92一 1別 2

13、-解析（1）由庫侖定律及電場強(qiáng)度的定義式可得/31?(T)1132kQ解得手叭。從 a 點到 b 點過程中，根據(jù)對稱性，U=U1 2根據(jù)動能定理-Ffl=O解得Ff。從a到0點過程中，根據(jù)動能定理Iqiao-Ff-7mr02解得iao=山。(4)最后停在0點,整個過程由動能定理得qUo-FfS=0-9解得s=T。V3/?BqBR12.答案 卜(2)川解析(1)設(shè)粒子在磁場中運動的速度大小為v,所受洛倫茲力提供向心力V2qvB=m設(shè)粒子在電場中運動所受電場力為F,有F=qE設(shè)粒子在電場中運動的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有F=ma1丄m(2vo)2-12粒子在電場中做初速度為零的勻加速直線運動，

14、有v=at聯(lián)立式得13(2)粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后做勻速圓周運動，其周期與速度、半徑無關(guān)，運動時間只由粒子所通過的圓弧所對的圓心角的大小決定。故當(dāng)軌跡與內(nèi)圓相切時 跡半徑為r,由幾何關(guān)系可得(r-R)2+(R)2=r2設(shè)粒子進(jìn)入磁場時速度方向與粒子從Q點射出后在電場中做類平拋運動相同，所以粒子進(jìn)入磁場時沿豎直方向的速度同樣為v。在垂直于電場方向上的分速度始終等于Vo,由運動的合成和分解可得Vtan0二聯(lián)立式得qBR0叫2qUmnm13答案7 尬nmt吐見解析解析(1)帶電粒子在電場中運動時由動能定理得QqU解得粒子進(jìn)入磁場時的速度大小為,所用的時間最短。設(shè)粒子在磁場中的軌ab的夾角為0,即圓弧所對圓心角的一半，由幾何關(guān)系知XMXKXXXXXX14(2)粒子的軌跡圖如圖甲所示,粒子從進(jìn)入磁場到從AP間離開，由牛頓第二定律可得2qvB=m粒子在磁場中運動的時間為7T/?t=，由以上兩式可解得軌道半徑2qUmR=Htnm磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=M。M N60乙B(3)粒子從進(jìn)入磁場到從AC間離開,若粒子恰能到達(dá)BC邊界,如圖乙