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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電場和磁場考案 新人教版 一、選擇題 1. 如圖所示，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板；a板接地；P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導(dǎo)線相連，Q板接地。開始時懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度a。在以下方法中，能使懸線的偏角a變大的是（ ） A.縮小a、b間的距離 B.加大a、b間的距離 C.取出a、b兩極板間的電介質(zhì) D.換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì) h B C D E F 2. 如圖所示，虛線EF的下方存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶電微粒自離 EF為h的高處由靜止下落，從B點進(jìn)入場區(qū)，做了一段勻速圓周運動，從D點射出。下列說法正確的是（ ） A．微粒受到的電場力的方向一定豎直向上 B．微粒做圓周運動的半徑為 C．從B點運動到D點的過程中微粒的電勢能和重力勢能之 和在最低點C最小 D．從B點運動到D點的過程中微粒的電勢能先增大后減小 3. 靜電場中，帶電粒子在電場力作用下從電勢為φa的a點運動至電勢為φb的b點．若帶電粒子在a、b兩點的速率分別為va、vb，不計重力，則帶電粒子的比荷q/m，為（ ） A． B． C． D． 4. 有一個負(fù)點電荷只受電場力的作用，分別從兩電場中的a點由靜止釋放，在它沿直線運動到b點的過程中，動能EK隨位移s變化的關(guān)系圖象如左下圖中的①、②圖線所示，則能與圖線相對應(yīng)的兩個電場的電場線分布圖分別是下圖中的（ ） 5．如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子 a、b、c，以不同速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場，其運動軌跡如圖。若帶電粒 A O a b c 子只受磁場力作用，則下列說法正確的是( ) A．a(chǎn)粒子動能最大 B．b粒子速率最大 C．c粒子在磁場中運動時間最長 D．它們做圓周運動的周期Ta B.相互排斥，> C.相互吸引， < D.相互排斥，< 12. 在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖。過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向（ ） A.與ab邊平行，豎直向上 B.與ab邊平行，豎直向下 C.與ab邊垂直，指向左邊 D.與ab邊垂直，指向右邊 二、計算題 13. 為一種質(zhì)譜儀工作原理示意圖.在以O(shè)為圓心，OH為對稱軸，夾角為2α的扇形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場.對稱于OH軸的C和D分別是離子發(fā)射點和收集點.CM垂直磁場左邊界于M，且OM=d.現(xiàn)有一正離子束以小發(fā)散角（紙面內(nèi)）從C射出，這些離子在CM方向上的分速度均為v0.若該離子束中比荷為的離子都能匯聚到D，試求： （1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向（提示：可考慮沿CM方向運動的離子為研究對象）； （2）離子沿與CM成θ角的直線CN進(jìn)入磁場，其軌道半徑和在磁場中的運動時間； （3）線段CM的長度. θ S0 E 甲 t v t1 t2 t3 O v1 vm 乙 14. 如圖甲，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài) 一質(zhì)量為m、帶電量為q（q>0）的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放，滑塊在運動過程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。 （1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時間t1 （2）若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm過程中彈簧的彈力所做的功W； （3）從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關(guān)系v-t圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時刻的速度大小，vm是題中所指的物理量。（本小題不要求寫出計算過程） 15. 如圖所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板。有一質(zhì)量m、電荷量q（q>0）的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處靜止。若某一時刻在金屬板A、B間加一電壓，小物塊與金屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)閝，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回。已知小物塊與絕緣平板間的動摩擦因素為μ，若不計小物塊電荷量對電場的影響和碰撞時間。則 （1）小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？ （2）小物塊碰撞后經(jīng)過多長時間停止運動？停在何位置？ 16．如圖所示，在第一象限有一均強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行；在x軸下方有一均強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直。一質(zhì)量為 m、電荷量為-q(q>0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點處射入電場，在x軸上的Q點處進(jìn)入磁場，并從坐標(biāo)原點O離開磁場。粒子在磁場中的運動軌跡與y軸交于M點。已知OP=,。不計重力。求 （1）M點與坐標(biāo)原點O間的距離； （2）粒子從P點運動到M點所用的時間。 參考答案 一、選擇題 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BC ABD C BC B AD B ACD C A D C 二、計算題 13. 解：（1）設(shè)沿CM方向運動的離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為R 由　 R=d 得B＝ 磁場方向垂直紙面向外 （2）設(shè)沿CN運動的離子速度大小為v，在磁場中的軌道半徑為R′，運動時間為t 由vcosθ=v0 得v＝ R′== 方法一：設(shè)弧長為s t= s=2(θ+α)R′ t= 方法二：離子在磁場中做勻速圓周運動的周期T＝ t=Ｔ= (3)方法一：CM=MNcotθ = Ｒ′= 以上3式聯(lián)立求解得CM=dcotα 方法二：設(shè)圓心為A，過A做AB垂直NO，可以證明NM＝BO ∵NM=CMtanθ又∵BO=ABcotα=R′sinθcotα= ∴CM=dcotα 14. 解： （1）滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中作初速度為零的勻加速直線運動，設(shè)加速度大小為a，則有 qE+mgsin=ma ① ② 聯(lián)立①②可得 ③ （2）滑塊速度最大時受力平衡，設(shè)此時彈簧壓縮量為，則有 ④ 從靜止釋放到速度達(dá)到最大的過程中，由動能定理得 ⑤ 聯(lián)立④⑤可得 s （3）如圖 15. 解：（1）加電壓后，B極板電勢高于A板，小物塊在電場力作用與摩擦力共同作用下向A板做勻加速直線運動。電場強(qiáng)度為 小物塊所受的電場力與摩擦力方向相反，則合外力為 故小物塊運動的加速度為 設(shè)小物塊與A板相碰時的速度為v1，由 解得 （2）小物塊與A板相碰后以v1大小相等的速度反彈，因為電荷量及電性改變，電場力大小與方向發(fā)生變化，摩擦力的方向發(fā)生改變，小物塊所受的合外力大小 為 加速度大小為 設(shè)小物塊碰后到停止的時間為 t，注意到末速度為零，有 解得 設(shè)小物塊碰后停止時距離為，注意到末速度為零，有 則 或距離B板為 16. 解：（1）帶電粒子在電場中做類平拋運動，在軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運動，設(shè)加速度的大小為；在軸正方向上做勻速直線運動，設(shè)速度為，粒子從P點運動到Q點所用的時間為，進(jìn)入磁場時速度方向與軸正方向的夾角為，則 ① ② ③ 其中。又有 ④ 聯(lián)立②③④式，得 因為點在圓周上，，所以MQ為直徑。從圖中的幾何關(guān)系可知。 ⑥ ⑦ （2）設(shè)粒子在磁場中運動的速度為,從Q到M點運動的時間為,則有 ⑧ ⑨ 帶電粒子自P點出發(fā)到M點所用的時間為為 ⑩ 聯(lián)立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入數(shù)據(jù)得