2020届高考物理专题-第7讲限时规范训练-Word版含解析.docx

(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共9个小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中，第15题只有一个选项符合要求，第69题有多项符合要求)1(2021高考安徽卷)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A向上B向下C向左 D向右解析：选B.综合应用磁场的叠加原理、左手定则和安培定则解题由安培定则分别推断出四根通电导线在O点产生的磁感应强度的方向，再由磁场的叠加原理得出O点的合磁场方向向左，最终由左手定则可推断带电粒子所受的洛伦兹力方向向下，故选项B正确2(2021高考上海卷)两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则()Aa处为正电荷，qaqbCa处为负电荷，qaqb解析：选B.图为异种点电荷的等势面分布，又知AB，因此a处为正电荷，b处为负电荷，等势面密集处靠近b电荷，故qaqb，选项B正确3(2022渭南质检)一带正电的粒子在电场中做直线运动的vt图象如图所示，t1、t2时刻分别经过M、N两点，己知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列推断正确的是()A该电场可能是由某正点电荷形成的BM点的电势高于N点的电势C从M点到N点的过程中，电势能渐渐增大D带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力解析：选C.由vt图象可知：该粒子做的是匀减速直线运动，则粒子所处电场为匀强电场选项A、D错误：由于粒子带正电，正电荷受力方向跟该点场强方向相同，因沿着电场线方向电势降低，故M点的电势小于N点的电势，选项B错误；从M点到N点，电场力做负功，电势能增加，选项C正确4美国物理学家密立根通过争辩平行板间悬浮不动的带电油滴，比较精确地测定了电子的电荷量如图，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电现有一质量为m的带电油滴在极板中心处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则()A油滴带正电B油滴带电荷量为C电容器的电容为D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动解析：选C.由题意知油滴受到的电场力竖直向上，又上极板带正电，故油滴带负电荷，设油滴带电荷量为q，则极板带电荷量为Qkq，由于qEmg，E，C，解得q，C，将极板N向下缓慢移动一小段距离，U不变，d增大，则场强E减小，重力将大于电场力，油滴将向下运动，只有选项C正确5(2022湖北省荆门市调考)空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示规定B0时，磁场的方向穿出纸面一电荷量q5107 C、质量m51010 kg的带电粒子，位于某点O处，在t0时以初速度v0 m/s沿某方向开头运动不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响则在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于()A m/s B. m/sC2 m/s D2 m/s解析：选C.带电粒子在磁场中的运动半径为r0.01 m，周期为T0.02 s，作出粒子的轨迹示意图如图所示，所以在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内，由平均速度的定义式v m/s2 m/s，即C选项正确6(2022苏北四市三调)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即Ikt，其中k为常数，金属棒与导轨始终垂直且接触良好下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是()解析：选BD.依据电流方向和左手定则可推断金属棒MN所受安培力方向垂直纸面对里，以金属棒为争辩对象，由牛顿其次定律有mgfma，而滑动摩擦力fFBILBLkt，化简得agt，所以D正确；因vt图象的斜率表示加速度，结合金属棒的运动状况和加速度的表达式可知，金属棒先做加速度渐渐减小的加速运动，然后做加速度渐渐增大的减速运动，选项B正确7(2022湖南省六校联考)如图，一个由绝缘材料做成的圆环水平放置，O为圆心，一带电小珠P穿在圆环上，可沿圆环无摩擦的滑动在圆环所在的水平面内有两个点电荷Q1、Q2分别位于A、B两点，A点位于圆环内、B点位于圆环外，O、A、B三点位于同始终线上现给小珠P一初速度，P沿圆环做匀速圆周运动则以下推断正确的是()AQ1与Q2为异种电荷B对于由Q1、Q2产生的电场，在圆环上电势处处相等C对于由Q1、Q2产生的电场，在圆环上电场强度处处相等D小珠P运动过程中对圆环的弹力大小处处相等解析：选AB.由于P沿圆环做匀速圆周运动说明P所受电场力肯定沿圆环半径指向圆心，所以Q1与Q2为异种电荷，选项A正确；对于由Q1、Q2产生的电场，在圆环上电势处处相等，但电场强度方向处处不相同，选项B正确、C错误由于P沿圆环做匀速圆周运动小珠P运动过程中所受合外力大小相等，对圆环的弹力大小处处不相等，选项D错误8(2021高考天津卷)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点一带负电的摸索电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则()Aq由A向O的运动是匀加速直线运动Bq由A向O运动的过程电势能渐渐减小Cq运动到O点时的动能最大Dq运动到O点时电势能为零解析：选BC.两个等量正点电荷形成的电场不是匀强电场，在中垂线MN上由无穷远到O点电场强度先增大后减小，电荷q所受电场力为变力，q将做变加速直线运动，A项错误因q所受电场力方向指向O点，所以q由A向O运动过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，B、C项均正确因O点电势大于零，故q在O点时的电势能不为零，D项错误9. (2022江西省景德镇高三二检)如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，A60，AOa.在O点放置一个粒子源，可以向各个方向放射某种带负电粒子，粒子的比荷为q/m，放射速度大小都为v0，且满足v0，放射方向由图中的角度表示对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是()A粒子有可能打到A点B以60飞入的粒子在磁场中运动的时间最短C以30飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D在AC边界上只有一半区域有粒子射出解析：选AD.粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径ra，当粒子以0飞入磁场区域时，最终将从AC边的中点射出，随着的增大，粒子在AC边上的出射点将向A点靠拢，当60飞入时粒子将从A点射出磁场区域，选项AD正确；粒子的速度大小都相等，在磁场中做圆周运动的轨迹弧长越小，运动时间越短，过O点做AC边的垂线，找出垂足位置，当粒子从该垂足位置射出时粒子在磁场中的运动时间最短，选项B错误；以30飞入的粒子在磁场中运动轨迹圆弧的长度不同，运动时间不相等，选项C错误二、计算题(本题共3个小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10(15分)(2021高考安徽卷)如图所示的平面直角坐标系xOy，在第象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面对里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h，0)点进入第象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第象限，且速度与y轴负方向成45角，不计粒子所受的重力求：(1)电场强度E的大小；(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值解析：带电粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，射出磁场后做匀速直线运动(1)带电粒子在电场中从P到a的过程中做类平抛运动水平方向上：2hv0t竖直方向上：hat2由牛顿其次定律得a由式联立，解得E(2)粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度为vyat由式得vyv0而vxv0粒子到达a点的速度vav0设速度方向与x轴正方向的夹角为，则tan 1，45即到a点时速度方向指向第象限与x轴正方向成45角(3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，有qvBm由此得R从上式看出，R，当R最大时，B最小由题图可知，当粒子从b点射出磁场时，R最大由几何关系得RmaxL将代入式得B的最小值为Bmin.答案：(1)(2)v0方向指向第象限与x轴正方向成45角(3)11(15分)如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏现有一电荷量为q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求：(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间；(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan ：(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x.解析：(1)依据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入到打到屏上所用的时间t.(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，依据牛顿其次定律，粒子在电场中的加速度为：a所以vya所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tan .(3)设粒子在电场中的偏转距离为y，则ya又xyLtan 解得：x.答案：(1)(2)(3)12(16分)(2022河南郑州市模拟)如图所示，中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上下两部分，上部分布满垂直于纸面对外的匀强磁场，下部分布满垂直于纸面对内的匀强磁场，磁感应强度皆为B.一质量为m，带电量为q的带正电粒子从P点进入磁场，速度与边MC的夹角30.MC边长为a，MN边长为8a，不计粒子重力求：(1)若要该粒子不从MN边射出磁场，其速度最大值是多少？(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场，其在磁场中的运行时间最短是多少？解析：(1)设该粒子恰好不从MN边射出磁场时的轨迹半径为r，则由几何关系得rcos 60r，解得ra又由qvBm，解得最大速度为(2)粒子每经过分界线PQ一次，在PQ方向前进的位移为轨迹半径R的倍设粒子进入磁场后第n次经过PQ线时恰好到达Q点有nR8a且R4.62n所能取的最小自然数为5粒子做圆周运动的周期为T粒子每经过PQ分界线一次用去的时间为tT粒子到达Q点的最短时间为 tmin5t答案：(1)(2)