2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練：電場與磁場的理解（含答案）

答案第=page11頁，共=sectionpages22頁電場與磁場的理解一、選擇題1．某平面區(qū)域內(nèi)一靜電場的等勢線分布如圖中虛線所示，相鄰的等勢線電勢差相等，一負電荷僅在靜電力作用下由a運動至b，設(shè)粒子在a、b兩點的加速度分別為、，電勢分別為、，該電荷在a、b兩點的速度分別為、，電勢能分別為、，則（）A． B．C． D．2．某靜電場方向平行于x軸，x軸上各點電場強度隨位置的變化關(guān)系如圖所示，規(guī)定x軸正方向為電場強度正方向。若取x0處為電勢零點，則x軸上各點電勢隨位置的變化關(guān)系可能為（）A．B．C．D．3．一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是（）A．電場強度的大小為2.5V/cmB．坐標(biāo)原點處的電勢為2VC．電子在a點的電勢能比在b點的小7eVD．電子從b點運動到O點，電場力做功為16eV4．如圖，空間中存在著水平向右的勻強電場，現(xiàn)將一個質(zhì)量為m，帶電量為的小球在A點以一定的初動能豎直向上拋出，小球運動到豎直方向最高點C時的沿場強方向位移是，動能變?yōu)樵瓉淼囊话耄ㄖ亓铀俣葹間），下列說法正確的是（）A．場強大小為B．A、C豎直方向的距離為的2倍C．小球從C點再次落回到與A點等高的B點時，水平位移是D．小球從C點落回到與A點等高的B點時，電場力做功大小為5．如圖，圓心為O的圓處于勻強電場中，電場方向與圓平面平行，ab和cd為圓的兩條直徑，。將一電荷量為q的正點電荷從a點移到b點，電場力做功為W（）；若將該電荷從d點移到c點，電場力做功也為W。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、c兩點的電勢相等B．電場強度方向由a指向dC．a(chǎn)、O兩點間的電勢差大于D．將該電荷從d點移到圓周上不同點時，電場力做功最大值為W6．如圖所示，在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條垂直紙面方向的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，a、b中電流垂直紙面向外，c中電流垂直紙面向里。通電長直導(dǎo)線在空間某點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小滿足，其中k為比例系數(shù)，I為電流強度，r為該點到長直導(dǎo)線的距離。若已知a和b中的電流在c處產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強度大小為B0，則三角形中心O處的磁感應(yīng)強度的大小和方向是（）A．B0垂直于cO向左 B．2B0垂直于cO向左C．B0垂直于cO向右 D．2B0垂直于cO向右7．如圖所示，紙面內(nèi)有一直角三角形abc區(qū)域，∠=30°，abc區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外的勻強磁場。一帶電粒子自ab中點P沿Pb方向射入磁場后，恰好從c點射出磁場。已知bc長為l，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量大小為q，不計粒子重力，以下判斷正確的是（）A．粒子帶正電B．粒子速度的大小為C．帶電粒子的速度只要小于，粒子就將從ac邊射出磁場區(qū)域D．帶電粒子由P到c過程中運動的時間為8．如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，ab是圓O的直徑，c是圓周上一點，cO⊥ab，P、Q是圓周上離ab的距離均為的兩點。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子以一定大小的速度從P點沿平行于ab的方向射入磁場，粒子在磁場中運動恰好經(jīng)過O、c等點?，F(xiàn)保持粒子的速度大小、方向不變，讓粒子從點射入磁場，則粒子在磁場中運動的時間為（）A． B． C． D．9．（多選）如圖甲所示，過均勻帶電金屬球的球心O建立一維坐標(biāo)系。以無窮遠處的電勢為零，x軸上的電勢φ分布如圖乙所示。已知，下列說法正確的是（）A．該帶電體帶負電B．x1處的電場強度比x2處的電場強度小C．電子在x1處的電勢能比在x2處的大D．將質(zhì)子從x1處移到x2處，電場力做正功10．（多選）真空中的某裝置如圖所示，現(xiàn)有質(zhì)子、氘核和粒子都從O點由靜止釋放，經(jīng)過相同加速電場和偏轉(zhuǎn)電場，射出后都打在同一個與垂直的熒光屏上，使熒光屏上出現(xiàn)亮點（三種粒子重力均不計）。下列說法中正確的是（）A．三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動時間相同B．三種粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時的速度方向相同C．在熒光屏上將只出現(xiàn)1個亮點D．三種粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時的動能相等11．（多選）如圖所示，該圖像為軸上各點的電場強度與各點位置坐標(biāo)關(guān)系圖像。取軸正方向為電場強度的正方向，無窮遠電勢為零。A、B、C三點均在軸上，坐標(biāo)如圖。由C點靜止釋放一個負點電荷，下列判斷正確的是（）A．該點電荷沿軸正方向運動 B．該點電荷在坐標(biāo)原點的電勢能最小C．A、B兩點間電勢差為V D．軸上坐標(biāo)原點電勢最低12．（多選）如圖所示，ΔABC是圓的內(nèi)接直角三角形，∠BCA=26.5°，O為圓心，半徑R=0.05m，有一勻強電場與圓周平面平行（圖中未畫出）。位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向發(fā)射初動能均為8eV、電荷量為＋e的粒子，粒子會經(jīng)過圓周上不同的點，其中到達B點的粒子動能為12eV，到達C點的粒子動能為16eV，取O點電勢為零。忽略粒子的重力和粒子間的相互作用，已知sin53°=0.8.則（）A．A、C兩點的電勢差為16VB．B、C兩點的電勢差為4VC．粒子在A點時的電勢能為4eVD．勻強電場的電場強度大小為100V/m13．（多選）空間存在一沿x軸方向的靜電場，一正電荷由O點開始僅在電場力的作用下沿x軸的正方向運動，該過程中電荷的電勢能關(guān)于位移x的變化規(guī)律如圖所示，電荷運動到x3處時速度為0。其中圖像0~x2為頂點在x的開口向上的拋物線，x2以后的圖線為傾斜的直線。則下列說法正確的是（）A．電荷由x2位置運動到x3的位置做勻加速直線運動B．x1處的電勢最低、x3處的電勢最高C．電荷的初動能為EP3-EP2D．該電場沿x軸的正方向14．（多選）勻強電場的方向平行于xOy平面，cd、cb分別垂直于x軸、y軸，a、b、c三點的電勢分別為4V、8V、10V?，F(xiàn)使一電荷量為q=-2×10-5C、質(zhì)量的帶電粒子從O點垂直ab斜向上運動，恰好通過b點。已知該粒子僅受電場力作用，則（）A．坐標(biāo)原點O的電勢為8VB．電場強度的大小為C．該粒子從O點運動到b點的過程，電場力做的功為4×10-5JD．該粒子在O點的速度大小為15．（多選）如圖所示，平行板電容器與電動勢為的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，電容器上極板與一靜電計相連，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略。一質(zhì)量為m的帶電微粒靜止于電容器的中點P，P點與上、下極板間距離均為d，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．微粒一定帶正電B．若電容器上極板豎直向下移動一小段距離，電容器電容增大，靜電計指針張角變小C．若先把電容器上極板豎直向下移動后，再將微粒由靜止釋放，經(jīng)過時間，微粒到達上極板D．若先把電容器上極板豎直向下移動后，再將微粒由靜止釋放，微粒運動一段時間后打在極板上并被捕獲，微粒與極板作用過程中所受合外力的沖量大小為16．（多選）圖1的平行金屬板M、N間加有圖2所示的交變電壓，是M、N板間的中線，當(dāng)電壓穩(wěn)定時，板間為勻強電場。時，比荷為的帶電粒子甲從O點沿方向、以的速率進入板間，時飛離電場，期間恰好不與極板相碰。若在時刻，帶電粒子乙以的速率沿從O點進入板間，已知乙粒子在運動過程中也恰好不與極板碰撞，不計粒子受到的重力，則下列說法中正確的是（）A．T時刻，乙粒子離開電場B．乙粒子的比荷為C．甲、乙兩粒子通過電場偏轉(zhuǎn)的位移大小之比為2：3D．甲、乙兩粒子通過電場偏轉(zhuǎn)的位移大小之比為1：217．（多選）如圖所示，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是（）A．從M點射出粒子的速率一定小于從N點射出粒子的速率B．從M點射出粒子在磁場中運動時間一定小于從N點射出粒子所用時間C．所有粒子所用最短時間為D．所有粒子所用最短時間為18．（多選）如圖所示，在直角三角形CDE區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B垂直紙面向外的勻強磁場，P為直角邊CD的中點，∠C=30°，CD=2L，一束相同的帶負電粒子以不同的速率從P點垂直于CD射入磁場，粒子的比荷為k，不計粒子間的相互作用和重力，則下列說法正確的是（）A．速率不同的粒子在磁場中運動時間一定不同B．從CD邊飛出的粒子最大速率為C．粒子從DE邊飛出的區(qū)域長度為LD．從CE邊飛出的粒子在磁場中運動的最長時間為二、解答題19．如圖甲所示，電子槍的金屬絲K連續(xù)不斷地逸出電子，電子初速度不計，經(jīng)M、N兩金屬板之間的電場加速后，沿A、B兩水平金屬極板間的中心線OP射入極板間的偏轉(zhuǎn)電場，。A、B兩板間的距離為d，兩板間的電勢差uAB隨時間t的變化圖像如圖乙所示，圖中U1已知，uAB的變化的周期為3t0。兩板間的電場視為勻強電場，時刻射入A、B兩極板間的電子在偏轉(zhuǎn)電場中經(jīng)4t0后從極板右側(cè)射出。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為-e，重力不計，打到極板上的電子均被吸收，不計電子之間的相互作用力。（1）求A、B金屬板的長度L；（2）求時刻射入偏轉(zhuǎn)電場的電子，從極板右側(cè)射出時相對中線OP在豎直方向的位移偏移量y；（3）僅上下調(diào)整A、B兩水平極板的位置，保證電子仍然能沿OP方向射入偏轉(zhuǎn)電場，要使從極板右側(cè)射出的電子速度均水平，求A、B兩板間的最小距離d1。20．如圖所示為一臺利用可折疊光屏制成的質(zhì)譜儀原理圖，可折疊光屏可以繞垂直于紙面且過P點的軸轉(zhuǎn)動，使光屏、兩部分互相垂直?，F(xiàn)有電荷量相同、質(zhì)量不同的離子由靜止開始經(jīng)過電壓為的電場加速后，通過狹縫O垂直磁場邊界進入垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，最后離子打在光屏上，已知光屏部分在上，，，。求：（1）打在光屏上M、P兩點的離子質(zhì)量之比；（2）若離子打在光屏上N點，該離子在磁場中運動的軌道半徑。21．如圖所示，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁場寬度為L且足夠長，M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板。現(xiàn)有一質(zhì)子束（質(zhì)子束由兩部分組成，一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子，另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子）從M板上的A點垂直磁場方向連續(xù)不斷地射入條形區(qū)域，入射方向與M板的夾角θ=60°，當(dāng)條形區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強度較大時，M板出現(xiàn)兩個亮斑，緩慢減小條形區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強度，直至M板上的亮斑相繼消失，N板上恰好出現(xiàn)兩個亮斑。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計質(zhì)子所受重力以及質(zhì)子