2020高考物理名師預(yù)測試題 知識點07 電場和磁場

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1、2020高考物理熱點預(yù)測專題7:電場和磁場 高考預(yù)測 從近兩年高考試題看，本專題包括的考查點：一是庫侖定律，電場強度、電勢；二是電容和帶電粒子在電場中的運動；三是安培力和洛倫茲力。電磁場知識是歷年高考試題中考點分布重點區(qū)域，尤其是在力電綜合試題中常巧妙地把電場、磁場的概念與牛頓定律、動能定理等力學(xué)、電學(xué)有關(guān)知識有機地聯(lián)系在一起，還能側(cè)重于應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題方面的考查。預(yù)計2020年高考本專題占分比例仍在26%左右，選擇題和計算題各一道的組合形式不會有多大變化，實驗題有可能出現(xiàn)在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”。 一、選擇題（共10小題，在每小題給出的四個選項中，有的小

2、題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯的或不答的得0分） 1. 勻強電場中有a、b、c三點，如圖所示．在以它們?yōu)轫旤c的三角形中， ∠a＝30°、∠c＝90°,．電場方向與三角形所在平面平行．已知a、b和c點的電勢分別為V、V和2 V．該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為（ ） A．V、V B．0 V、4 V C．V、 D．0 V、V 2. 據(jù)報道，我國第21次南極科考隊于2020年在南極考查時觀察到了美麗的極光，極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進高空稀薄大氣層時，被地球磁場俘獲的，從而改變原有運動方向，向兩極做螺旋運

3、動，如圖1所示，這些高能粒子在運動過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光，由于地磁場的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達到地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實，向兩極做螺旋運動的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減少的，這主要與下列哪些因素有關(guān)（　　　） Ａ.洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小 Ｂ.空氣阻力做負功，使其動能減小 Ｃ.向南北兩極磁感應(yīng)強度不斷增強 Ｄ.太陽對粒子的引力做負功 3..一個質(zhì)子在勻強磁場和勻強電場中運動時，動能保持不變，已知磁場方向水平向右，則質(zhì)子的運動方向和電場方向可能

4、是（質(zhì)子的重力不計）（　　　） Ａ.質(zhì)子向右運動，電場方向豎直向上 Ｂ.質(zhì)子向右運動，電場方向豎直向下 Ｃ.質(zhì)子向上運動，電場方向垂直紙面向里 Ｄ.質(zhì)子向上運動，電場方向垂直面向外 4. 如圖2所示，一帶電粒子以水平初速度（）先后進入方向垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，已知電場方向豎直向?qū)挾认嗤揖o鄰在一起，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中（其所受重力忽略不計），電場和磁場對粒子所做的總功為；若把電場和磁場正交重疊，如圖3所示，粒子仍以初速度穿過重疊場區(qū)，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，電場和磁場對粒子所做的總功為，比較和，有（　　?。? Ａ.一定是 Ｂ.一定是

5、Ｃ.一定是 Ｄ.可能是，也可能是 5. 如圖4所示，勻強電場Ｅ方向水平向左，帶有正電荷的物體沿絕緣水平面向右運動，經(jīng)過Ａ點時動能是100Ｊ，經(jīng)過Ｂ點時　，動能是Ａ點的，減少的動能有轉(zhuǎn)化成電勢能，那么，當它再次經(jīng)過Ｂ點時動能為（　　　） Ａ.16Ｊ Ｂ.8Ｊ Ｃ.4Ｊ Ｄ.20Ｊ 6. 如圖5所示，某空間存在正交的勻強磁場和勻強電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點進入電磁場并剛好能沿ab直線向上運動，下列說法正確的是（ ） A、微粒一定帶負電 B、微粒動能一定減小 C、微粒的電勢能一定增加 D、微粒的機械能一定增

6、7. 如圖6所示，質(zhì)量為ｍ，初速度為的帶電體ａ，從水平面的Ｐ點向固定的帶電體ｂ運動，ｂ與ａ電性相同，當ａ向右移動ｓ時，速度減為零，設(shè)ａ、ｂ與地面間的摩擦因數(shù)均為，那么當ａ從Ｐ向右移動的位移為時，ａ的動能（　　?。? Ａ.等于初動能的一半 Ｂ.小于初動能的一半 Ｃ.大于初動能的一半 Ｄ.減小量等于電勢能的增加量 8.如圖7所示，在重力加速度為ｇ的空間中，有一個帶電量為＋Ｑ的場源電荷置于Ｏ點，Ｂ、Ｃ為以）為圓心，半徑為Ｒ的豎直圓周上的兩點，Ａ、Ｂ、Ｏ在同一豎直線上，ＡＢ＝Ｒ，Ｏ、Ｃ在同一水平線上，現(xiàn)在有一質(zhì)量為ｍ，電荷量為的有孔小球，沿光滑絕緣細桿ＡＣ從Ａ點由靜止開始下滑，滑至Ｃ點時速

7、度的大小為,下列說法正確的是（　　　） Ａ.從Ａ到Ｃ小球做勻加速運動 Ｂ.從Ａ到Ｃ小球的機械能守恒 Ｃ.Ｂ、Ａ兩點間的電勢差為 Ｄ.若小球不通過桿從Ａ點自由釋放，則下落到Ｂ點時的速度大小為 9. 空間某區(qū)域電場線分布如圖8所示，帶電小球（質(zhì)量為ｍ，電量為ｑ）在Ａ點速度為，方向水平向右，至Ｂ點速度為，與水平方向間夾角為，Ａ、Ｂ間高度差為Ｈ，以下判斷錯誤 是（　　?。? Ａ.Ａ、Ｂ兩點間電勢差 Ｂ.球由Ａ至Ｂ，電場力的沖量為 Ｃ.球由Ａ至Ｂ，電場力做功為 Ｄ.小球重力在Ｂ點的瞬時功率為 10. 如圖9所示，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中，場強為E，在與環(huán)心等高

8、處放有一質(zhì)量為m、帶電q的小球，由靜止開始沿軌道運動，下述說法正確的是( ) A、小球在運動過程中機械能守恒 B、小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大 C、小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為3（mg+qE） D、小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為（mg+qE） 二、填空題（本題2小題，共18分，把答案填在題中的橫線上或按要求答題） 11. .在用模擬法描繪靜電場等勢線的實驗中 （１）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)描繪的等勢線發(fā)生畸變，則產(chǎn)生誤差的可能原因是（　　　） Ａ.電流表的靈敏度不高 Ｂ.電極與導(dǎo)電紙接觸不良 Ｃ.導(dǎo)電紙涂層不均勻 Ｄ.有一個電極靠近導(dǎo)電紙邊緣 （２）某同學(xué)進行了實驗探

9、究，做了以下的實驗：把兩長條形電極緊壓在導(dǎo)電紙上（導(dǎo)電紙鋪在平木板上），并分別接在低壓恒定直流電源兩極，現(xiàn)取一金屬環(huán)，將圓環(huán)放在兩電極中間的導(dǎo)電紙上，再在靈敏電流計正、負接線柱上分別接兩探針Ⅰ和Ⅱ（電流從靈敏電流計正接線柱流入時，指針右偏）做如下測試，如圖10所示： ａ當兩探針Ⅰ和Ⅱ與金屬環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙上任意兩點接觸時，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） ｂ當兩探針Ⅰ和Ⅱ與金屬環(huán)上任意兩點接觸時，電流表指針將　　　　?。ㄌ睢坝移被颉白笃被颉爸噶恪保? ｃ當兩探針Ⅰ和Ⅱ分別與環(huán)上，環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙接觸時，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） ｄ當兩探

10、針Ⅰ和Ⅱ分別與環(huán)上、導(dǎo)電紙上ａ點接觸時，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） 　 12.如圖11所示，實驗中如果探針在導(dǎo)電紙上不論如何移動，電流表指針都不動，若改用多用表直流電壓擋直接測Ａ、Ｂ兩極對導(dǎo)電紙的電壓，電壓正常，再測Ａ電極對導(dǎo)電紙的電壓，發(fā)現(xiàn)電壓處處相等，且等于電源的電動勢，這說明 三、計算題（共5小題，共92分。解答下列各題時，應(yīng)寫出必要的文字說明、表達式和重要步驟。只寫最后答案的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。） 13. 一細棒處于磁感應(yīng)強度為Ｂ的勻強磁場中，棒與磁場方向垂直，與水平方向夾角為。磁感線水平指向紙里，如圖12所

11、示，棒上套一個可在其上滑動的帶負電的小球Ｃ，小球質(zhì)量為ｍ，帶電量為ｑ，球與棒間的動摩擦因數(shù)為，讓小球從棒上端靜止下滑，求： （１）小球的最大速度； （２）動摩擦因數(shù)應(yīng)具備的條件。 14. 如圖13所示，質(zhì)量為ｍ的小球Ａ在絕緣細桿上，桿的傾角為，小球Ａ帶正電，電量為ｑ。在桿上Ｂ點處固定一個電量為Ｑ的正電荷，將小球Ａ由距Ｂ點豎直高度為Ｈ處無初速度釋放，小球Ａ下滑過程中電量不變，不計Ａ與細桿間的摩擦，整個裝置處在真空中，已知靜電力常量ｋ和重力加速度ｇ （１）Ａ球剛釋放時的加速度是多大？ （２）當Ａ球的動能最大時，球此時Ａ球與Ｂ點的距離 15. 如圖

12、14所示，ＡＢＣＤ表示豎立在場強為的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的ＢＣＤ部分是半徑為Ｒ的半圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切，Ａ為水平軌道上的一點，而且，ＡＢ＝Ｒ＝0.2ｍ，把一質(zhì)量ｍ＝10ｇ、帶電量ｑ＝的小球在水平軌道的Ａ點由靜止釋放后，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運動（ｇ＝10）。求： （１）小球到達Ｃ點時的速度 （２）小球達到Ｃ點時對軌道的壓力 （３）要使小球剛好能運動到Ｄ點，小球開始運動的位置應(yīng)離Ｂ點多遠？ 16. 設(shè)在討論的空間范圍內(nèi)有磁感應(yīng)強度為Ｂ的勻強磁場，Ｂ的方向垂直于紙面向里，如圖15所示，在紙平面上有一長為h的光滑絕緣空心細管ＭＮ，管的Ｍ端內(nèi)有一帶正電的小球Ｐ1，在紙平

13、面上Ｎ端的正右前方2h處有一個不帶電的小球Ｐ2，開始時Ｐ1相對管靜止，管向運動，小球Ｐ2在紙平面上沿著以于ＭＮ延長線方向成角的速度運動，設(shè)管的質(zhì)量遠大于Ｐ1的質(zhì)量，Ｐ1在管內(nèi)的運動對管的運動的影響可以忽略。 已知Ｐ1離開的管的Ｎ端時相對紙面的速度大小恰好為，且在離開管后最終能與Ｐ2相碰，試求：（１）Ｐ1的比荷 （２）和的比值 17. 如圖16所示，在足夠大的空間內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應(yīng)強度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比，所受重力與電場力的大小相等，小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上，小球1向右以的水平速度與小球

14、2正碰，碰后經(jīng)過0.75ｓ再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終在同一豎直平面內(nèi)。（ｇ＝10）問 （１） 電場強度Ｅ的大小是多少？ （２） 兩小球的質(zhì)量之比是多少？ 15. 解：（１）、（２）如圖所示，設(shè)小球在Ｃ點的速度大小是，對軌道的壓力大小為，則對于小球由ＡC的過程中，應(yīng)用動能定理列出：－０，在Ｃ點的園軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有，解得 （３）如圖所示，設(shè)小球初始位置應(yīng)在離Ｂ點ｘｍ的點，對小球由Ｄ的過程應(yīng)用動能定理，有：，在Ｄ點的圓軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有，解得 16. 解：（１）F1為P1參與的運動而受到指向Ｎ端的洛倫茲力，其值為：（其中 ，為的電

15、量），對應(yīng)有指向Ｎ端的加速度： （其中ｍ為的質(zhì)量） 在管中運動會使它受到另一個向左的洛倫茲力，此力與管壁對向右的力所抵消，到達Ｎ端時具有沿管長方向的速度： 所以，對紙平面的速度大小為： 又因為，故： 即： 所以的比荷為： （２）從Ｍ端到Ｎ端經(jīng)歷的時間為： 離開管后將在紙平面上做勻速圓周運動，半徑與周期分別為： 經(jīng)ｔ１時間已隨管朝正右方向運動： 的距離 所以離開Ｎ端的位置恰好為的初始位置 經(jīng)時間ｔ１已知運動到如圖所示的位置Ｓ２走過的路程為 只能與相碰在圖中的Ｓ處，相遇時刻必為 且要求在這段時間內(nèi)恰好走過2Ｒ的路程，因此有 即得： 所以： 17. 解：……①　 由于重力和電場力平衡，電粒子在洛倫茲力作用下做圓周運動，小球平拋且碰時動量守恒，根據(jù)條件，碰后反向 ……① 另有……② 解得……③ 對平拋： 解得