新高考物理二轮复习 电场磁场专项练习4

2022届新高考二轮复习电场、磁场专项练习4（解析版）

1.如图所示，一质量为加、电荷量为4（4>0）的粒子以速度％从MN连线上的P点水平向右

射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知用N与水平方向成45。角，粒子的重力可

以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时（）

M

"。p

产、》匕

.、一还、，

N*

机为公

正。

P点的距离为厶包由D.速度方向与竖直方向的夹角为30。

qE

2.如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力

作用下的运动轨迹，设"点和N点的电势分别为小八（pN,粒子在M和N时加速度大小分

别为时、用，速度大小分别为山、%，电势能分别为综,“、EM，。下列判断正确的是（）

a

A.vM<vN,ciM<aNB.vM<vN,（pM<（pNC.9M<%，耳”<练'D."M<N，纥“<EpN

3.如图，带电粒子P所带的电荷量是带电粒子。的5倍，它们以相等的速度％从同一点出

发，沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场，分别打在M、N点,若OM=MN,则P和

。的质量之比为（不计重力）（）

A.2:5B.5:2C.4:5D.5:4

4.如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达8板的速度为v,保持两板间电压不

变,则（）

A.当减小两板间的距离时,速度v增大

B.当减小两板间的距离时,速度v减小

C.当减小两板间的距离时,速度丫不变

D.当减小两板间的距离时,电子在两板间运动的时间变长

5.如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为机、电荷量为q的带负

电的粒子（不计重力）以初速度%由小孔水平射入电场，当〃、N间的电压为U时，粒子

刚好能到达N板。如果要使这个带电粒子到达M、N两板中线位置处即返回，则下述措施

能满足要求的是（）

+-

g%

MN

丄

2

M、N间的电压提高到原来的4倍

M、N间的电压加倍

丄，同时M、N间的电压加倍

d,极板分别与电池两极相连，上极板中心有一个小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）.

小孔正上方g处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并

在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上移动鸟，则仍从尸点开始下落的相同

粒子将（）

Tf

y等处返回

7.如图，两平行金属板与水平地面成2a角，在平行金属板间存在着匀强电场，CD是两板间

一条垂直于板的直线，竖直线EF与C。交于。点，一个带电小球沿着NFOD的角平分线从

A点经。点向8点做直线运动，重力加速度为g。则在此过程中，下列说法正确的是（）

geosa

8.如图所示，带电平行金属板A、B,板间的电势差为U,板间距离为d,A板带正电，8板

中央有一小孔。一带正电的微粒，电荷量为生质量为，“，自孔的正上方距板高厶处自由下

落，若微粒恰能落至4B板的正中央c点，不计空气阻力，则（）

A.微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小

”际（〃+9，电场力做功为-qu

C.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为;qu

8板高1.5〃处自由下落，则恰好能达到A板

9.如图所示，矩形区域A8C。内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子。和匕以相同

的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从8c的中点P射出，粒子6由48的中点。

射入，从顶点C射出。若不计重力，则。和b的比荷之比是（）

A.1:2B.2:lC.l:8D.8:l

10.如图所示，两平行金属板相距为/电势差为U,一电子质量为加，电荷量为e,从。点

沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，0A=〃，此电子具有的初动能是（）

-eUh

B.edUhD.-^-

U

11.两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图所示。带正电的

粒子流由电场区域的一端M射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N射

出，由此可知（不计粒子重力）（）

A.若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等

B.若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的速度一定相等

C.若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速度一定相等

D.若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等

12.如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为厶板间距离为d,在距板右端厶处有

一竖直放置的光屏例。一电荷量为外质量为根的质点从两板中央水平射入板间，最后垂

直打在光屏M上，则下列结论正确的是（）

mg

q

2mg

q

13.如图，圆心为0、半径为R的圆形区域内有一匀强电场，场强大小为E、方向与圆所在

的平面平行。P。为圆的一条直径，与场强方向的夹角6=60。。质量为小、电荷量为+〃的

粒子从P点以某一初速度沿垂直于场强的方向射入电场，不计粒子重力。

（1）若粒子能到达Q点，求粒子在P点的初速度大小％;

（2）若粒子在P点的初速度大小在0~%之间连续可调，则粒子到达圆弧上哪个点电势能变

化最大？求出电势能变化的最大值厶州。

X。），直角坐标系中，三个边长都为2m的正方形如图所示排列，第I象限正方形区域ABOC

中有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为耳，在第H象限正方形COM的对角线CE左

侧CEO区域内有竖直向下的匀强电场，三角形OEC区域内无电场，正方形CENM区域内

无电场。现有一带电荷量为+4、质量为山的带电粒子（重力不计）从AB边上的A点由静

止释放，恰好能通过E点。

（1）求CE。区域内匀强电场的电场强度的大小隹；

（2）保持第（1）问中电场强度不变，若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相

同的带电粒子，要使所有粒子都经过E点，则释放点的坐标值尤、间应满足什么关系？

4亠

（3）若COE区域内的电场强度大小变为七方向不变，其他条件都不变，则在正方

形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有粒子都经过N点，则释

放点的坐标值X、）'间又应满足什么关系？

15.水平面上有一个竖直放置的部分圆弧轨道,A为轨道的最低点，半径04竖直,圆心角AOB

为60。，半径R=0.8m,空间有竖直向下的匀强电场，场强E=lxl0‘N/C。一个质量

机=2kg、电荷量q=-lx10-3c的带电小球，从轨道左侧与圆心。同一高度的C点水平抛

出，恰好从8点沿切线方向进入圆弧轨道，到达最低点A时对轨道的压力入=32.5N。取

g=10m/s2,求：

(1)小球抛出时的初速度%的大小；

(2)小球从B到A的过程中克服摩擦力所做的功％.

答案以及解析

1.答案：C

解析：粒子在电场中做类平抛运动，从P点到再次落到MN连线上，水平位移等于竖直位移,

即3=《•致/，解得，='普，故A选项错误：竖直速度匕=^^=2%,合速度

V=显+*=国'故B选项错误；水平位移X=3=答，竖直位移'=》，故合位移

大小$=伝=迈瓯，故C选项正确;设速度方向与竖直方向的夹角为仇则tanO=F=；,

qEv＞-2

即"30"，故D选项错误。

2.答案：D

解析：本题考查带电粒子在电场中的运动。由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右，因粒子带

负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方向电势降低，可知外＜9M，EpM。N点电

场线比M点密，故场强&＜岛，由加速度知即＜即。粒子若从N点运动到M点,

m

电场力做正功，动能增加，故也＞外。综上所述，选项D正确。

3.答案：D

解析：粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，在平行电场方向做初速度为零的匀加速直线运

动，两粒子的初速度相等，在垂直电场方向上的位移之比为1:2,由/=%r可知运动时间之

比为1:2,由y=产得加速度之比为4:1,根据牛顿第二定律得。=必，因为电荷量之比

2m

为5:1,则质量之比为5:4,故D正确，ABC错误。

4.答案：C

解析：由动能定理得eU=g，*/,当改变两极板间的距离时，U不变，v就不变，故选项

AB错误，C正确；电子在极板间做初速度为零的匀加速直线运动，即/=

当4减小时，v不变，电子在两极板间运动的时间变短，故选项D错误。

5.答案：C

解析：粒子从进入电场到到达N板的过程中，板间的电场强度为E=4，由动能定理得

-qEd=O-±成,解得d=興，设带电粒子离开M板的最远距离为x,则若使初速度减

为原来的;，根据动能定理有解得x=：,故A错误；若电压提高到

原来的4倍，则场强也变为原来的4倍，设带电粒子离开M板的最远距离为石，根据动能

定理有解得占=：,故B错误；同理，若电压提高到原来的2倍，则

场强也变为原来的2倍，设带电粒子离开M板的最远距离为马,根据动能定理有

-夕2%=。-；根4，解得々=g,故C正确；若初速度减少一半，电压加倍，则场强加倍,

设带电粒子离开“板的最远距离为鼻，根据动能定理有-72欧、=0-4风?了，解得$=1,

22o

故D错误。

6.答案：C

解析：开始状态，粒子从静止释放到速度为零的过程，运用动能定理得等=40,将下

极板向上平移?，设粒子运动到距离上极板x处返回，根据动能定理得"贝万+"="可》’

4T

联立两式解得x=即粒子将在距上极板;d处返回，故选项C正确。

7.答案：D

解析：一个带电小球沿着NFO。的角平分线从4点经。点向B点做直线运动，则小球所受

合外力沿着AB方向，又由于小球受重力，则所受电场力的方向由。指向。，由于此电场的

方向未知，则小球的电性不确定，选项A错误；可知小球做匀减速直线运动，选项B错误;

由题图可知，由于是角平分线，所以电场力与重力大小相等，有2mgeosa=ma,得

a=2gcosa,选项C错误；小球受到的重力和电场力做的功相同，可知小球重力势能的增

加量等于电势能的增加量，选项D正确。

8.答案：C

解析：下落过程中，微粒的速度先增大后减小，故动能先增大后减小，重力势能逐渐减小，

A错误。微粒在下落过程中，重力做功为相+电场力做功为

B错误。微粒落入电场中，电场力做功-gqU,电势能增加量为gqU,C正确。设微粒从

距8板高”处自由下落时，恰好能到达A板，根据动能定理，有

mg^h+^-^qU=O,mg（h'+d）-qU=0,则=D错误。

9.答案：D

解析：两粒子在电场中均做类平抛运动，沿初速度方向，有x=%f,垂直于初速度方向，有

y=^-—t2,即》=华之，则有还色=与咅=8：1,D项正确。

2m2m疋mamhxaxb

10.答案：D

解析：电子从。点运动到A点，因受静电力作用，速度逐渐减小。电子仅受静电力，根据

动能定理得亠欣=可3。因£=乌,厶=励=半，故：〃琢=学。所以D正确。

2adid

11.答案：C

解析：由题图可知，粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由夕后=相匚得

r

r=*r、E为定值，若q相等则机/一定相等，但质量，"或速度丫不一定相等；若纟

qEm

相等，则速度V一定相等，故C正确。耳=!，〃/=14卧,且相等，粒子的动能不一定相等。

22m

12.答案：B

解析：根据题意应考虑质点受到的重力。分析题意可知，质点在平行金属板间轨迹应向上偏

转，飞岀电场后轨迹向下偏转，才能垂直打到光屏M上。对质点的运动进行分解，在水平

方向上质点做匀速直线运动，又因质点在板间运动的水平位移与它从板的右端运动到光屏的

水平位移相等，故质点在板间的运动时间等于它从板的右端运动到光屏的时间，D错误；质

点在板间运动过程中受到重力和电场力作用，故质点在板间运动时动能的增加量等于重力和

电场力做的功之和，C错误；质点最后垂直打在光屏M上，即末速度水平，则质点在板间

运动时在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，质点从板的右端运动到光屏的过程中在竖

直方向上做末速度为零的匀减速运动，又因做匀加速运动的时间与做匀减速运动的时间相

等，故做匀加速运动的加速度大小与做匀减速运动的加速度大小相等，故qE_mg=mg,

得E=3空，B正确，A错误。

q

13.答案：（1）卩対

V2m

（2）圆形最低点；-等

解析：(1)粒子做类平抛运动，设粒子从P点运动到。点的时间为3加速度为。，有

2/?sin6=%，①

2Rcos8=—(2)

2

由牛顿第二定律得：Eq=ma③

由①②③解得％=,但更④

V2m

(2)粒子在电场中运动电场力做功为

W=qEd⑤)

AEp=-W=-qEd⑥

则粒子到达图中圆形最低点A时电势能变化量最大

而d=R+Rcos6⑦

由⑥⑦解得△[=-萼⑧

14.答案：(1)4£0

(2)y=x

(3)y=3x-4m

解析：(1)设带电粒子出第I象限电场时速度为v,在第I象限电场中加速运动时，根据动

能定理得当"=；相声，其中L=2m,

要使带电粒子通过E点，在第H象限电场中偏转时，其竖直方向位移为L

且水平方向位移L=vt,

则厶=丄.2血j丄1,

2m\v)

解得耳=4号

(2)设坐标为(x,y),带电粒子出第I象限电场时速度为匕，在第I象限电场中加速运动时,

根据动能定理得Ettqx=；"诉，

要使带电粒子过E点，在第II象限电场中偏转时，

竖直方向位移为y,因NCEO=45。，则水平方向位移也为y,

则y=；.坐闾,

2m\vx]

解得y=x

(3)如图所示为其中一条轨迹图，带电粒子从OE出电场时与。E交于Q,进入C£»E电场

后，初速度延长线与OE交于G,出电场时速度的反向延长线与初速度延长线交于P