1、2012-2013学年陕西省宝鸡中学高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 一个所受重力可以忽略的带电粒子在磁感应强度为 B的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又垂直进入另一相邻的磁感应强度为 2B的匀强磁场，则 ( ) A粒子的速率加倍，周期减半 B粒子的速率不变，轨道半径减小 C粒子的速率减半，轨道半径减为原来的 1/4 D粒子的速率不变，周期减半 答案： BD 试题分析：由于洛伦兹力永远不做功 ,所以粒子的速率不变， AC 错；由半径公式 可知半径变为原来的一半，由周期公式 可知周期减半， BD正确 考点：考查带电粒子在磁场中的运动 点评：难度较小，粒子在只受洛伦兹力的情况下做
2、匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，洛伦兹始终不做功 如图所示，一宽 40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻 t=0，在如图所示的图线中，正确反映感生电流强度随时间变化规律的是： ( ) 答案： C 试题分析：进入磁场时，右边切割磁感线的有效长度不 变，感应电流和感应电动势不变， C错，穿过磁通量增大，感应电流的磁场垂直向外，由右手定则判断电流为逆时针，到完全穿入所用时间为 1s，完全进入后磁通量不变，没有感应电流产生
3、，所以 C对 考点：考查电磁感应与图像的结合 点评：难度中等，对于该种类型题，主要是明确切割磁感线的有效长度的变化，当线圈完全浸没在磁场中时，没有感应电流产生，另外还要注意时间关系 用相同导线绕制的边长为 L或 2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中， M、 N 两点间的电压分别为 Ua、 Ub、 Uc和 Ud。下列判断正确的是 ( ) A Ua Ub Uc Ud B Ua Ub Ud Uc C Ua Ub Uc Ud D Ub Ua Ud Uc 答案： 试题分析：每个线框进入磁场的过程中， M、 N 两点间的电压分别为 Ua= 、Ub=
4、 、 Uc= 、 Ud= ，则 Ua Ub Ud Uc， B正确 考点：电磁感应与电路的结合 点评：难度中等，对于电磁感应与电路的结合问题，先要搞清楚那一段为电源，那一部分为外电路，画出等效电路图，再根据闭合电路欧姆定律求解 如图所示的电路中， A1和 A2是完全相同的灯泡，线圈 L的电阻可忽略，则可知（ ） A合上开关 K 接通电路时 A2先亮， A1后亮最后一样亮 B合上开关 K 接通电路时， A1和 A2始终一样亮 C断开开关 K 切断电路时， A2立刻熄灭， A1过一会儿熄灭 D断开开关 K 切断电路时， A1和 A2都要过一会儿才熄灭 答案： AD 试题分析：由于自感线圈的自感作用
5、,当闭合开关时 , A2先亮， A1后亮最后一样亮， A对； B错；断开开关 K 切断电路时，自感线圈产生较大的自感电流，向左流过灯泡 A2，所以两个灯泡要过一会才熄灭， D对； 考点：考查自感现象 点评：难度较小，是由于两个灯泡所在支路构成了一个回路，当断开开关时，两个灯泡均有电流经过 有一个 n匝圆形线圈，放在磁感应强度为 B的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成 30角，磁感应强度均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是（ ） A将线圈匝数增加一倍 B将线圈面积增加一倍 C将线圈半径增加一倍 D将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置 答案： CD 试题分析：根据 , ，可
6、以判断出感应电流的大小与磁感应强度，匝数，半径，电阻的关系，所以 CD对 考点：考查感应电动势的计算，电流的 计算能力 点评：难度中等，根据感应电动势大小的计算公式，根据欧姆定律计算电流大小，本题在计算时往往忽略了，在匝数变化的同时电阻也在发生变化，而错选了 A 如图 (a)，圆形线圈 P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈 Q， P和 Q 共轴， Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图 (b)所示， P所受的重力为 G，桌面对 P的支持力为 FN，则 ( ) t1时刻 FN G t2时刻 FN G t3时刻 FN G t4时刻 FN=G A B C D 答案： C 试题分析：线圈
7、总是阻碍磁通量的变化，所以 T1电流增大，磁通量变大，下面线圈阻碍变化，就向下动，所以 N G T2无电流变化，所以 N=G 考点：楞次定律；法拉第电磁感应定律 点评：难度中等，由电流变化而产生的感应磁场去阻碍线圈磁通量的变化同时可知：同向电流相吸，异向电流相斥 在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金属棒在做平抛运动过程中产生的感应电动势（ ） A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法判断 答案： C 试 题分析：直导线由水平被抛出的过程，只在水平方向切割磁感线， ，水平速度不变，所以感应电动势一直不变，所以
8、 C对 考点：考查学生应用公式计算感应电动势的大小 点评：难度较小，也间接考查了运动的合成与分解，判断出竖直速度不切割磁感线，根据感应电动势大小公式直接计算 在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内 a、 b、 c三个闭合金属圆环，位置如图所示当滑动变阻器滑动触头左右滑动时，能产生感应电流的圆环是 ( ) A a、 b两环 B b、 c两环 C a、 c两环 D a、 b、 c三个环 答案： A 试题分析：当滑动变阻器的滑片左右滑动时，电流变化，从而铁芯中磁通量发生变化， a、 b两环中有磁通量变化， c中的磁通量变化量为零， A正确 考点
9、：楞次定律 点评：难度较小，本题直接用首先应判断电磁感应现象中磁场的变化，再由楞次定律判断感应电流磁场方向，掌握判断步骤思路就会变得清晰 如图所示，一个水平放置的矩形闭合线框 abcd,在水平放置的细长磁铁 S极中心附近落下，下落过程中线框保持水平且 bc边在纸外 ,ad边在纸内它由位置甲经乙到丙，且甲、丙都靠近乙。在这下落过程中，线框中感应电 流的方向为（ ） A abcda B adcba C从位置甲到乙时 ,abcda，从位置乙到丙时 adcba D从位置甲到乙时， adcba，从位置乙到丙时 abcda 答案： B 试题分析：从甲到乙，原磁场方向竖直向下，磁通量减小，感应电流的磁场竖直
10、向下，由右手定则可知感应电流为 adcba，同理由乙到丙，原磁场方向竖直向上，磁通量增大，感应电流的磁场竖直向下，方向为 adcba， B对； 考点：考查楞次定律的应用 点评：难度较小，本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中磁场的变化，掌握判断步骤思路就会变得清晰 如图所示，电池正负极未知，在左侧铁芯插入线圈过程中，吊在线圈右侧的铝环将（ ） A不动 B向右运动 C向左运动 D可能向右运动，也可能向左运动 答案： B 试题分析：对于电感线圈，如果插入铁心，磁性变强，穿过右侧圆环的磁通量变大，在圆环上产生感应电流，受到安培力的作用，安培力的效果总是阻碍磁通量的变化，所以圆环向右运动， B对； 考点
11、：楞次定律 点评：难度较小，本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中磁场的变 化，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键 如图所示， M、 N 为水平放置的两根固定且平行的金属导轨，两根导体棒 P、Q 垂直于导轨放置并形成一个闭合回路，将闭合回路正上方的条形磁铁从高处下落时：（ ） A P、 Q 将互相靠拢 B P、 Q 将互相远离 C磁铁的加速度仍为 g D磁铁的加速度小于 g 答案： AD 试题分析：当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况 A、 B当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次
12、定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知， P、 Q 将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用故 A正确， B错误 C、 D由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于 g故 C错误、 D正确 考点：楞次定律 点评：难度较小，本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键 关于某一闭合电路中感应电动势的大小 E，下列说法中正确的是 （ ） A E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比 B E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比 C E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
13、 D E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比 答案： 试题分析：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有关系， AB错；由于磁通量为 BS 的乘积，所以 D错； 考点：考查法拉第电磁感应定律 点评：难度较小，熟记法拉第电磁感应定律的内容，并理解感应电动势只与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有关系 感应电流的磁场一定： （ ） A阻碍引起感应电流的磁通量 B与引起感应电流的磁场反向 C与引起感应电流的磁场同向 D阻碍引起感应电流的磁通量的变化 答案： D 试题分析：感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化，不是阻碍磁通量本身，当原磁通量减小时，感
14、应电流的磁场与原磁场的方向相同， AB错；当原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反， C错； D对； 考点：楞次定律 点评：难度较小，本题考查对楞次定律的理解，要清楚：谁阻碍谁、如何阻碍、阻碍不是阻止 下列关于产生感应电流的说法中，正确的是 （ ） A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生 B只要闭合导线框做切割磁感线的运动，导线框中就一定有感应电流 C闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流 D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流 答案： D 试题分析：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中才有感应电流产生，
15、 A 错；只有闭合导线的一部分做切割磁感线的运动，导线框中才有感应电流， B错；同理 C错； D对； 考点：考查法拉第电磁感应定律 点评：难度较小，产生感应电流必须是闭合电路，对于切割模型，必须是闭合回路的一部分导体切割，对于磁通量变化，只要闭合、磁通量变化就能产生感应电流 有一圆形边界的匀强磁场区域，一束质子流以不同的速率，由圆周上的同一点，沿半径方向射入磁场，如图所示，质子在磁场中 （ ） 路程长的运动时间长 B速率小的运动时间短 C偏转角度大的运动时间长 D运动的时间有可能无限长 答案： C 试题分析：带电粒子在磁场中的运动，根据周期公式 可知周期不变，运动时间的长短由圆弧对应的圆心角决
16、定，由于速率不同，则运动轨迹不 同，不能根据路程的长短判断运动时间， C对； ABD均错； 考点：考查带电粒子在磁场中的运动 点评：难度中等，带电粒子在磁场中运动时，如果周期相同，则运动时间由圆心角决定，与弧长没有关系 填空题 图中矩形线框 ab边长 l1=20cm， bc边长 l2=10cm，电阻为 20，置于B=0 3T的匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，若用力拉动线框，使线框沿图中箭头方向以 v=5 0m/s的速度匀速运动，求在把线框从如图位置拉出磁场过程中，通过导体回路某一截面的电量是 库仑，在此过程中外力做功是 焦耳 答案： 10-4C， 4 510-5J 试题分析：有公式 ，在
17、此过程中外力做功用于克服安培力做功，转化为焦耳热，由安培力公式，所以克服安培力做功为 W=Fs=4 510-5J 考点：考查电磁感应定律的应用 点评：难度中等，掌握 q=It 的推导和结论，当线框匀速拉出时拉力等于安培力，能够灵活应用 W=Fs求解问题 一个 200匝、面积 200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在 0 05s内由 0 1T增加到 0 5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化率是 wb/s，线圈中感应电动势的大小是 V。 答案： 16wb/s， 32V 试题分析：磁通量的变化率为 ，感应电动势为 考点：考查法拉第电磁感应定律 点评：难度较小，
18、求解本题时要注意：磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率与匝数 n无关，只有感应电动势与匝数 n有关 边长为 a的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以不同的初速度从同一位置水平射入磁场后，分别从 A 处和 C 处射出，则初速度 vA： vC=_；所经历的时间之比 tA： tB=_。 答案： 2 ， 2： 1 试题分析：粒子从 A点射出，半径为 0.5a，从 C点射出半径为 a，由半径公式可知粒子的速度之比为 1:2，由周期公式 可知两种粒子周期相同，所经历的时间与圆心角成正比，经历时间之比为 2:1 考点：考查带电粒子在磁场中的偏转 点评：难度较小，处理粒子在磁场中偏转问题的思路为，找圆
19、心、求半径，运动时间由圆心角决定 如图所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线竖直向上，电场强度 E=6104伏 /米，匀强磁场的磁感线未在图中画出一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度 v=2105米 /秒如要求带电粒子在虚线框空间做匀速直线运动，磁场中磁感线的方向是 ，磁感应强度大小为 特。 (粒子所受重力忽略不计 ) 答案：垂直低面向外， 0 3特 试题分析：带电粒子在复合场中做匀速直线运动，受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，由考点：考查速度选择器 点评：难度较小，粒子在复合场中能够做匀速直线运动的条件是受
20、力平衡，当电场力等于洛伦兹力时沿直线运动 计算题 一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示，在动脉血管上下两侧分别安装电极并加有磁场设血管直径是 2 0 mm，磁场的磁感应强度为 0 080 T，电压表测出的电压为 0 10 mV，求血流速度的大小。 答案： 625 m/s 试题分析：流动的血液相当于导体在磁场中做切割磁感线运动，其在磁场中切割磁感线的有效长度等于垂直于磁场方向的血管直径 2 0 mm，电压表的读数0 10 mV等于血管在这一直径两端的感应电动势，那么由公式 E=BLv得血流速度大小为： v=E/BL=0 1010-3/（ 0 0802 010-3） m/s=0 625 m/s
21、 考点：考查法拉第电磁感应定律的应用 点评：难度较小，对于常见模型要知道和掌握，比如速度选择器、电磁流量计、发电机、回旋加速器等等 如图 所示，一束电子（电量为 e）以速度 v垂直射入磁感强度为 B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是 30，则电子的质量是多少？穿透磁场的时间是多少？ 答案： t=d/3v 试题分析：电子在磁场中运动，只受洛仑兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为 f v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛仑兹力指向交点上，如图中的 O 点，由几何知识知， AB间圆心角 30， OB为半径。 r=d/sin30=2d，又由 r=mv/Be得 m
22、=2dBe/v 又 AB圆心角是 30， 穿透时间 t=T/12，故 t=d/3v 考点：考查带电粒子在有界磁场中的偏转 点评：难度中等，处理粒子在磁场中偏转问题的思路为，找圆心、求半径，运动时间由圆心角决定，能否画出粒子的运动轨迹是解决此类问题的关键 如图所示， MN、 PQ是两条水平放置的平行光滑导轨，其阻值可以忽略不计，轨道间距 L=0.6m。匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度 B=1.010 T，金属杆 ab垂直于导轨放置与导轨接触良好， ab杆在导轨间部分的电阻 r=1.0,在导轨的左侧连接有电阻 R 、 R ,阻值分别为 R =3.0, R =6.0,ab杆在外力作用下以 v=5
23、.0m/s的速度向右匀速运动。问： （ 1） ab杆哪端的电势高？ （ 2）求通过 ab杆的电流 I （ 3）求电阻 R 上每分钟产生的热量 Q。 答案：（ 1） a端电势高（ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由右手定则易知 a端电势高。 （ 2）由 ， ，可得 （ 3）由 ， 考点：考查电磁感应与电路的结合 点评：难度较小，首先根据 “产生感应电动势的那一部分导体为电源 ”判断出内外电路，画出等效电路图，转化为电路问题再根据恒定电流知识求解 如图所示，倾角 =30，宽度 L=1m的足够长的 U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度 B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直用平
24、行于导轨、功率恒为 6W的牵引力 F牵引一根质量 m=0 2kg，电阻R=1。放在导轨上的金属棒 ab，由静止开始沿导轨向上移动 (ab始终与导轨接触良好且垂直 )，当 ab棒移动 2 8m时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为 5 8J(不计导轨电阻及一切摩擦，取 g=10m s2)， 求： (1)ab棒的稳定速度； (2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间 答案： (1) v1=2m s(2) t=1 5s 试题分 析： (1)ab棒达到稳定速度后，应具有受力平衡的特点，设此时棒 ab所受安培力为 FB则 F-mgsin30+FB，而 FB=BIL=B2L2v/R，牵引力 F=P/v，得 P/v =mgsin30+ B2L2v/R 代人数据后得 v1=2m s， v2=-3m s(舍去 ) (2)设从静止到稳定速度所需时间为 t棒 ab从静止开始到具有稳定速度的过程中在做变加速直线运动，据动能定理有： Pt-mgsin30 sQ=mv 2/2-0，代人数据得 t=1 5s。 考点：考查导轨类问题 点评：难度中等，能够根据导体棒匀速运 动判断受力平衡，并列出受力平衡的关系式是求解本题的关键
