2020高考物理名師預(yù)測(cè)試題 知識(shí)點(diǎn)07 電場(chǎng)和磁場(chǎng)

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1、2020高考物理熱點(diǎn)預(yù)測(cè)專(zhuān)題7:電場(chǎng)和磁場(chǎng) 高考預(yù)測(cè) 從近兩年高考試題看，本專(zhuān)題包括的考查點(diǎn)：一是庫(kù)侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)；二是電容和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；三是安培力和洛倫茲力。電磁場(chǎng)知識(shí)是歷年高考試題中考點(diǎn)分布重點(diǎn)區(qū)域，尤其是在力電綜合試題中常巧妙地把電場(chǎng)、磁場(chǎng)的概念與牛頓定律、動(dòng)能定理等力學(xué)、電學(xué)有關(guān)知識(shí)有機(jī)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(wèn)題方面的考查。預(yù)計(jì)2020年高考本專(zhuān)題占分比例仍在26%左右，選擇題和計(jì)算題各一道的組合形式不會(huì)有多大變化，實(shí)驗(yàn)題有可能出現(xiàn)在“用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線”。 一、選擇題（共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小

2、題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分） 1. 勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，如圖所示．在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中， ∠a＝30°、∠c＝90°,．電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行．已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為V、V和2 V．該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為（ ） A．V、V B．0 V、4 V C．V、 D．0 V、V 2. 據(jù)報(bào)道，我國(guó)第21次南極科考隊(duì)于2020年在南極考查時(shí)觀察到了美麗的極光，極光是由來(lái)自太陽(yáng)的高能量帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)高空稀薄大氣層時(shí)，被地球磁場(chǎng)俘獲的，從而改變?cè)羞\(yùn)動(dòng)方向，向兩極做螺旋運(yùn)

3、動(dòng)，如圖1所示，這些高能粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(chǎng)的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達(dá)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(shí)，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)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(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小 Ｂ.空氣阻力做負(fù)功，使其動(dòng)能減小 Ｃ.向南北兩極磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng) Ｄ.太陽(yáng)對(duì)粒子的引力做負(fù)功 3..一個(gè)質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能保持不變，已知磁場(chǎng)方向水平向右，則質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向和電場(chǎng)方向可能

4、是（質(zhì)子的重力不計(jì)）（　　?。? Ａ.質(zhì)子向右運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)方向豎直向上 Ｂ.質(zhì)子向右運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)方向豎直向下 Ｃ.質(zhì)子向上運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)方向垂直紙面向里 Ｄ.質(zhì)子向上運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)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(jìn)入方向垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知電場(chǎng)方向豎直向?qū)挾认嗤揖o鄰在一起，在帶電粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過(guò)程中（其所受重力忽略不計(jì)），電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的總功為；若把電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交重疊，如圖3所示，粒子仍以初速度穿過(guò)重疊場(chǎng)區(qū)，在帶電粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)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(qiáng)電場(chǎng)Ｅ方向水平向左，帶有正電荷的物體沿絕緣水平面向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)Ａ點(diǎn)時(shí)動(dòng)能是100Ｊ，經(jīng)過(guò)Ｂ點(diǎn)時(shí)　，動(dòng)能是Ａ點(diǎn)的，減少的動(dòng)能有轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能，那么，當(dāng)它再次經(jīng)過(guò)Ｂ點(diǎn)時(shí)動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A、微粒一定帶負(fù)電 B、微粒動(dòng)能一定減小 C、微粒的電勢(shì)能一定增加 D、微粒的機(jī)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(diǎn)向固定的帶電體ｂ運(yùn)動(dòng)，ｂ與ａ電性相同，當(dāng)ａ向右移動(dòng)ｓ時(shí)，速度減為零，設(shè)ａ、ｂ與地面間的摩擦因數(shù)均為，那么當(dāng)ａ從Ｐ向右移動(dòng)的位移為時(shí)，ａ的動(dòng)能（　　?。? Ａ.等于初動(dòng)能的一半 Ｂ.小于初動(dòng)能的一半 Ｃ.大于初動(dòng)能的一半 Ｄ.減小量等于電勢(shì)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(gè)帶電量為＋Ｑ的場(chǎng)源電荷置于Ｏ點(diǎn)，Ｂ、Ｃ為以）為圓心，半徑為Ｒ的豎直圓周上的兩點(diǎn)，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(xì)桿ＡＣ從Ａ點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，滑至Ｃ點(diǎn)時(shí)速

7、度的大小為,下列說(shuō)法正確的是（　　?。? Ａ.從Ａ到Ｃ小球做勻加速運(yùn)動(dòng) Ｂ.從Ａ到Ｃ小球的機(jī)械能守恒 Ｃ.Ｂ、Ａ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 Ｄ.若小球不通過(guò)桿從Ａ點(diǎn)自由釋放，則下落到Ｂ點(diǎn)時(shí)的速度大小為 9. 空間某區(qū)域電場(chǎng)線分布如圖8所示，帶電小球（質(zhì)量為ｍ，電量為ｑ）在Ａ點(diǎn)速度為，方向水平向右，至Ｂ點(diǎn)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(cuò)誤 是（　　?。? Ａ.Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間電勢(shì)差 Ｂ.球由Ａ至Ｂ，電場(chǎng)力的沖量為 Ｃ.球由Ａ至Ｂ，電場(chǎng)力做功為 Ｄ.小球重力在Ｂ點(diǎn)的瞬時(shí)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(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)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(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下述說(shuō)法正確的是( ) A、小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 B、小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大 C、小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為3（mg+qE） D、小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)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(chǎng)等勢(shì)線的實(shí)驗(yàn)中 （１）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)描繪的等勢(shì)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(gè)電極靠近導(dǎo)電紙邊緣 （２）某同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探

9、究，做了以下的實(shí)驗(yàn)：把兩長(zhǎng)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(jì)正、負(fù)接線柱上分別接兩探針Ⅰ和Ⅱ（電流從靈敏電流計(jì)正接線柱流入時(shí)，指針右偏）做如下測(cè)試，如圖10所示： ａ當(dāng)兩探針Ⅰ和Ⅱ與金屬環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙上任意兩點(diǎn)接觸時(shí)，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） ｂ當(dāng)兩探針Ⅰ和Ⅱ與金屬環(huán)上任意兩點(diǎn)接觸時(shí)，電流表指針將　　　　?。ㄌ睢坝移被颉白笃被颉爸噶恪保? ｃ當(dāng)兩探針Ⅰ和Ⅱ分別與環(huán)上，環(huán)內(nèi)導(dǎo)電紙接觸時(shí)，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） ｄ當(dāng)兩探

10、針Ⅰ和Ⅱ分別與環(huán)上、導(dǎo)電紙上ａ點(diǎn)接觸時(shí)，電流表指針將　　　　　。（填“右偏”或“左偏”或“指零”） 　 12.如圖11所示，實(shí)驗(yàn)中如果探針在導(dǎo)電紙上不論如何移動(dòng)，電流表指針都不動(dòng)，若改用多用表直流電壓擋直接測(cè)Ａ、Ｂ兩極對(duì)導(dǎo)電紙的電壓，電壓正常，再測(cè)Ａ電極對(duì)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(dòng)勢(shì)，這說(shuō)明 三、計(jì)算題（共5小題，共92分。解答下列各題時(shí)，應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、表達(dá)式和重要步驟。只寫(xiě)最后答案的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。） 13. 一細(xì)棒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒與磁場(chǎng)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(gè)可在其上滑動(dòng)的帶負(fù)電的小球Ｃ，小球質(zhì)量為ｍ，帶電量為ｑ，球與棒間的動(dòng)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(dòng)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(xì)桿上，桿的傾角為，小球Ａ帶正電，電量為ｑ。在桿上Ｂ點(diǎn)處固定一個(gè)電量為Ｑ的正電荷，將小球Ａ由距Ｂ點(diǎn)豎直高度為Ｈ處無(wú)初速度釋放，小球Ａ下滑過(guò)程中電量不變，不計(jì)Ａ與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)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(shí)的加速度是多大？ （２）當(dāng)Ａ球的動(dòng)能最大時(shí)，球此時(shí)Ａ球與Ｂ點(diǎn)的距離 15. 如圖

12、14所示，ＡＢＣＤ表示豎立在場(chǎng)強(qiáng)為的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)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(diǎn)，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(diǎn)由靜止釋放后，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)（ｇ＝10）。求： （１）小球到達(dá)Ｃ點(diǎn)時(shí)的速度 （２）小球達(dá)到Ｃ點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力 （３）要使小球剛好能運(yùn)動(dòng)到Ｄ點(diǎn)，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置應(yīng)離Ｂ點(diǎn)多遠(yuǎn)？ 16. 設(shè)在討論的空間范圍內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ｂ的方向垂直于紙面向里，如圖15所示，在紙平面上有一長(zhǎng)為h的光滑絕緣空心細(xì)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(gè)不帶電的小球Ｐ2，開(kāi)始時(shí)Ｐ1相對(duì)管靜止，管向運(yùn)動(dòng)，小球Ｐ2在紙平面上沿著以于ＭＮ延長(zhǎng)線方向成角的速度運(yùn)動(dòng)，設(shè)管的質(zhì)量遠(yuǎn)大于Ｐ1的質(zhì)量，Ｐ1在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)管的運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略。 已知Ｐ1離開(kāi)的管的Ｎ端時(shí)相對(duì)紙面的速度大小恰好為，且在離開(kāi)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(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)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(guò)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(wèn) （１） 電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)的速度大小是，對(duì)軌道的壓力大小為，則對(duì)于小球由ＡC的過(guò)程中，應(yīng)用動(dòng)能定理列出：－０，在Ｃ點(diǎn)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(diǎn)ｘｍ的點(diǎn)，對(duì)小球由Ｄ的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理，有：，在Ｄ點(diǎn)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(yùn)動(dòng)而受到指向Ｎ端的洛倫茲力，其值為：（其中 ，為的電

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