2014届广东省高二上学期期末考试理科物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

磁感应强度，是用比值定义法的，与下列哪个物理量的表达式是不相同的物理方法：

A．加速度                         B．电场强度

C．电容                          D．电阻

2. 难度：中等

如图所示，一对大磁极，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场，一矩形导线框abcd保持水平，从两磁极间中心上方某处开始下落，并穿过磁场：

A．线框中有感应电流，方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→d

B．线框中有感应电流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→a

C．受磁场的作用，线框要发生转动

D．线框中始终没有感应电流

3. 难度：中等

如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F_N及在水平方向运动趋势的正确判断是：

A．F_N先小于mg后大于mg，运动趋势向左

B．F_N先大于mg后小于mg，运动趋势向左

C．F_N先小于mg后大于mg，运动趋势向右

D．F_N先大于mg后小于mg，运动趋势向右

4. 难度：中等

穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是：

 

A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变

B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大

C．图丙中回路在0～t₀时间内产生的感应电动势大于t₀～2t₀时间内产生的感应电动势

D．图丁回路产生的感应电动势可能恒定不变

5. 难度：中等

如图示，摆球带负电，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力为F₁，摆球加速度大小为a₁；由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F₂，摆球加速度大小为a₂，则：

A．F₁>F₂, a₁=a₂                            B．F₁<F₂, a₁=a₂

C．F₁>F₂, a₁>a₂                            D．F₁<F₂, a₁<a₂

6. 难度：简单

关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是：

A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动

B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变

C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直

D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变

7. 难度：简单

彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是

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8. 难度：简单

如图所示是一种延时开关.当S₁闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，将C线路接通.当S₁断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放.则：

A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

C．如果断开B线圈的电键S₂，无延时作用

D．如果断开B线圈的电键S₂，延时将变长

9. 难度：中等

圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示.若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是：

A．a粒子速率最大

B．c粒子速率最大

C．a粒子在磁场中运动的时间最长

D．它们做圆周运动的周期T_a<T_b<T_c

10. 难度：简单

极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后，由于地磁场的作用而产生的．如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小．此运动形成的原因是：

A．可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小

B．可能是介质阻力对粒子做负功，使其动能减小

C．可能是粒子的带电量减小

D．南北两极的磁感应强度较强

11. 难度：中等

如图所示，质量为m、带电荷量为＋q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现给环一向右的初速度v₀(v₀>)，则：

A．环将向右减速，最后匀速

B．环将向右减速，最后停止运动

C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv₀²

D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv₀²－m()²

二、计算题

12. 难度：困难

如图所示，电源电动势E₀＝15 V，内阻r₀＝1Ω，电阻R₁＝30Ω，R₂＝60Ω.间距d＝0.2 m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v＝0.1 m/s沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为R_x，忽略空气对小球的作用，取g＝10 m/s².

(1)当R_x＝29 Ω时，电阻R₂消耗的电功率是多大？

(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则R_x是多少？

13. 难度：困难

如图所示，在平面直角坐标系xoy内，第I象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q（－2h，－h）点以速度υ₀水平向右射出，经坐标原点O处射入第I象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场。已知MN平行于x轴， N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力，求：

（1）电场强度的大小E；

（2）磁感应强度的大小B；

（3）粒子磁场中运动的时间t.

14. 难度：困难

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg、电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，试求：

时  间t（s）	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7
下滑距离s（m）	0	0.1	0.3	0.7	1.4	2.1	2.8	3.5

（1）根据表格数据在坐标纸中做出金属棒运动的s-t图象，并求出金属棒稳定时的速度；

（2）金属棒ab在开始运动的0.7s内，电阻R上产生的热量；

（3）从开始运动到t＝0.4s的时间内，通过金属棒ab的电量。

15. 难度：困难

如图a，间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连，平行导轨间距L=，一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动，棒的右端存在一个垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为零的带电粒子，已知带电粒子质量为m，电荷量为q，粒子能从N板加速到M板，并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域内存在磁感应强度大小也为B，垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d，内圆半径为d，两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计)。

(1)判断带电粒子的正负，并求当ab棒的速度为v_o时，粒子到达M板的速度v；

(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出，则ab棒运动速度v₀的取值范围是多少？

(3)若棒ab的速度，为使粒子不从外圆飞出，可通过控制导轨区域磁场的宽度S(如图b)，则该磁场宽度S应控制在多少范围内？