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2020（浙江）高考物理二轮冲刺练习题：电场和磁场含答案
**电场和磁场**
1、如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力(　　)
A．一直不做功　　　　　　 B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心
解析：选A　由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功，A项正确，B项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C、D项错误。
2、直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示．M、N两点各固定一负点电荷，将一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移动到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　B　)

A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向
C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向
解析：正点电荷在O点时，G点的场强为零，则两负点电荷在G点的合场强大小为E1＝，方向沿y轴正方向．由对称性知，两负点电荷在H点的合场强大小为E2＝E1＝，方向沿y轴负方向．当把正点电荷放在G点时，在H点产生的场强的大小为E3＝，方向沿y轴正方向．所以H点的合场强大小E＝E2－E3＝，方向沿y轴负方向，选项B正确．
3、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为(　　)
A．1.6×102 kg　　　　　　 B．1.6×103 kg
C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg
解析：选B　设1 s内喷出气体的质量为m，喷出的气体与该发动机的相互作用力为F，由动量定理Ft＝mv知，m＝＝ kg＝1.6×103 kg，选项B正确。
4、如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的长度和板间距离相等，板间存在如图乙所示的电场强度随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直．在t＝0时刻，一不计重力的带电粒子沿两板中线垂直于电场方向射入电场，粒子射入电场时速度大小为v0，t＝T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场，则(　A　)

A．该粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向
B．在t＝时刻，该粒子的速度大小为2v0
C．若该粒子在t＝时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上
D．若该粒子的入射速度大小变为2v0，则该粒子仍在t＝T时刻射出电场
解析：

由题意，粒子在0～内做类平抛运动，在～T内做类斜抛运动，因粒子在电场中所受的电场力大小相等，由运动的对称性可知，粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向，选项A正确；水平方向上有l＝v0T，竖直方向上有l＝T，在t＝时刻粒子的速度大小v＝＝v0，选项B错误；若该粒子在t＝时刻以速度v0进入电场，粒子先向下做类平抛运动，再向下做类斜抛运动，恰好沿PQ板右边缘射出电场，选项C错误；若该粒子的入射速度变为2v0，则粒子在电场中的运动时间t＝＝，选项D错误．
5、当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞．现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s.已知加速电场的场强为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×10－27 kg，电荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是(　D　)

A．加速过程中质子电势能增加
B．质子所受到的电场力约为2×10－15 N
C．质子加速需要的时间约为8×10－6 s
D．加速器加速的直线长度约为4 m
解析：电场力对质子做正功，质子的电势能减少，A错误；质子受到的电场力大小F＝qE≈2×10－14 N，B错误；质子的加速度a＝≈1.2×1013 m/s2，加速时间t＝≈8×10－7 s，C错误；加速器加速的直线长度x＝≈4 m，故D正确．
6、如图所示，竖直平面内有一半圆槽，A、C等高，B为圆槽最低点，小球从A点正上方O点静止释放，从A点切入圆槽，刚好能运动至C点。设球在AB段和BC段运动过程中，运动时间分别为t1、t2，合外力的冲量大小为I1、I2，则(　　)
A．t1＞t2 B．t1＝t2
C．I1＞I2 D．I1＝I2
解析：选C　小球从A点正上方O点静止释放，刚好能运动至C点，说明在圆弧内要克服摩擦力做功，因此在AB段平均速率大于在BC段平均速率，两段路程相等，所以t1I2，C正确，D错误。
7、如图所示，电子经电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中转半个圆周后打在P点，通过调节两极板间电压U可以控制P点的位置，设OP＝x，能够正确反映U与x关系的图象是下图中的(　C　)


解析：电子在电场中加速，有qU＝mv2，进入磁场，有x＝2r＝，整理可得x2＝，选项C正确．
8、如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球，用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上，使两球均处于静止状态．现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡．后一平衡状态与前一平衡状态相比较，下列说法正确的是(　B　)

A．A、B两小球间的库仑力变大
B．A、B两小球间的库仑力变小
C．A球对MO杆的压力变大
D．A球对MO杆的压力变小
解析：

对A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力N1、静电力F1，如图所示，根据平衡条件，x方向上有F＝F1sinθ，y方向上有N1＝mg＋F1cosθ，对B球受力分析，受重力Mg、静电力F2、杆对其向左的支持力N2，如图所示，根据平衡条件，x方向上有F2sinθ＝N2，y方向上有F2cosθ＝Mg，且F1＝F2，联立得F1＝，N1＝mg＋Mg，由于重新平衡时两球连线与竖直方向的夹角θ变小，故静电力F1变小，水平杆对A球的支持力等于两个球的重力之和，N1不变，由牛顿第三定律可知，A球对水平杆的压力不变，B正确，A、C、D错误．
9、在水平地面上，两个具有相同初动量而质量不同的物体在大小相等的阻力作用下最后停下来。则质量大的物体(　　)
A．滑行的距离小
B．滑行的时间长
C．滑行过程中的加速度大
D．滑行过程中的动量变化快
解析：选A　根据动能定理可知Fs＝Ek＝，得s＝，质量较大的物体滑行的距离较小，A正确；根据动量定理可知FΔt＝Δp＝p，则滑行的时间相等，B错误；根据牛顿第二定律可知a＝，质量较大的物体加速度较小，C错误；根据动量定理可知F＝，二者动量变化快慢一样，D错误。
10、质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具．右图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场．现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝R.则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)(　C　)

A.　　　B. C.　　　D.
解析：

设粒子被加速后获得的速度为v，由动能定理有：qU＝mv2，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝，又qvB＝m，可求＝，选项C正确．
11、如图所示，质量m＝0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L＝1 m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右侧回路中，电源的电动势E＝8 V、内阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小g＝10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为(　C　)

A．2 T B．1.73 T
C．1.5 T D．1 T
解析：电动机M正常工作时的电流I1＝＝2 A，电源内阻上的电压U′＝E－U＝8 V－4 V＝4 V，根据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I＝＝4 A，则通过导体棒的电流I2＝I－I1＝2 A，导体棒受力平衡，有BI2L＝mgsin37°，得B＝1.5 T，故选项C正确．
12、“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是(　　)
A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小
B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小
C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大
D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
解析：选A　从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力)速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力。绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功。故选项A正确，选项B、C、D错误。
13、如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为(　B　)

A. B.
C. D.
解析：

设带电粒子进入第二象限的速度为v，在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示，对应的轨迹半径分别为R1和R2，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m、T＝，可得R1＝、R2＝、T1＝、T2＝，带电粒子在第二象限中运动的时间为t1＝，在第一象限中运动的时间为t2＝T2，又由几何关系有cosθ＝，则粒子在磁场中运动的时间为t＝t1＋t2，联立以上各式解得t＝，选项B正确，A、C、D均错误．
14、如图所示，光滑绝缘水平面上方存在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场．某时刻将质量为m、带电荷量为－q的小金属块从A点由静止释放，经时间t到达B点，此时电场突然反向且增强为某恒定值，又经过时间t小金属块回到A点．小金属块在运动过程中电荷量保持不变．求：

(1)A、B两点间的距离；
(2)电场反向后匀强电场的电场强度大小．
答案：(1)t2　(2)3E
解析：(1)设t末和2t末小物块的速度大小分别为v1和v2，电场反向后匀强电场的电场强度大小为E1，小金属块由A点运动到B点过程a1＝，x＝a1t2
联立解得x＝t2
(2)v1＝a1t　解得v1＝t
小金属块由B点运动到A点过程a2＝－
－x＝v1t＋a2t2
联立解得E1＝3E.

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