2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（4）

这是一份2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（4），共11页。试卷主要包含了单选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（4）
一、单选题1.如图所示，一质量为m、电荷量为的粒子以速度从连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时(   )
 A.所用时间为  B.速度大小为C.与P点的距离为 D.速度方向与竖直方向的夹角为30°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M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是(   )
 A. B. C. D.3.如图，带电粒子P所带的电荷量是带电粒子Q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，分别打在点，若，则P和Q的质量之比为（不计重力）(   )A.2:5 B.5:2 C.4:5 D.5:44.如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B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v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，是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为m、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两板中线位置处即返回，则下述措施能满足要求的是(   )A.使初速度减小为原来的B.使间的电压提高到原来的4倍C.使间的电压加倍D.使初速度减小为原来的，同时间的电压加倍6.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为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，则仍从P点开始下落的相同粒子将(   )
 A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板处返回 D.在距上极板处返回7.如图，两平行金属板与水平地面成角，在平行金属板间存在着匀强电场，是两板间一条垂直于板的直线，竖直线与交于O点，一个带电小球沿着的角平分线从A点经O点向B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(   )
 A.小球一定带负电  B.小球可能做匀加速直线运动C.小球的加速度大小为 D.小球重力势能的增加量等于电势能的增加量8.如图所示，带电平行金属板，板间的电势差为U，板间距离为板带正电，B板中央有一小孔。一带正电的微粒，电荷量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由下落，若微粒恰能落至板的正中央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B.微粒在下落过程中重力做功为，电场力做功为C.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为D.若微粒从距B板高处自由下落，则恰好能达到A板9.如图所示，矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从的中点P射出，粒子b由的中点O射入，从顶点C射出。若不计重力，则a和b的比荷之比是(   )
 A.1:2 B.2:1 C.1:8 D.8:110.如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，，此电子具有的初动能是(   )
 A. B. C. D.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L，板间距离为d，在距板右端L处有一竖直放置的光屏M。一电荷量为q、质量为m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(   )
 A.板间的电场强度大小为B.板间的电场强度大小为C.质点在板间运动时动能的增加量等于电场力做的功D.质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间二、计算题13.如图，圆心为O、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。为圆的一条直径，与场强方向的夹角。质量为m、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。14.在直角坐标系中，三个边长都为2 m的正方形如图所示排列，第Ⅰ象限正方形区域中有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为，在第Ⅱ象限正方形的对角线左侧区域内有竖直向下的匀强电场，三角形区域内无电场，正方形区域内无电场。现有一带电荷量为、质量为m的带电粒子（重力不计）从边上的A点由静止释放，恰好能通过E点。
 （1）求区域内匀强电场的电场强度的大小；
（2）保持第（1）问中电场强度不变，若在正方形区域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，则释放点的坐标值间应满足什么关系？（3）若区域内的电场强度大小变为，方向不变，其他条件都不变，则在正方形区域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，半径竖直，圆心角为60°，半径，空间有竖直向下的匀强电场，场强。一个质量、电荷量的带电小球，从轨道左侧与圆心O同一高度的C点水平抛出，恰好从B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。取，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。  参考答案1.答案：C解析：粒子在电场中做类平抛运动，从P点到再次落到连线上，水平位移等于竖直位移，即，解得，故A选项错误；竖直速度，合速度，故B选项错误；水平位移，竖直位移，故合位移大小，故C选项正确；设速度方向与竖直方向的夹角为θ，则，即，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。N点电场线比M点密，故场强，由加速度知。粒子若从N点运动到M点，电场力做正功，动能增加，故。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，由可知运动时间之比为1:2，由得加速度之比为4:1，根据牛顿第二定律得，因为电荷量之比为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，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d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，由动能定理得，解得，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，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，根据动能定理有，解得，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，根据动能定理有，解得，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M板的最远距离为，根据动能定理有，解得，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，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，联立两式解得，即粒子将在距上极板处返回，故选项C正确。7.答案：D解析：一个带电小球沿着的角平分线从A点经O点向B点做直线运动，则小球所受合外力沿着方向，又由于小球受重力，则所受电场力的方向由O指向D，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，得，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，电场力做功为，B错误。微粒落入电场中，电场力做功，电势能增加量为，C正确。设微粒从距B板高处自由下落时，恰好能到达A板，根据动能定理，有，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，垂直于初速度方向，有，即，则有，D项正确。10.答案：D解析：电子从O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。因，故。所以D正确。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，由得。为定值，若q相等则一定相等，但质量m或速度v不一定相等；若相等，则速度v一定相等，故C正确。相等，粒子的动能不一定相等。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，飞出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，得，B正确，A错误。13.答案：（1）（2）圆形最低点；解析：（1）粒子做类平抛运动，设粒子从P点运动到Q点的时间为t，加速度为a，有
①
②
由牛顿第二定律得：③
由①②③解得④
（2）粒子在电场中运动电场力做功为
⑤
⑥
则粒子到达图中圆形最低点A时电势能变化量最大
而⑦
由⑥⑦解得⑧14.答案：（1）（2）（3）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，其中，
要使带电粒子通过E点，在第Ⅱ象限电场中偏转时，其竖直方向位移为L，
且水平方向位移，
则，
解得
（2）设坐标为，带电粒子出第I象限电场时速度为，在第I象限电场中加速运动时，
根据动能定理得，
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，则水平方向位移也为y，
则，
解得
（3）如图所示为其中一条轨迹图，带电粒子从出电场时与交于Q，进入电场后，初速度延长线与交于G，出电场时速度的反向延长线与初速度延长线交于P点，设在第I象限出发点的坐标为，

由图可知，在中带电粒子的水平位移为y，
设偏转位移为，
在第Ⅰ象限电场中有，，
则，
而，
其中，
联立解得。15.答案：（1）（2）解析：（1）小球抛出后从C到B过程中受重力和竖直向上的电场力，做类平抛运动，则，
解得小球的加速度
C与B的高度差
设小球到B点时竖直分速度为，则，解得小球到B点时竖直分速度
小球在B点时，速度方向与水平方向夹角为60°，则
解得小球抛出时的初速度。
（2）小球在B点时，，则
小球在A点时，轨道对小球的支持力，则
，解得
小球从B到A过程，由动能定理得

解得小球从B到A的过程中克服摩擦力所做的功。