鹤岗一中2015-2016学年度上学期期末考试
高二物理试题
一、选择题48分（1-8单选,9-12多选，漏选得2分，错选和不选0分） 1．下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是 ( )
A．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度不一定大
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关 2.如图所示，匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场，匀强磁场在半径为r2的圆形区域内，匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。通过该线圈的磁通量为( )
A．Bπr1 B．NBπr1 C．Bπr2 D．NBπr2
3. 线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B下列说法中正确的是（ ）
A.有顺时针方向的电流且有收缩的趋势 B.有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C.有逆时针方向的电流且有收缩的趋势 D.有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
4．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线) ( )
A．由东向西垂直磁子午线 B．由西向东垂直磁子午线 C．由南向北沿子午线 D．由赤道向两极沿子午线
5．在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图过c点的导线所受安培力的方向( )
2222
A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向右边 D．与ab边垂直，指向左边
6．如图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab垂直放置在导轨上，已知导体棒的质量m＝1kg、长L＝2.0m，通过的电流I＝5.0A，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝
3
。当加一竖直向上的匀强磁场时，导体棒水平向右运动，随着磁感应强3
度的增大，导体棒运动的加速度增大；若减小磁感应强度方向与速度方向的夹角，当该夹角减小到某一值θ时，无论怎样增大磁感应强度，导体棒ab均不会运动， 则θ为( )
A． 45° B．30° C．60° D．90°
7．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )
8. 如图所示，等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断的以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab和cd的作用情况为：0～1 s内互相排斥，1～3 s内互相吸引，3～4 s内互相排斥．规定向左为磁感应强度B的正方向，线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是( )
9．在图甲、乙电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮， 然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
10．如图所示，边界MN下方有一垂直纸面向外的匀强磁场，一电子以速度v从点O射入MN，经磁场后能返回到MN边界上方，以下说法正确的是( )
A．电子从O点左边返回边界上方 B．电子从O点右边返回边界上方
C．只增大射入速度v，则电子在磁场中运动的时间一定改变 D．只增大射入速度v，则电子在磁场中运动的路程一定改变
11．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示．已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是 （ ）
A、这离子必带正电荷 B、A点和B点位于同一高度 C、离子在C点时速度最大
D、离子到达B点后，将沿原曲线返回A点
12．粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速。不考虑相对论效应，则下列说法正确是
A．不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速氚核1H B．加速的粒子获得的最大动能随加速电场U增大而增大 C．质子被加速后的最大速度不能超过2πRf
D．质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为
3
二、实验题10分(每空2分)
13．下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计的指针将向______偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流计的指针将向______偏．
14. 如图所示，长为L的金属杆OA绕过O点的轴在垂直于纸面向里的匀强磁场中沿顺时针方向匀速转动，角速度为ω，磁感应强度为B，磁场范围足够大，则OA杆产生感应电动势的大小为______ ，O、A两点电势高低关系为φA_____φO．（填“>”或“<”）
三、计算题42分
15．（10分）如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L，右端接有电阻R，磁感应强度为B，一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为μ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q 求：(1)棒能运动的距离； (2)R上产生的热量．
16.（10分）在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里．一带电荷量为＋q，质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A(2L，2L)时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间)，粒子继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场．(不计一切阻力) 求： (1)电场强度E大小； (2)磁感应强度B的大小
17．（10分）如图甲所示，质量m＝6.0×10 kg、边长L＝0.20 m、电阻R＝1.0 Ω的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角α ＝30°的绝缘斜面上，ab边沿水平方向，线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，若线框在斜面上始终保持静止，取g＝10 m/s.
试求：(1)在0～2.0 ×10 s时间内线框中产生的感应电流的大小；
(2)在t ＝1.0×10 s时线框受到斜面的摩擦力；
－2－2
2－3
18．（12分）如图所示直角坐标系xoy中，矩形区域oabc内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0×10T；第一象限内有沿?y方向的匀强电场，电场强度大小为
-2
E?1.0?105N/C。已知矩形区域Oa边长为0.60m，ab边长为0.20m。在bc边中点N处有一
放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v?1.0?106m/s的某种带正电粒子，带电粒子质量m?1.6?10?27kg，电荷量q?3.2?10?19C，不计粒子重力，求：(计算结果保留两位有效数字)
(1)粒子在磁场中运动的半径；
(2)从x轴上射出的粒子中，在磁场中运动的最短路程为多少? (3)放射源沿-x方向射出的粒子，从射出到从y轴离开所用的时间。
鹤岗一中2015-2016学年度上学期期末考试
高二物理试题答案
一、选择
1- 8 C ，C ，D，A，D，B，B，C， 9-12 AD，BD，ABC，ACD 二、填空10分，每空2分
13（6分）、(1)如图所示
(2)右 左
BL2?14（4分）、；φA>φO
2三、计算题共42分
15（10分）、(1)设在整个过程中，棒运动的距离为x，磁通量的变化量ΔΦ＝BLx，(2分)
ΔΦqR通过棒的任一截面的电量q＝IΔt＝，(2分) 解得x＝.(1分)
RBL(2)根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能Q，即有
12112μmgqRmv0＝μmgx＋Q，(3分)解得Q＝mv2－μmgx＝mv0－.(2分) 0222BL16（10分）、(1)
mgm2gl (2) q2ql解析 (1)微粒到达A(2L，2L)之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲：
所以，Eq＝mg，（2分）得：E＝
(2)由平衡条件得：qvB＝2mg （1分）
mg （1分） q电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆
v2
周运动，轨迹如图乙：qvB＝m （2分） 由几何知识可得：r＝22L （2
r分） v＝2gL
m2gL （1分） 2qL17（10分）、(1)0～2.0×10－2 s时间内，线框中产生的感应电动势为E1，感应电流为I1，方向由d→c，
联立解得：B＝
ΔΦ1ΔB1L2E1则E1＝＝· （2分） I1＝（1分）
ΔtΔt2R代入数据解得E1＝0.20 V，I1＝0.20 A. （2分）
(2)t＝1. 0×10－2 s，线框受到的安培力F1＝B1I1L，方向沿斜面向下，结合图乙，
代入数据得F1＝4.0×10－3 N （1分）
设此时线框受到的摩擦力大小为Ff，则由线框在斜面静止得 mgsin α＋F1－Ff＝0 （2分）
代入数据得Ff＝3.4×10－2 N摩擦力方向沿斜面向上． （2分） 18、【答案】（1）0.10m (2)0.10m (3)4.6?10?7
试题分析：（1）粒子运动的轨迹如图，由牛顿第二定律可得：
v2qvB?m （2分） 解得:R?0.10m （1分）
R（2）由数学知识可知，最短弦对应最短的弧长；由图可知，?=最短的弧长即最短路程s?R??（3）粒子在磁场中的周期T??（1分） 3?30m=0.10m （2分）
2πR?6.28?10?7s （1分） vT （1分） 4粒子在磁场中沿NP运动的时间t1?粒子在电场中的加速度a?Eq（1分） v?at 解得：t?5.0?10?8s m则可解得粒子在电场中往返运动的时间为t2+t3=2t=1.0×10﹣7s （1分） 由图可知cosθ?0.5,故θ?60?
粒子在磁场中运动的第二部分时间t4??TT?（1分） 2?6粒子运动的总时间t总?t1?t2?t3?t4?3.6?10?7s。（1分） 考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动