2015上海市各区高考物理二模分类汇编(专题八、电场和磁场).doc

专题八、电场和磁场（B卷）一、单项选择题（每小题2分）。1、关于元电荷，下述正确的是D(A)点电荷就是元电荷 (B)元电荷就是正电子(C)元电荷是带电量为1C的电荷 (D)自然界中已知的最小电荷量2、下列选项中，会导致静电危害的是B(A)建筑物屋顶安放避雷针 (B)印染厂车间保持空气干燥(C)赛车轮胎采用导电橡胶制成 (D)高档的地毯中夹一些不锈钢丝3、下列哪些物理量与检验电荷无关（ D ） （A）电场强度 电势 电功 （B）电场力 电势差 电势能（C）电场力 电势能 电功 （D）电势差 电场强度 电势二、单项选择题（每小题3分）4、如图甲，Q1、Q2为两个固定着的点电荷，a、b是它们连线的延长线上的两点。现有一点电荷，只在电场力作用下，以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动，其-t图像如图乙，电子经过a、b两点的速度分别为a、b，则C(A)Q1Q2ab甲tab乙 (A) Q1一定带正电(B) Q1的电量一定小于Q2的电量(C) b点的电场强度一定为0(D)电子的电势能先增大后减小LBdALO5、如图，两个带电小球A、B，都用长L的绝缘丝线悬挂在O点，小球A恰好在O点正下方，且靠着光滑绝缘竖直墙。静止时，A、B相距为d。为使AB间距离减为时，仍保持平衡状态，可采用的方法是A(A)将B的质量增加到原来的8倍(B)将A、B的质量都增加到原来的4倍(C)将A、B的电荷量都减小到原来的一半acb(D)将A、B的电荷量都增加到原来的2倍6、如图，某示波管内的聚焦电场，上下对称分布的实线和虚线分别表示电场线和等势线，一电子分别在a、b、c三点，所受的电场力为、和，所具有的电势能为，则他们的大小关系是 D A，B，C，D，7、如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M、N上。下列说法中正确的是 （ ）（A）O点的电场强度为零（B）A、B两点的电场强度相同（C）C点的电势高于D点的电势（D）将电荷+q沿C、D连线从C移到D的过程中，电势能先减少后增加 B 8、水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示以水平线上的某点O为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是B(A）b、e两点的电场强度相同 （B）b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差 （C）a点电势高于c点电势 （D）电子在d点的电势能大于在b点的电势能9、ABab如图所示，两根平行放置、长度很长的直导线A和B，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，A导线通有电流I、B导线通有电流2I，且电流方向相反，研究两导线中正相对的长度均为L的两小段导线a、b。导线a受到磁场力大小为F1，导线b受到的磁场力大小为F2，则A通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为（ C ）（A） （B） （C） （D）10、如图，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为 ( C )(A) x正向， (B) y正向， (C) 负向， (D) 负向，11、如图，真空中以O点为圆心、Oa为半径的圆周上等间距分布a、b、c、d、e、f、g、h八个点，a、e两点放置等量异种点电荷+Q和-Q，下列说法正确的是（ D ） （A）b、d、f、h的电场强度相同 （B）b、d、f、h的电势相等（C）在c点由静止释放的电子将沿cg连线做匀加速直线运动（D）将一电子由b点沿bcd圆弧移到d点，电子的电势能一直增大12、Oxyv0vA在xOy平面内存在一匀强电场，一正电荷仅受电场力作用，以一定的初速度通过坐标原点O，并沿曲线运动到A点，其运动轨迹如右图所示，经过A点时的速度方向与x轴平行，则场强E的方向可能沿（ ）Ax轴正方向 Bx轴负方向Cy轴正方向 Dy轴负方向D13、a+-bcd如图所示，处于真空中的正四面体结构的四个顶点a、b、c、d，在a点放置一个电量为+Q的点电荷，在b点放置一个电量为-Q的点电荷，则下列关于c、d两点电场强度和电势关系的描述中正确的是（ ）A电势相同，场强不同B电势相同，场强相同C电势不同，场强相同D电势不同，场强不同B14、如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点0处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动下列说法正确的是 C （A）圆环沿细杆从P运动到0的过程中，加速度一直增大（B）圆环沿细杆从P运动到0的过程中，速度先增大后减小（C）增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动（D）将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动15、如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值。一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C。下列说法中正确的是（ ）B（A）粒子一定带负电（B）A处场强大于C处场强（C）粒子在A处电势能大于在C处电势能（D）粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功16、如图，一半径为R的均匀带电圆环，带电量为+Q。x轴垂直于环面且过圆心O，下列说法正确的是 ( D )A从O点沿x轴正方向，电场强度逐渐减小BO点的电场强度为，电势为零CO点的电场强度最大，电势最高Dx轴上的电场强度以O点为中心、沿x轴左右对称分布三、多项选择题（每小题4分）。abcdI1I217、两根通电长直导线平行放置，电流大小分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。导线中的电流在这四点产生磁场的磁感应强度可能为零的是AB(A) a点 (B) b点 (C) c点 (D) d点18、位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点，则正确的是（A）P、O两点的电势关系为P=0（B）P、Q两点电场强度的大小关系为EPEQ（C）若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力为零（D）若将某负电荷由P点沿着曲线PQ移到Q点，电场力做负功答案：ABC19、在一些电磁现象中会产生一种特殊的电场，其电场线为一个个同心圆，没有起点和终点。如图所示，实线为电场线，方向为顺时针，虚线为经过圆心的一条直线。已知该电场线图像中某一点的场强大小与方向和静电场的电场线具有相同规律。则BD（A）A点的场强比B点的场强大（B）将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功（C）将一点电荷从A点静止释放，点电荷会沿电场线做圆周运动（D）在A点放上一正点电荷，点电荷将受到向左的电场力20、某一空间存在与x轴平行的电场，有一质量m=2kg的带电小球，只受电场力作用，以初速度v0=2m/s在x0=7m处开始运动。电势能EP随位置x的变化关系如图所示，则小球的运动范围和最大速度分别为 （ BG ）（A）运动范围x0（B）运动范围x1m（C）最大速度（D）最大速度 21、如图（a），A、B为某电场中沿x方向上的两个点，现将正点电荷q从A点静止释放，仅在电场力作用下沿x轴方向运动一段距离到达B点，其电势能EP随x的变化关系如图（b）所示，则AC（a）AB（b）xEpO（A）从A到B，电势先逐渐降低后逐渐升高（B）从A到B，电场强度先增大后减小（C）从A到B的过程中，电荷所受电场力先减小后增大 （D）从A到B的过程中，电场力对电荷先做负功后做正功22、CBA30P+Qq如图，光滑绝缘细管与水平面成30角，在管的上方P点固定一个正点电荷Q，P点与细管在同一竖直平面内。一带电量为q的小球位于管的顶端A点，PA连线水平，qQ。将小球由静止开始释放，小球沿管到达底端C点。已知B是AC中点，PBAC，小球在A处时的加速度为a。不考虑小球电荷量对电场的影响，则ABD（A）A点的电势低于B点的电势（B）B点的电场强度大小是A点的4倍 （C）小球从A到C的过程中电势能先增大后减小（D）小球运动到C处的加速度为ga 23、静电场在x轴上的电势随x的变化关系如图所示，则 AC（A）x3和x4两处x轴方向电场强度大小相等（B）x1和x3两处x轴方向电场强度方向相同（C）若某一负电荷仅在电场力作用下从x1处由静止开始沿x轴方向运动，该电荷一定不能到达x4处（D）若某一正电荷仅在电场力作用下从x1处以速度v0沿x轴向正方向运动，因为x1和x3两处电势相等，电场力做功为零，所以一定能到达x3处，且速度仍为v0bcMN24、如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，连接b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N固定在M的正下方。两带电小球在缓慢漏电的过程中，M、b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）（A）b对c的摩擦力可能始终增加（B）地面对c的支撑力始终变小（C）c对地面的摩擦力方向始终向左（D）滑轮对绳的作用力方向始终不变AD25、如图为某一水平电场中等间距的一组等势面分布。一个带q电荷量的粒子从坐标原点O以1104m/s的初速度向x轴负方向运动，运动到x=8cm处速度减为零。不计一切摩擦，下列说法正确的是 ( BCD ) A电场强度大小为5N/C，方向沿x轴负方向B粒子的电荷量与质量的比值q/m=1.25106C/kgC粒子运动到x=6cm处用时8106sD在x轴上不同位置，粒子的动能和电势能之和均为一定值四、填空题。26、质量为m的带电量为+q的小球穿在光滑的绝缘细杆上，杆与水平面的夹角为。杆底端B点处固定一个电量为Q的正电荷。将球从A处无初速释放，A距离B的竖直高度为H。整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g。则球刚释放时的加速度是_，当球的动能最大时球与底端B的距离为_。 答案： 27、PMN如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为+Q的小球P，带电量分别为-q和+2q的小球M和N由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P与M相距L，P、M和N均视为点电荷，则M与N的距离为_(1)L _，若将M与N绕绝缘杆的中点在水平面内缓慢转动1800，外力克服电场力做功E，则+Q的电场在绝缘杆两端的电势差UMN为_。28、O A B C D LL/2如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，导线中通有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆右端，轻杆左端通过竖直的弹簧与地面相连，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为_；弹簧受到的拉力为_，mg+nBIL29、OABCRh30如图所示，在O点处放置一个正电荷在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（如图中实线所示）相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC=30，A距离OC的竖直高度为h若小球通过B点的速度为v，则小球通过C点的速度大小为_，小球由A到C电场力做功为_，30、yOxABC如图，xOy坐标系处于一匀强电场内，将一电量为q的点电荷由A点分别移至x轴上的B点、C点，电场力做功均为W（W0），此电场的场强方向为_。若在恒定外力作用下使电荷沿AB做直线运动， A点坐标为（d，d），ABC60，则此外力的最小值为_。y方向， 31、如图倾角为30的直角三角形的底边BC长为2L，处在粗糙的水平面上，一质量为m带正电的小物块恰好能在斜面上匀速下滑，O为底边中点，OD垂直AB，沿OD上方与A等高的位置E处固定一带正电的点电荷，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，当物块在DB之间时，斜面受到地面的摩擦力_(填不变、先变大后变小、先变小后变大)；若斜面是光滑的，测得它滑到D处受到的库仑力大小为F，则它滑到B处的加速度的大小_E 不变,32、如图所示，在竖直向下、场强为的匀强电场中，长为的绝缘轻杆可绕固定轴在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，转轴O到小球A的距离为l/3，A、B的质量分别为m和3m，A带负电，电量大小为，B带正电，电量大小为。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为 ，在竖直位置处两球的总动能为 。；五、计算题33、（14分）静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可以简化为如图所示的折线，图中和d为已知量一个重力不计，质量为m，带电量为的负电粒子在电场中，以为中心，沿x轴方向在间做周期运动()求：（1）写出电势随x的变化规律关系式和粒子所受电场力大小（2）粒子动能随x的变化规律关系式（3）粒子的运动周期 (14分)解：(1) -dx0区间 （1分） 故：（-dx0）（1分）0xd区间 故：（0xd）（1分）或在整个区域内， （xd）由图可知电场强度大小 （1分）则电场力大小 （1分）（2）0xA区间根据题意，在x=A时，粒子动能为0， （1分）可知粒子在运动过程中动能和电势能之和为：则在x位置时有： （1分） （0xA） （1分）-Ax0区间根据题意，在x=-A时，粒子动能为0，可知粒子在运动过程中动能和电势能之和为：则在x位置时有： （1分） （-Ax0） （1分）或者： （-A x A）（3）0-A为四分之一周期，粒子做匀变速直线运动S=A， （1分） （1分） （2分）34、(14分）如图所示，质量够大的直角梯形截面的绝缘物块静置在光滑水平地面上，其两侧恰好与固定在地面上的压力传感器X和Y相接触，力传感器的量程20N，将X和Y接到同一数据处理器上，当X、Y受到物块压力时，分别显示正值和负值。图中AB高H0.3 m，AD长L0.5 m，光滑绝缘斜面倾角37。斜面上有一个质量为m1 kg的带电量为q=+210-4C的小物块P(可视为质点，图中未画出)，整个区域处于一个大小和方向都可以调节的水平匀强电场E中。（sin370.6，cos370.8，重力加速度g取10 m/s2）。 (1)当E0时，在A点给P沿斜面向上的初速度v02 m/s，求P落地时的动能； (2)当物块P在斜面上运动，但X和Y都没有受到压力时，E的大小为多大？方向怎样? (3)对于不同的E，每次都在D点给P沿斜面向下足够大的初速度以保证它能沿斜面滑离，求滑行过程中处理器显示的读数F随E变化的关系表达式。答案：32解： （1）（4分）根据动能定理得到： (公式2分、答案2分）(2) （4分）若X和Y都不受到压力，则qEsin=mgcos ，方向向左 (公式2分、答案1分，方向1分）(3) （6分）当E向左时，F=-(mgcos-qEsin)sin 得到 (公式1分、结果1分、范围1分） 当E向右时，F=-(mgcos+qEsin)sin 得到 (公式1分、结果1分、范围1分）或E向右为正方向，写成 35、（14分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的绝缘轨道，AB段水平且光滑，BC段为圆心角=37的光滑圆弧，圆弧半径r=2.0m，CD段为足够长的粗糙倾斜直轨，各段轨道均平滑连接。质量m=2.0l0-2kg、可视为质点的小球被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行。（1）若小球向左运动到B点的速度vB=0.2m/s，则经过多少时间小球第二次达到B点？ （2）若B点左侧区域存在竖直向下的匀强电场，使小球带q=+1.010-6C的电量，弹簧枪对小球做功W=0.36J，到达C点的速度vC=2m/s，则匀强电场的大小为多少？ （3）上问中，若小球与CD间的动摩擦因数=0.5，运动到CD段的最高点时，电场突然改为竖直向上但大小不变，小球第一次返回到C点的速度大小为多少？ （取sin37=0.6，cos37=0.8 ） 32（14分）解答与评分标准：（1）由于vB较小，上升高度很小，沿BC向上运动的路程远小于半径r，故小球在BC上做类似单摆的运动， （2分）再次返回到B点的时间=1.4s （1分）（2）小球到达C点之前的过程中，动能定理：W -mg(r-rcos)- qE(r-rcos)= （2分）代入数据得E=1.0l05N/C （2分）（3）设从C点到达最高点前小球滑行的距离为s，动能定理：-mgssin - qE ssin-(mg+qE) cos= （2分）代入数据得s=0.8m （1分） 从最高点返回到C点过程中，动能定理：mgssin-qEssin-(mg-qE) cos= （2分）代入数据得=m/s=1.265 m/s （2分）36、（12分）如图所示，一根长L1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E1.0105N/C、与水平方向成30角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q4.5106C；另一带电量q1.0106C、质量m1.0102kg小球B穿在杆上，可沿杆自由滑动。现将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动。（静电力常量k9.0109Nm2/C2，取gl0m/s2） （1）小球B开始运动时的加速度为多大？（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？（3）小球B从N端运动到距M端的高度h20.61m时，速度为v1.0m/s，则此过程中小球B的电势能改变了多少？32、（12分 = 4+4+4 ）解：（1）小球B沿杆运动，受重力、A对B的库仑力、杆的弹力和电场E的电场力。将电场力沿杆的方向和垂直杆的方向分解，由牛顿第二定律得：mgqEsin=ma （2分）解得：a=g代入数据解得：a=3.2 m/s2 （2分）（2）小球B向下运动，受A的斥力增大，加速度减小，速度增大，当小球B速度最大时，加速度为零，合力为零。即+qEsin=mg （2分）解得：h1=代入数据解得：h1=0.9 m （2分）（3）小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，合电场力做功为W2，由动能定理：W1+W2=mv20 （2分）小球B沿杆向下运动，电场力做负功，电势能增加，且Ep=W2 （1分）解得：Ep=mg（Lh2）mv2 =8.4102J （1分）37、a（12分） 如图（a）所示，一光滑绝缘细杆竖直放置，距细杆右侧d0.3m的A点处有一固定的点电荷。细杆上套有一带电量q1106C，质量m0.05kg的小环。设小环与点电荷的竖直高度差为h。将小环无初速释放后，其动能Ek随h的变化曲线如图（b）所示。 （1）试估算点电荷所带电量Q； （2）小环位于h10.40m时的加速度a； （3）小环从h2=0.3m下落到h3=0.12m的过程中其电势能的改变量。 （静电力常量k9.0109Nm2/C2，g=10m/s2）0.10.60.20.30.40.5h/m00.020.030.040.050.060.070.08Ek/Jb32.（12分）解：（1）由图可知，当h0.36m时，小环所受合力为零则kmg （4分）解得Q1.6105C （1分）(1.551.59均可)（2）小环加速度沿杆方向，则mgF1ma又F1k （2分）解得a0.78m/s2 方向向下 （2分）（由于第一问的错误导致的结果不扣分）（3）设小环从h=0.3m下落到h=0.12m的过程中电场力对小环做功WG根据动能定理 mg(h2-h3)+WG=Ek WG=Ek-mgh=0.11J （2分）所以小环的电势能增加了0.11J （1分）38、（14分）如图所示，轻质支架ABO可绕水平轴O在竖直平面内无摩擦转动，支架A端搁在水平地面上，BO与地面垂直，AB长度为L，与水平地面夹角为=37可看作质点的带正电小物块P，质量为m，带电量为q，P与支架间的动摩擦因数=0.5，在运动过程中其电量保持不变（sin37=0.6，cos37=0.8）（1）给小物块P一个初速度，使其从A端开始沿AB向上滑，求P滑到距A端多远时支架即将发生翻转（2）把另一可看作质点的带正电小物块W固定在支架的A端，小物块P能静止在AB的中点处，已知物块P与AB间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，求小物块W可能的带电量QL37OBAP（3）改变小物块W的带电量，将物块P从B点由静止释放，P沿斜面刚好能到达AB的中点求物块P从斜面中点应以多大的初速度v0上滑才能刚好到达B点（支架不会发生翻转）32（14分）解：（1）（4分）设当物块P滑到距A端为x时支架即将发生翻转根据力矩平衡，有（2分）解得（2分） （2）（5分）设小物块W至少应带电量Qmin，此时物块P受到最大静摩擦力fm作用且方向由A指向B根据物块P的受力平衡，有（1分）解得（1分）设小物块W至多应带电量Qmax，此时物块P受到最大静摩擦力fm作用且方向由B指向A根据物块P的受力平衡，有（1分）解得（1分）所以小物块W可能的带电量范围是Q（1分） （3）设物块P从B点沿斜面到达AB的中点过程中克服电场力做功W，由动能定理（1分）根据对称性，物块P从斜面中点向上运动到达B点的过程电场力对其做功也为W，由动能定理（2分）解得（2分）39、OBAqLLx（13分）如图，空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场，电场的场强大小按Ekx分布（x是轴上某点到O点的距离），。x轴上，有一长为L的绝缘细线连接A、B两个小球，两球质量均为m，B球带负电，带电量为 q，A球距O点的距离为L。两球现处于静止状态，不计两球之间的静电力作用。（1）求A球的带电量qA；（2）将A、B间细线剪断，描述B球的运动情况，并分析说明理由；（3）剪断细线后，求B球的最大速度。32(13分)解：（1）A、B两球静止时，A球所处位置场强为 B球所处位置场强为 （1分） 对A、B