2017届高考物理二轮复习专题复习专项训练：专题能力提升练(四)B卷汇总

1、专题能力提升练（四）B 卷电场和磁场一、选择题（本大题共 7 小题，每小题 8 分，共 56 分第 15 题只有一项符合题 目要求，第 67 题有多项符合题目要求.）1.图为真空中半径为 r 的圆，0 为圆心，直径 ac、bd 相互垂直，在 a、c 处分别固定 有电荷量为+ q、一 q 的两个点电荷下列说法正确的是（）A .位置 b 处电场强度大小为 严B.ac 线上各点电场强度方向与 bd 线上各点电场强度方向垂直C. 0 点电势一定等于 b 点电势D .将一负试探电荷从 b 点移到 c 点，电势能减小解析：正、负电荷在 b 点分别产生的场强为 Ei= E2=：背，根据矢量可知 E=；22k

2、q， A错误；ac 线上各点电场强度方向由 a 指向 c，bd 线上各点电场强度方向由 a 指向 c， 故 B 错误；bOd 是一条等势线，故 0 点与 b 点的电势相同，C 正确；将一负试探电荷 从 b 点移到 c点，电场力做负功，电势能增加，D 错误.答案：C2.yI如图所示，在两个等量负点电荷形成的电场中，0 点是两电荷连线的中点，a、b是该线上的两点，c、d 是两电荷连线中垂线上的两点，acbd 为一菱形.若将一负粒子 （不计重力且不影响原电场分布）从。点匀速移动到 d 点，电场强度用 E、电势用表示.则 下列说法正确的是（）A .脸一定小于（o，相一定大于4cB . Ea一定大于 E

3、o， Eo一定大于 EcC.负粒子的电势能一定先增大后减小D .施加在负粒子上的外力一定先减小后增大解析：由沿着电场线电势降落可知4c404,A 项错误，0 点合场强为零，故 EaE0， EcEo，B 项错误；负粒子在电势低处电势能大，在电势高处电势能小，可判断出C 项正确；粒子沿 cd 匀速移动，受力乎衡，外力在大小上等于其所受的静电力，而沿cd方向，电场强度大小无法判断，因此外力如何变化无法得知，故D 项错误.答案：C3.如图所示，长为 L、倾角为B的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+ q、质 量为m 的小球以初速度 vo从斜面底端 A 点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端 B 点时， 速

4、度仍为V。，则（）A 小球在 B 点的电势能一定大于在 A 点的电势能B A、B 两点间的电势差一定等于mgLSi nc 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度最大值一定为D 若该电场是由放置在 C 点的点电荷 Q 产生，则B为 45解析：小球从 A 运动到 B 的过程中，重力势能增加，电势能减小，则小球在 的电势能一定小于小球在12=qmvo 到达 B 点时小球速度仍为为零小球的重力沿斜面向下的分力为mgsinB时，电场力最小，场强最小，又电场力是mgLsin电场强度的最大值不能确定，故 c 错误；若该电场是由放置在 c 点的点电 荷 Q 产生且A45 A、B 两点的电势相等，小球从 A 运动

5、到 B 电势能不变，与上面 分析矛盾，故 D错误.答案：B4.P (0V/如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心 0,下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（）A 0 点的电场强度为零，电势最低B 0 点的电场强度为零，电势最高C从 0 点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高D 从 0 点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低mgqB 点A 点的电势能，故 A 错误；根据动能定理得：mgLsin9+qUAB；mv 社 0,得到：UAB=mgLj5in，故 B 正确；若电场是匀强电场，电场力恒定，V0，故小球做匀速直线运动，电场力与重力、支持力的合力mgs

6、 in9,则当电场力沿斜面向上，大小为 F：F = Eq，贝 U 该电场的场强的最小值一定解析：圆环上均匀分布着正电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在 0 点产生的 场强抵消，合场强为零.圆环上各电荷产生的电场强度在 x 轴 0 点左侧有向左的分量， 在 x 轴 0 点右侧有向右的分量，根据电场的叠加原理可知， x 轴上 0 点左侧电场强度方向向左，x 轴上 O 点右侧电场强度方向向右，根据顺着电场线方向电势降低，可知 在 x 轴上 O 点的电势最高，故 A 错误，B 正确；O 点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从 0 点沿 x 轴正方向，场强应先增大后减小从 0 点沿 x 轴正方向的电场

7、强 度方向向右，电势降低，故 C、D 错误.答案：B5.2 22m g mgA B2q2BB2q2解析：由液滴能到达在 A 点有两个方向分别沿分速度产生的洛伦兹力与液滴受到的重力平衡，即沿 x 轴正方向、速度大小为 V 的匀速直线运动与速率为 V 的匀速圆周运动的合运动（滚 轮线运动）.液滴垂直 y 轴穿出磁场，则液滴在 C 点的速度大小为 2v，0C = 2R,其中一mv2R 为液滴的匀速圆周分运动的轨迹半径，由 qvB=-，解得 OC=答案：A6.如图 1 所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为 L,其间有竖直向下的匀强 磁场，磁感应强度为 B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从 t

8、 = 0 时刻起，棒 上有如图 2所示的持续交变电流 I，周期为 T，最大值为 Im，图 1 中 I 所示方向为电流 正方向.则金属棒（）,1右如图所示，在直角坐标系 xOy 的第三象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感 应强度为 B.质量为 m、电荷量为 q 的带电液滴从 x 轴上的 A 点在重力作用下由静止 进入第三象限，液滴最后垂直 y 轴从 C 点穿出，重力加速度为 g，则 0C 长度为（）2mgmgoC.B2q2D.2B2q2y 轴可知，液滴带正电.液滴在 A 点速度为零，不妨设液滴x 轴正、负方向，大小均为 V 的分速度，且沿 x 轴正方向的qvB= mg，液滴在磁场中的运动为，选

9、项 A 正确.A .一直向右移动B .速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D .受到的安培力在一个周期内做正功解析：由左手定则可知，金属棒一开始向右做匀加速运动，当电流反向以后，金属棒开始做匀减速运动，经过一个周期速度变为 0,然后重复上述运动，所以选项 A、B 正确；安培力 F = BIL，由题中图象可知前半个周期安培力水平向右，后半个周期安培力水平向左，不断重复，选项 C 正确；一个周期内，金属棒初、末速度相同，由动 能定理可知安培力在一个周期内不做功，选项D 错误.答案：ABC7.如图所示，一质量为 m、电荷量为 q 的小球用长为 L 的细线悬挂在水平向右的匀 强电场中，

10、小球静止于 A 点，此时悬线与竖直方向夹角为A30.现用力将小球拉到最 低点 C 处并由静止释放，释放的同时加上一个垂直纸面向里的匀强磁场，不计空气阻 力，重力加速度为 g，小球运动过程中细线始终伸直，则（）A 匀强电场的电场强度大小为：3；gB 小球将在 A、C 间往复摆动C 小球回到 C 点时，细线张力将大于 mg1D .小球从 C 点向右摆到最咼点的过程，电势能减少量为？mgL解析：小球在 A 点受重力、水平向右的电场力及线的拉力作用而处于平衡状态， 则有tanAg，所以 E=迟 f，A 对；小球向右摆动过 A 点时速度最大，小球将以 A 为中间位置，以C 为最大振幅位置往复摆动，B 错

11、；小球回到 C 点时速度为 0,细线 中张力等于小球重力，C错；洛伦兹力不做功，由动能定理知 W电一 mgL（1 -cos2 = 0,1解得小球从 C 点向右摆到最咼点的过程，电势能减少量W电=2mgL，D 对.答案：AD二、计算题（本大题共 3 小题，共 44 分.需写出规范的解题步骤）8如图甲所示，电荷量为 q= 1X10-4C 的带正电的小物块置于粗糙绝缘水平面上， 所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度 E 的大小与时间的关系如图乙所示， 物块运动速度与时间 t 的关系如图丙所示，取重力加速度 g = 10 m/s2.求：LE/( x 1O*N-Cl)31-3-2一-i2-p-1

12、f、1 -:17 ：:1 !/ ： 拌甘*母花舟金曲丼甘H軒鼓甘甘痒車丰NNQI2O1 21甲乙丙前 2 s 内电场力做的功；（2）物块的质量.1解析：（1）01 s 内的位移 X1= 2Vt1= 1 m12 s 内的位移 X2= vt2= 2 mW1= qE1X1= 3 JWz= qE2X2= 4 J前 2 s 内电场力做的功W=Wi+W2=7 J(2)01 s 内的加速度 a =百=2 m/s2qEi Ff= ma12 s 内物体匀速运动，有 F 匸 qE2得 m= 0.5 kg.答案：(1)7 J (2)0.5 kg9如图所示，ABCD 为固定在竖直平面内的轨道，AB 段平直倾斜且粗糙，

13、BC 段 是光滑圆弧，对应的圆心角9=53半径为 r，CD 段平直粗糙，各段轨道均平滑连接，一 1在 D 点右侧固定了一个4圆弧挡板 MN，圆弧半径为 R,圆弧的圆心也在 D 点倾斜轨 道所在区域有场强大小为 E =号方向垂直于斜轨向下的匀强电场一个质量为 m、5q电荷量为 q 的带正电小物块(视为质点)在倾斜轨道上的 A 点由静止释放，最终从 D 点 水平抛出并击中挡板.已知 A、B 之间的距离为 2r，斜轨与小物块之间的动摩擦因数1 、为 尸 1，设小物块的电荷量保持不变，重力加速度为g，sin53 0.8, cos53= 0.6.求:(1) 小物块运动至圆轨道的 C 点时对轨道的压力大小

14、；(2) 改变 AB 之间的距离和场强 E 的大小，使小物块每次都能从 D 点以不同的速度 水平抛出并击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值.1解析：(1)小物块由 A 到 B 过程由动能定理，得：mgsi n92r(j(mgcos9+qE)2r =q2mvB小物块由 B 到 C 过程由机械能守恒定律，得：122mgr(1cos9)=Qmvc2mvB解得：vc= ” 5gr在 C 点由牛顿第二定律，得：2vcFN mg= mr13解得：FN= 5 mg由牛顿第三定律可得，在 C 点小物块对圆轨道的压力大小为 FN=mg(2)小物块离开 D 点后做平抛运动，得：水平方向：12竖直方向

15、：y= ?gt而：x2+ y212小物块平抛过程机械能守恒，得：mgy= Ek Qmvo由以上四式解得 Ek二呼+3m 严由数学中的均值不等式可知：mgR23mgy .3Ek 2 4y 4 二 2mgR故小物块动能的最小值为 Ekmin= ?mgR.答案：（Dlmg （2）爭 mgR10.如图所示，在 xOy 平面内，以 O1（O, R）为圆心、R 为半径的圆形区域内有垂 直平面向里的匀强磁场 B1， x 轴下方有一直线 ab， ab 与 x 轴相距为 d， x 轴与直线 ab 间区域有平行于 y 轴的匀强电场 E，在 ab 的下方有一平行于 x 轴的感光板 MN，ab 与 MN 间区域有垂直

16、于纸平面向外的匀强磁场 B2.在 0Wy2R 的区域内，质量为 m 的电 子从圆形区域左侧的任何位置沿 x 轴正方向以速度 V0射入圆形区域，经过磁场 B1偏转 后都经过 O 点，然后进入 x 轴下方.已知 x 轴与直线 ab 间匀强电场场强大小 E = 3mv，MN 上，MN 与 ab 板间的MN 上, MN 与 ab 板间的最O 点到 MN 板，运动时间解析：（1）所有电子射入圆形区域后做圆周运动，轨道半径大小相等，设为 r，当从位置 y= R 处射入的电子经过 O 点进入 x 轴下方，贝U：r= R2V0/口mv0evoB1= m；，解得 B1=京x=vot（2）若要求从所有不同位置出发

17、的电子都不能打在感光板 最小距离 hi是多大？若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板 大距离 h2是多大？当 MN 与 ab 板间的距离最大时，电子从 长是多少？设电子经电场加速后到达 ab 时速度大小为 v,电子在 ab 与 MN 间磁场做匀速 圆周运动轨道半径为 ri,沿 x 轴负方向射入电场的电子离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成B角，则mvvo仁 eB2,cos0=v如果电子在 O 点以速度 vo沿 x 轴负方向射入电场，经电场偏转和磁场偏转后，不 能打在感光板上，则所有电子都不能打在感光板上恰好不能打在感光板上的电子在磁场中的圆轨道圆心为 02，如图甲所示.则感光板与 ab 间的最小距离hi=ri+ricos0v=2vo，ri=2d， 0=60 解得 hi= 3d(3)如果电子在 O 点沿 x 轴正方向射入电场，经电场偏转和磁场偏转后，能打在感 光板上，则所有电子都能打在感光板上.恰好能打在感光板上的电子在磁场中的圆轨道圆心为 O3,如图乙所示.