2014-2015学年内蒙古包头一中第一学期期末考试高二年级物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列说法正确的是（     ）

A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用

B．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零

C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度

D．洛伦兹力对带电粒子不做功

2. 难度：简单

关于电磁感应，下列说法中正确的是(     )

A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大

B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零

C．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大

D．线圈中磁通量变化越快，感应电动势越大

3. 难度：中等

质量和电量都相等的带电粒子M和N（不计重力），以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图两种虚线所示，下列表述正确的是

A.M带负电，N带正电

B.M的速度率小于N的速率

C.洛伦磁力对M、N做正功

D.M的运行时间大于N的运行时间

4. 难度：中等

如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，所加匀强电场的方向为

A.沿＋y方向         B.沿－y方向

C.沿－x方向         D.因不知粒子的正负、无法确定

5. 难度：中等

从地面上方A点处自由落下一带电荷量为＋q、质量为m的微粒，地面附近有如图所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度大小为v₁，若电场不变，只将磁场的方向改为垂直纸面向外，粒子落地的速度大小为v₂，则

A.v₁＞v₂      B.v₁＜v₂       C.v₁＝v₂      D.无法判定

6. 难度：简单

如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈C向右摆动，则ab的运动情况是（     ）

A．向左或向右做匀速运动       B．向左或向右做减速运动

C．向左或向右做加速运动       D．只能向右做匀加速运动

7. 难度：中等

如右图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F_b、F_c和F_d，则(  )

A．F_d>F_c>F_b    B．F_c<F_d<F_b

C．F_c>F_b>F_d           D．F_c<F_b<F_d

8. 难度：中等

如图中的a是一个边长为为L的正方向导线框，其电阻为R.线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b。如果以x轴的正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间变化的图线应为（    ）      

9. 难度：中等

图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R，当导体AC从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有:

A．导体下落过程中，机械能守恒

B．导体加速下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量

C．导体加速下落过程中，导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能

D．导体达到稳定速度后的下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能

10. 难度：中等

如图所示，A，B是两个完全相同的灯泡，电源内阻不可忽略，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当电键K闭合时，下列说法正确的是（     ）

A.A比B先亮，然后A熄灭

B.AB一齐亮，然后A熄灭

C.B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮

D.A、B一齐亮．然后A逐渐变亮，B的亮度不变

11. 难度：中等

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（  ）

A.t₁，t₃线圈通过中性面

B.t₂，t₄线圈中磁通量最大

C.t₁，t₃线圈中磁通量变化率最大

D.t₂，t₄线圈平面与中性面垂直

12. 难度：中等

一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知(  )

A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t) V

B．该交流电的频率为50 Hz

C．该交流电的电压的有效值为100V

D．若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W

13. 难度：中等

如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子（不计重力）以某一初速度v₀沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v₀的变化情况为

A.d随v₀增大而增大，d与U无关

B.d随v₀增大而增大，d随U增大而增大

C.d随U增大而增大，d与v₀无关

D.d随v₀增大而增大，d随U增大而减小

二、计算题

14. 难度：中等

如图所示．带正电粒子的质量为m，以速度v沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为，若带电粒子离开磁场时的速度偏转角，不计带电粒子的重力

(1)求带电粒子的电荷量

(2)求带电粒子在磁场中运动的时间

15. 难度：中等

如图所示，在边长为L的正方形的区域abcd内，存在着垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v从ad的中点e，垂直于磁场方向射入磁场，不计带电粒子的重力，要使该粒子恰从b点射出磁场

（1）带电粒子在磁场中运动的半径

（2）磁感应强度的大小。

16. 难度：困难

如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，之间有一导体棒ab，导轨和导体棒的电阻忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=2Ω的定值电阻。质量为0.2kg的导体棒ab长l＝0.5m，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T。现在在导体棒ab上施加一个水平向右，大小为0.02N的恒力，使导体棒ab由静止开始运动，求：

⑴当ab中的电流为多大时，导体棒ab的速度最大？

⑵ab的最大速度是多少？

⑶若导体棒从开始到速度刚达到最大的过程中运动的位移s=10m，则在此过程中R上产生的热量是多少？

17. 难度：困难

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小．

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8 W，求该速度的大小．

(3)在上问中，若R＝2 Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．

(g取10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

18. 难度：困难

如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，一带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v₀垂直于y轴射入电场，经偏转电场后到达x轴上的N点，然后射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知M点的坐标是（0,h）,N点的坐标是(2h,0),不计粒子重力，求：

（1）粒子到达N点时的速度v的大小以及v与初速度v₀的夹角；

（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；

（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。

19. 难度：困难

如图所示，在y轴的右方有一磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的下方有一场强为E的方向平行x轴向右的匀强电场．有一铅板放置在y轴处，且与纸面垂直．现有一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）由静止经过加速电压为U的电场加速，然后以垂直于铅板的方向从A处沿直线穿过铅板，而后从x轴上的D处以与x轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域，最后到达y轴上的C点．已知OD长为l，求：

(1)粒子经过加速电场后的速度

(2)粒子经过铅板时损失了多少动能？

(3)粒子到达C点时的速度多大？