专题三 电场和磁场（测）-2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）（原卷版）

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2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）专题三 电场和磁场（测）（时间：90分钟  分值：100分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。1、（2023届·山东济南市高三上学期开学考试）如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的电场强度方向与ab连线成30°角，b点的电场强度方向与ab连线成60°角，粒子只受静电力的作用，下列说法中正确的是（　　）A. 图中弯曲的虚线轨迹可能是一段圆弧B. a点的电势一定高于b点电势C. a、b两点的电场强度大小可能相同D. 该带电粒子在a点的电势能一定小于在b点的电势能2、（2023届·江苏南京市高三上学期开学考试）如图，真空中同一竖直线上的A、B两处固定两个等量异种点电荷，左方有一根足够长的光滑绝缘杆竖直放置，一个质量为m、电荷量为－q的小圆环穿在杆上，从杆上C点以速度vC向下运动至D处的速度为vD，AC、BD与杆垂直，O点是CD的中点，下列说法正确的是（   ）A. 小圆环从C到D过程中先做减速运动，再做加速运动B. C、D两点间的电势差C. 小圆环运动至O点时的速度为D. 若小圆环自C点由静止释放，圆环可能C、D两点间往复运动3、（2023届·浙江Z20名校联盟高三上学期开学考试）衍射现象限制了光学显微镜的分辨本领，最好的光学显微镜也只能分辨200nm大小的物体，而场致发射显微镜的分辨率大大提高。其原理如图所示，在真空玻璃泡中心放置待测金属针（这根金属针的针尖即是该显微镜的观察对象），泡的内壁涂有荧光导电膜，在金属针和荧光导电间加很高的电压，形成如图所示的辐射状的电场。在泡内充以少量氦气，氦原子碰到针尖时会失去一个电子形成氦离子，然后向荧光屏运动，引起荧光材料发光，在荧光屏上就看到了针尖的某种像，如分辨率足够高，还可以分辨出针尖端个别原子的位置。若把氦离子改成电子，并将电极方向互换，打到荧光屏上分辨率会降低。忽略氦离子和电子的重力，其初速度可视为零，不考虑运动过程中带电粒子间相互作用，下列说法中正确的是（    ）A. 氦离子运动过程中加速度不断增大B. 氦离子运动过程中电势能不断增大C. 分辨率降低是因为电子的德布罗意波长比氦离子的长D. 若所加电压为U，玻璃泡的半径为r，则距离针尖处的电场强度大小为4、（2023届·安徽六安市一中高三上学期12月月考）一电荷量为的带电粒子只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位置的变化关系如图所示，在粒子从x1向x2运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）A. 在x1处粒子速度最大B. 在处粒子加速度最大C. 电场力先做正功后做负功D. x1与x2之间电势差为 5、（2023届·人大附中高三上学期开学考试）如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是A. 粒子带正电B. 粒子在b点速率大于在a点速率C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D. 若仅减小入射速率，则粒子磁场中运动时间变短 6、（2023届·河北唐山市高三上学期开学考试）如图所示，由一根均匀导体棒折成的闭合五边形abcde，垂直放置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。一恒压电源接在正五边形的两点，若正五边形abcdea所受的安培力为，则正五边形的aed边所受的安培力为（　　）A.  B.  C.  D. 7、（2023届·山东济南市高三上学期开学考试）如图所示，直角三角形abc，，ac边长为l，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小4I，方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。则顶点c处的磁感应强度大小为（　　）A.  B. C.  D. 8、二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9、（2023届·河北唐山市高三上学期开学考试）如图所示，三个完全相同带正电的点电荷分别放置在绝缘圆环的三个等分点上，三条分别过点电荷的直径相交于绝缘圆环三点，圆环的圆心为，下列说法正确的是（　　）A. 三点的电场强度相同B. 点的电场强度为0C. 点的电势高于点电势D. 从点至点移动正试探电荷，电场力做正功10、（2023届·湖北武汉市一中高三上学期开学考试）如图所示，质量为m的三根完全相同的导体棒垂直于纸面放置，其中a、b两导体棒放置在粗糙的水平面上，c导体棒被竖立的轻质弹簧悬挂，三根导体棒中均通入垂直纸面向里、大小相等的恒定电流后，呈等边三角形排列，且保持稳定。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. 弹簧的弹力小于c导体棒的重力B. 水平面对a导体棒的摩擦力可能为零C. 水平面对a导体棒的支持力小于D. 若在地面上对称地缓慢增大a、b导体棒间的距离，弹簧长度将减小11、（2023届·河南洛阳市高三上学期12月联考）如图所示，在xOy直角坐标系的第一象限内有一段以坐标原点为圆心、半径为R的四分之一圆弧，P为圆弧上一点（图中未标出），圆弧内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。在坐标原点沿x轴正方向射入不同速率的带电粒子，粒子的质量均为m，电荷量为。从P点射出的粒子速度方向正好沿y轴正方向；不计粒子的重力，关于粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　）A. 粒子在磁场中运动的最长时间B. 粒子从圆弧边射出时，速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短C. 从P点射出的粒子，进入磁场时的速度大小为D. 从M点射出的粒子和从P点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为3：1 12、（2023届·重庆巴蜀中学高三上学期12月月考）如图所示，竖直平面内存在边界为正方形、方向垂直纸面向外的匀强磁场，a、b两带正电的离子分别从静止开始经匀强电场加速后从边界水平射入磁场，a离子在的中点射入经磁场偏转后垂直于HG向下射出，已知正方形边界的边长为2R，进入磁场时，两离子间的距离为0.5R，已知a离子的质量为m、电荷量为q，不计重力及离子间的相互作用，已知。则下列说法正确的是（　　）A. 磁场的磁感应强度B. 若a、b两离子的比荷相同，则两离子在边界HG上的出射点间的距离为C. 若a、b两离子的比荷为1:4，则a、b两离子在磁场中运动的时间相等D. 若a、b两离子从同一点射出磁场区域，则a、b两离子的比荷之比为5:2 三、填空题：本题共2小题，第13题6分，第14题6分，共12分。13、（2023届·上海市闵行区高三上学期12月一模）四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______． 14、（2023届·上海长宁区高三上学期12月一模）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，在螺线管通电前，要先对磁传感器进行____________。实验中得到如图所示的B–d图线，若螺线管匝数为100匝，其内径（直径）为4×10−2m，根据图线估算螺线管中心的磁通量约为_________Wb。 四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题10分，第17题13分，第18题17分，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15、（2023届·山东莒南县一中高三上学期开学考试）如图所示，在一个半径为R，圆心为O的圆形区域内分布着垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从磁场的边缘A点沿AO方向射入磁场，从磁场边缘的另一点D离开磁场。已知A、D两点间的距离为R，不计粒子重力，求∶（1）判断粒子的电性；（2）粒子射入磁场时的速度大小v；（3）粒子在磁场中运动的时间t。16、（2023届·浙江Z20名校联盟高三上学期开学考试）如图所示，在空间建立坐标系xOy，大圆半径，圆心在y轴上的O1点，小圆是半径的半圆，圆心在O点，两圆所围成的区域存在一有界匀强磁场（磁场边界对带电粒子的运动无影响），方向垂直纸面向外。小圆内存在径向电场，圆心与边界间的电压恒为U=800V，在磁场右侧垂直x轴放置一长L=0.1m的金属板，板上边缘对应y轴坐标为0.9m。圆心O处的粒子源可以在纸面内沿电场方向均匀发射质量、的粒子（粒子初速度可以忽略），粒子数量为个/秒，经电场加速后进入磁场的粒子轨迹圆的圆心都在以O为圆心，R=0.5m的圆上。从y轴右侧磁场射出的粒子速度方向均水平向右，垂直击中板后被完全吸收，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。sin37°=0.6，cos37°=0.8，求（1）带电粒子进入磁场时的速度大小v0；（2）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r和匀强磁场的磁感应强度大小B；（3）带电粒子对金属板的平均作用力F的大小。（保留两位有效数字）17、（2023届·浙江Z20名校联盟高三上学期开学考试） 如图所示，BO是长为L的平直导轨，物块与导轨间动摩擦因数为μ，AB为光滑弧形轨道，与平直导轨平滑连接。B与地面间高度差为h1，AB间高度差为h2，以平直轨道末端O点为坐标原点，建立平面直角坐标系xOy，x轴的正方向水平向右，y轴的正方向竖直向下，已知重力加速度为g。（1）若一质量为m的物块在水平恒力作用下从O点静止开始向左运动，到达B点时撤去恒力，物块经过A点向左抛出后落地。①若物体落地动能为E1，求经过B点的动能EkB；②若要物块落地时动能小于E1，求恒力必须满足的条件；（2）若滑块m从光滑曲面上不同位置由静止开始下滑，经过O点落到弧形轨道PQ上的动能均相同，弧形轨道P端坐标为（2L，L），Q端在y轴上，求PQ的曲线方程。18、（2023届·河南创新发展联盟高三上学期开学考试）如图所示，在直角坐标系xOy中，两平行x轴的金属板M、N有两个小孔S、K，S、K均在y轴上。在以原点O为圆心，R为半径的四形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。圆O与M板相切于S，与x轴相交于C点。现将一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从小孔K由静止释放，粒子恰好通过C点。不计粒子所受重力。（1）求两金属板间的电压U；（2）若粒子在两金属板间与圆形区域内运动的时间相等，求两金属板的距离d。