高三物理电场与磁场模块专题信息题检测试卷

准兑市爱憎阳光实验学校电场与磁场模块专题信息题检测试卷
三中 陈继芳 120分 时间：90分钟
第 I 卷 〔选择题48分〕
一、本大题共12小题，每题4分，共48分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1、图中虚线a 、b 、c 代表电场中的三条势线，相邻两势线之间的电势差相，实线为一带正电的微粒仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，P 、Q 相比下面
说法正确的选项是．．．．．．
〔 〕
A ．P 点的电势较高
B ．带电微粒通过P 点时的加速度较大
C ．带电微粒通过P 点时动能较大
D ．带电微粒在P 点时的电势能较大
2、如下图，在两个电量都为+Q 的点电荷A 、B 的连线上有a 、c 两点，在连线的中垂线上有b 、d 两点，a 、b 、c 、d 都与连线的中点o 距。

那么
〔 〕
A ．a 点场强与c 点场强相同
B ．b 点电势小于o 点电势
C ．负电荷q 在o 点电势能大于a 点电势能
D ．负电荷q 在o 点电势能大于b 点电势能
3、．如下图，宽h=2cm 的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，假设粒子在磁场中做匀速圆周运动的
轨道半径均为
r =5cm ，那么〔 〕
A ．右边界：-4 cm<y<4 cm 有粒子射出
B ．右边界：y>4 cm 和y ＜-4 cm 有粒子射出
C ．左边界：y>8 cm 有粒子射出
D ．左边界：0<y<8 cm 有粒子射出
4、如下图，光滑绝缘的水平面上M 、N 两点分别放有质量相同的A 、B 两带有量异号电荷金属球，两球在瞬间同时受到大小相的冲量后相向运动，相碰后返回．设碰撞过程没有机械能损失，那么在两球返回到M 、N 两点时〔 〕 A ．两球的动量相同 B ．两球的
动能相同 C ．两球的总机械能于刚开始运动时的
总机械能
D ．两球的总机械能小于刚开始运动时的总机械能
5、如图两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面．现将质量相同的两个带量负电荷的小球〔小球半径远小于碗的半径〕，分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别沿圆弧通过碗的最低点时：〔 〕
A ． 不加电场时，两小球的速度大小相，假设
加向上的匀强电场时，速度大小仍相
A B
· 。

。

a
c b d
o A
B
B ． 不加电场时，两小球的机械能大小相，假设加向上的匀强电场时，机械
能大小仍相
C ． 不加电场时，两小球对碗底的压力大小相，假设在球心处加一相同的点
电荷，压力大小不再相
D ． 不加电场时，两小球对碗底的压力大小相，假设加向上的匀强电场时，
压力仍大小相
6、如图，用细丝线悬挂的带有正电荷的小球，质量为m ，处在水平向右的匀强电场中，在电场力作用下，小球由最低点开始运动，
经过b 点后还可以再向右摆动。

如用ΔE 1表示重力势能的增量,用ΔE 2表示电势能的增量,用
ΔE 表示
二者之和(ΔE =ΔE 1 +ΔE 2 ),那么在小球由a 摆到b 这一过程中,以下关系式正确的选项是：〔 〕
A. ΔE 1 >0 ΔE 2<0 ΔE<0
B. ΔE 1>0 ΔE 2<0 ΔE=0
C. ΔE 1 <0 ΔE 2<0 ΔE<0
D. ΔE 1 >0 ΔE 2<0 ΔE>0
7、．构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面．自动充电式电动车就是很好的一例. 将电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，当电动车自动滑行时，就可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．现有某人骑车以500J 的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭充电装置，让车自由滑行，其动能随
位移变化关系如图线①所示；第二次启动充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，
那么第二次向蓄电池所充的电能是
〔 〕
A ．200J
B ．250J
C ．300J
D ．500J 8、如下图，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球．在水平拉力F 作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处
飞出，关于带电小球及其
在离开试管前的运动，以下说法中正确的选项是 〔 〕
A ．小球带负电
B ．小球运动的轨迹是抛物线
C ．洛伦兹力对小球做正功
D ．维持试管匀速运动的拉力F 逐渐增大 9、矩形导线框abcd 固在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规磁场的正方向垂直纸面向里，磁感强度B 随时间变
化的规律
如下图．假设规顺时针方向为感电流I 的正方向，以下各图中正确的选项是〔 〕
＋
＋
b
v o
a E
500 250
6
10
E k /J
O x /m
① ②
B
F
D
U O
－U 0
r
r 1
r 2
A U O
－U 0
r
r 2
r 1
B
U O
－U 0
r
r 1
r 2
C
U
O
U 0
r r 1 r 2 10、如图，一质量为m 的物块带正电Q ，开始时让它静止在倾角︒=60θ的固光滑斜面顶端，整个装置放在大小为Q
mg
E 3=
、方向水平向左的匀强电场中，斜面高为H ，释放物块后，物块落地时的速度大小为 A ．gH 2 B ．
gH 2
5
C ．gH 22
D ．gH )32(+
11、.两只相同的带电金属小球，它们的大小跟它们间的距离相比可以忽略不计。

它们间的库仑力大小为F 。

假设将这两只小球接触一下后再放回原处，这时测得它们间的库仑力变大。

以下说法中正确的选项是 〔 〕 A.这两只金属小球原来带的一是同种电荷 B.这两只金属小球原来带的一是异种电荷 C.这两只金属小球原来带的可能是异种电荷 D.这两只金属小球原来带电的电荷量一相
12、质子和中于是由更根本的粒子即所谓“夸克〞组成的．两个强作用电荷相反〔类似于正负电荷〕的夸克在距离很近时几乎没有相互作用〔称为“渐近自由〞〕；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力〔导致所谓“夸克禁闭〞〕．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间
的距离r
的关系为：1
0122
0, 0, 0, r r F F r r r r r ⎧⎪=-⎨⎪⎩＜＜≤≤＞
式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2—
r 1)，取无穷远为势能零
点．以下U －r
图示中不正确的选项是〔 〕
二、题〔此题共2小题，共17分，把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答.〕
13、〔8分〕测量一块量程的电压表的内阻，器材如下：
A ．待测电压表〔量程3V ，内阻约3KΩ〕一
块
B ．电流表〔量程3A ，内阻0.01Ω〕一只
C ．值电阻〔R=3KΩ，额电流0.5A 〕一个
D ．电池组〔电动势略小于3V ，内阻不计〕
E ．开关两只
F ．导线假设干
有一同学利用上面所给器材，进行如下操作：
〔1〕〔4分〕为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个电路。

你认为其中相比照拟合理的是 ▲▲ 〔填“甲〞或“乙〞〕电路。

其理由是 ▲▲ 。

〔2〕〔4分〕用你选择的电路进行时，需要直接测量的物理量 ▲▲ ；
用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式为R v ＝▲▲。

14、〔9分〕、〔1〕〔4分〕在“用描迹法画出电场中平面上的势线〞的中，在以
下所给的器材中，
选用的是：_ _ ________
A．6.0V的交流电源
B．6.0V的恒压直流电源
C．220V的交流电源
D．量程0~15 V，零刻度在刻度表盘的电压表
E．量程0~300A
μ，零刻度在刻度表盘的电流表
〔2〕〔5分〕如图是“用描迹法画出电场中平面上的势线〞示意图，电极A
接电源正极，电极B接电源负极，a、b、c、d、e是五个基准点．当电流从“+〞
接线柱流入电流表时，指针向“+〞接线柱一侧偏转；当电流从“－〞接线柱流
入电流表时，指针向“－〞接线柱一侧偏转．在时，探针Ⅰ接触基准点d，另
一探针Ⅱ接触探测点p时，发现表的指针发生了偏转，为尽快探测到与d点电
势的点，那么〔〕
A．假设灵敏电流计指针偏向“+〞接线柱一
侧，那么探针Ⅱ右移
B．假设灵敏电流计指针偏向“+〞接线柱一侧，那么探针Ⅱ左移
C．假设灵敏电流计指针偏向“－〞接线柱一侧，那么探针Ⅱ右移
D．假设灵敏电流计指针偏向“－〞接线柱一侧，那么探针Ⅱ左移
三、〔共5小题55分〕解答题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最
15、〔8分〕S为一离子源，它能时机均地向ＭＮ右方空间各方向持续地大量发射相同的正离子．离子质量为m=1×10-15kg，电量为q=2×10-8C ，速度为
v0=4×105m/s．在S右侧有一半径为R=4×10-2m的圆屏，OO′是过其圆心且垂直圆面的中心轴线．试对下面两种分别参加电场或磁场的情形求解〔不考虑离子的重力和离子之间的碰撞效〕：
〔1〕如果S与圆屏间有范围足够大的电场强度为E=5×106V/m的匀强电场，方向垂直屏向右．S发射的所有离子，都能打到屏上．求S与屏的最大距离．〔2〕如果S与圆屏间有范围足够大的磁感强度为B=0.5T的匀强磁场，方向垂直屏向右．S发射的离子中，有些不管S与屏距离如何，总能打到屏上．求这些离子的速度方向与OO′夹角的取值范围．
16、〔8分〕如下图，将两个质量均为m的小球用两根长l的绝缘细线相连悬挂于O点，a球带正电，带电量为q，b球不带电．〔设重力加速度为g，小球可视为质点〕
〔1〕假设在纸面内加一个水平向右的匀强电场，使悬线Oa向右偏离竖直方向30°角，且整个装置处于平衡状态．求匀强电场的场强大小．〔2〕假设让b球带负电，带电量也为q，细线仍然是拉直状态．加上〔1〕问中的电场后，整个装置从图示位置到达的平衡位置的过程中，系统的电势能是增加还是减少？变化多大？
M
N
S
17、〔9分〕光滑水平面上放着质量，m A＝1kg的绝缘导体A与质量m B
＝2kg的绝缘导体B，A与B均可视为质点，q A=+1.0×10-2C，
q B=+2.0×10-2C，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧〔弹簧与A、B均不拴接，且弹簧长度可以忽略不计〕，用手挡住A 、B不动，此时弹簧弹性势能E P＝48J。

如下图。

同时放手后B向右运动，A向左运动，COD以左空间存在着无限大的、水平向右的匀强电场E1=1.0×104V/m，之后B从D点冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道DOC，其半径R＝0.5m, B恰能到达最高点C。

g＝10m/s2，求
〔1〕B恰能到达最高点C，那么开始时A、B到D点距离L为多少；
〔2〕假设在COD以右空间加上无限大的、竖直向上的匀强电场E2，使B到C 点时，对轨道的压力为20牛，那么E2为多少；
〔3〕从弹簧弹开到A物体运动到C点，A物体的机械能增加了多少。

18、〔10分〕在竖直平面内有一圆形绝缘轨道，半径为R=0.4m，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为m=1×10－3kg、带电量为q=+3×10－2C的小球，可在内壁滑动，如图甲所示。

t=0时，在最低点处给小球一个初速度v0，使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动，图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间t变化的情况，图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间变化的情况，结合图像所给数据，〔取g=10m/s2〕求：〔1〕匀强磁场的磁感强度B；
〔2〕小球的初速度v0。

19、〔10分〕如下图，一个质量m=2.0×10-11kg、电荷量q= 1.0×10-5C、重力
忽略不计的带电微粒，从静止开始经电压U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U2=100V．已测得偏转电场的极板长
L=20cm，两板间距d =3
10cm．
是多〔1〕微粒进入偏转电场时的速率
v
少？
〔2〕微粒射出偏转电场时的偏转角θ是多大？
〔3〕假设偏转电场右侧的匀强磁场的磁感强度B＝4T，那么微粒在磁场中运
动的时间是多少？
20〔10分〕如下图，在坐标系xoy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角︒
=120
ϕ，在OC右侧有一匀强电场；在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感强度大小为B，方向垂直纸面向里．一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角︒
=30
θ，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍．粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场．粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好于粒子在磁场中做圆周运动的周期．忽略重力的影响．求：〔1〕粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距
D L b a O
c
S
离；〔2〕粒子两次经过O 点的时间间隔；〔3〕匀强电场的大小和方向． ．
附加题：〔12分〕
21、〔12分〕如下图，两平行金属板A 、B 板长８厘米，两板间距离d ＝８厘米，A 板比B 板电势高300伏特，一带正电的粒子电量q ＝10-10库仑，质量m ＝10-20
kg ，沿电场中心线RO 垂直电场线飞入电场，初速度v 0＝2⨯106
米／秒，粒子飞出平行板电场后经过界面MN 、PS 间的无电场区域后，进入固在O 点的点电荷Q 形成的电场区域，〔设界面PS 右边点电荷的电场分布不受界面的影响〕，两界面MN 、PS 相距为12厘米，O 点
在中心线上距离界面PS 为9厘米，粒子穿过界面PS
最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc 上．〔静电
力常数k=9⨯109
Nm 2
/C 2
〕
〔1〕求粒子穿过
界面MN
时偏离中心线OR 的距离多远？
〔2〕试在图上粗略画出粒子运动的轨迹． 〔3〕确点电荷Q 的电性并求其电量的大小． 参考答案
一、1、ABD 2、BC 3、 ACD 4、 C 5、CD 6、 A 7、A 8、BD 9、D 10、 C 11、C 12、BCD
二、13、〔1〕乙 ； 因为甲图中电压表的内阻大，流过电流表的电流太小，读数误差比拟大
〔2〕K 2闭合前后电压表的读数U 1、U 2 ；
121U U R U -
14、〔1〕_BE
〔2〕_A_D
三、15、(1)设平行于圆板的粒子恰好能打在其边缘时, S 与板距离的为h 是满足条件的最大距离,
qE
a m =
(1分) 21
2
h at =(1分)
0R v t =1
分
解得:h =0.5 m (1分)
(2)设v 0与OO′的最大夹角的夹角为θ时,粒子运动到离中心的最远距离
为R
mv
r qB
=
(1分) 0sin v v θ
=(1分)
12
r R =(1分)
解得: θ=30° 所以0≤θ≤30° (1分) 16、(1) E =
分) (2) 电势能减小，(2分) 3
P E ∆=
(3分)
17、〔1〕 9cm 〔3分〕 〔2〕 1250〔3分〕 〔3〕 2〔3分〕 18、、0.25T 〔5分〕 8m/s 〔5分〕
19、〔1〕微粒在加速电场中用动能理得
20
12
1mv qU =
2分
代入数据解得v 0=1.0×104
m/s
1分
〔2〕微粒在偏转电场中做类平抛运动，那么有
md
qU a 2
=
1分
v L a
at v y ==
1分
飞出电场时，速度偏转角的正切为
3
12tan 120===d U L U v v y
θ 解得 θ=30o
1分
〔3〕微粒进入磁场后在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，如下图，由向心力公式有
2)2(T
mr Bqv π=
1分
又因为 v
r T π2=
2分
解得 s 10426-⨯==qB
m T π
1分
由图示几何关系知α=120°，所以微粒在磁场中运动的时间为s 103
4
36-⨯=
=T
t 2分 20、〔1〕
)2
3
1(-qB mv ；
〔3分〕〔2〕qB
m
t 67π=
；〔3分〕〔3〕Bv E π
712
=
，方向与x 轴正
向夹角为︒150；〔4分〕
21、〔1〕cm mdv qul 32y 2
02'
==〔4分〕 〔2〕略〔4分〕 〔3〕Q
带负电，)(1004.137
cos 80
220c kq r
mv Q -⨯≈=〔4分〕
α
O。