1、2015学年辽宁大连第二十高级中学高二上学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是：（ ） A若一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 B由 可知，磁感应强度大小与放在该处的小段通电导线 IL的乘积成反比 C由 可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比 D穿过闭合回路中的磁通量均匀增加时，回路中产生的感应电动势也均匀增加 答案： C 试题分析：通电导线受到的安培力大小和导线在磁场中放置的位置有关，当导线平行于磁场方向放置时，不受磁场力作用，所以不能说导线受到的磁场力为零，磁感应强度一定为零， A 错误；磁感应强度大小只和磁场本身的性质有关，与外界因
2、素无关， B错误；由 可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，穿过闭合回路中的磁通量均匀增加时，回路中产生的感应电动势恒定， C正确 D错误 考点：考查了磁感应强度，法拉第电磁感应定律 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L、小灯泡 A 、开关 S和电池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电 路 .检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象 .虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因 .你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 : . A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大 C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较
3、大 答案： C 试题分析：开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关，故 A错误；若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流 逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故 B错误；线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，故 C正确；线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，故 D错误 考点：考查了自感现象 如图，足够长的 U型光滑金属导轨平面与水平面成 角（ 0 90)
4、，其中 MN和 PQ平行且间距为 ，导轨平面与磁感应强度为 B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒 棒接入电路的电阻为 ，并与两导轨始终保持垂直且良好 接触，使棒 由静止开始沿导轨下滑，当流过 棒某一横截面的电量为时，它的速度大小为 ，则金属棒 在这一过程中：（ ） A棒 运动的平均速度大小为 B滑行距离为 C产生的焦耳热为 D受到的最大安培力大小为 答案： BD 试题分析：金属棒 ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于 ，而是大于 ，故 A错误；由电量计算公式，联立得 可得，下滑的位移大小为 ，故 B正确；产生的焦耳热 ，而这里的电流 I比棒的速度大小为 v
5、时的电流 小，故这一过程产生的焦耳热小于 ，故 C错误；金属棒ab做加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为 v时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为 ，故 D正确 考点：考查了导体切割磁感线运动 如图所示，有一闭合的等腰直角三角形导线 ABC若让它沿 BA的方向匀速通过有明显边界的匀强磁场（场区宽度大于直角边长），以逆时针方向为正，从图示位置开始计时，在整个过程中，线框内的感应电流随时间变化的图象是图中的：（ ） 答案： C 试题分析：本题分线圈进入磁场和穿出磁场两个过程研究即可进入磁场时，线圈的磁通量增加，穿出磁场时，线圈的磁通 量减小，根据楞次定律判断可知，两个过
6、程中线圈产生的感应电流方向相反故 AB错误；进入磁场过程，线圈有效切割长度 L均匀增大，由公式 均匀增大，感应电流均匀增大；穿出磁场过程，线圈有效切割长度也均匀增大，由公式 均匀增大，感应电流均匀增大，故 C正确， D错误 考点：考查了楞次定律 如图所示，光滑的 “ ”形金属导体框竖直放置，质量为 m的金属棒 MN与框架接触良好 .磁感应强度分别为 B1、 B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处于 abcd和 cdef区域 .现从图示位置由静止释放金属棒 MN，当金属棒刚进入磁场 B1区域时，恰好做匀速运动 .以下说法正确的是 ( ) A若 B2=B1，金属棒进入 B2区域后将
7、加速下滑 B若 B2=B1，金属棒进入 B2区域后仍将保持匀速下滑 C若 B2 B1，金属棒进入 B2区域后可能先加速后匀速下滑 D若 B2 B1，金属棒进入 B2区域后可能先匀减速后匀速下滑 答案： BC 试题分析：当金属棒进入磁场 区域后，恰好做匀速运动，说明金属棒所受的安培力与重力大小相等、方向相反若 ，根据安培力公式 得知，金属棒进入 区域后，金属棒受到的安培力大小不变，由楞次定律得知，安培力方向仍竖直向上，安培力与重力仍平衡，故金属棒进入 区域后仍将保持匀速下滑，故 A 错误， B 正确；若 ，金属棒进入 区域后安培力减小，将小于金属棒的重力，棒将先做加速运动，随着速度增加，安培力增
8、大，当安培力再次与重力平衡后，金属棒又做匀速运动，故 C正确；若 ，金属棒进入 区域后安培力增大，将大于金属棒的重力，棒将先做减速运动，随着速度减小，安培力减小，当安培力再次与重力平衡后，金属棒又做匀速运动，故D错误 考点：考查了导体切割磁感线运动 如图所示，两 块水平放置的平行金属板间距为 d，定值电阻的阻值为 R，竖直放置线圈的匝数为 n，绕制线圈导线的电阻为 R，其他导线的电阻忽略不计现在竖直向上的磁场 B穿过线圈，在两极板中一个质量为 m，电量为 q，带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场 B的变化情况是（ ） A均匀增大，磁通量变化率的大小为 B均匀增大，磁通量变化率的大小为 C均匀减
9、小，磁通量变化率的大小为 D均匀减小，磁通量变化率的大小为 答案： A 试题分析：电荷量为 q的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电， 所以线圈下端相当于电源的正极，由题意可知，根据楞次定律，可得：穿过线圈的磁通量在均匀增大；线框产生的感应电动势：；通过线框的电流： ，电容器板间的电场强度： ；又 ，油滴所受电场力： ，因此，联立以上各式得： ，对油滴，根据平衡条件得： ，所以解得，线圈中的磁通量变化率的大小为 ，故 A正确。 考点：考查了楞次定律，法拉第电磁感应定律的应用 如图（甲）所示，长直导线右侧的矩形线框与长直导线位于同一平面内。以导线中向上电流为正，当
10、长直导线中的电流发生如图（乙）所示的变化时，线框中感应电流与线框所受安培力的方向是：（ ） A感应电流方向一直逆时针，线框受合力方向先向右后向左 B感应电流方向一直顺时针，线框受合力方向先向左后向右 C感应电流方向先顺时针后逆时针，线框受合力方向一直向左 D感应电流方向先逆时针后顺时针，线框受合力一直向右 答案： B 试题分析：当导线中电流方向为正时，电流强度逐渐减小，穿过线圈垂直纸面向里的磁通量减小， 根据楞次定律可得线框中产生的感应电流为顺时针，由于距离导线越近，产生的磁感应强度越大，所以此过程中线圈受到的安培力合力向左，当导线中电流方向为负时，电流强度逐渐增大，穿过线圈垂直纸面向外的磁通
11、量增加，根据楞次定律可得线框中产生的感应电流方向为顺时针，此时线框受到安培力的合力向右，故 B正确 考点：考查了安培力，楞次定律 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将水平放置的金属棒 ab以水平速度v抛出，且棒与磁场垂直，不计下落过程的空气阻力，则棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是 ( ) 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：因为金属棒做类平抛运动，在水平方向上即垂直磁场方向上做匀速直线运动，所以切割磁场速度不变，故产生的感应电动势大小不变， C正确。 考点：考查了导体切割磁感线运动 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为 1T的匀强磁场中，以
12、导线为中心，半径为 R的圆周上有 a、 b、 c、 d四个点，已知 c点的实际磁感应强度为 0，则下列说法中正确的是 :（ ） A直导线中电流方向垂直纸面向里 B d点的磁感应强度为 0 C a点的磁感应强度为 2T，方向向右 D b点的磁感应强度为 T，方向斜向下，与 B成 450角 答案： CD 试题分析： c点的磁感应强度为 0，说明通电导线在 c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在 c点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，故 A错误；通电导线在 d处的磁感应强度方向竖直向上，根据磁场的叠加可知 d点
13、感应强度为 ，方向与 B的方向成 45斜向上，不为 0，故 B错误；通电导线在 a处的磁感应强度方向水平向右，则 a点磁感应强度为 2T，方向向右，故 C正确；由上知道，通电导线 在 b点产生的磁感应强度大小为 1T，由安培定则可知，通电导线在 b处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知， b点感应强度为 ，方向与 B的方向成 45斜向下，故 D正确 考点：考查了磁场的叠加 如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 ，质量为的直导体棒。当导体棒中的电流 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，下列有关磁场的描述中正确的是 :( )
14、 A若磁场方向竖直向上，则 B若磁场方向平行斜面向上，则 C若磁场方向垂直斜面向上，则 D若磁场方向垂直斜面向上，则 答案： AC 试题分析：外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向竖直向上时，根据左手定则知，安培力水平向右，能使导体棒保持平衡，根据共点力平衡可得 ，故A正确；若磁场方向平行斜面向上，则受到的磁场力方向垂直斜面向下，故此时不可能平衡，故 B错误；外加匀强磁场的磁感应强度 B的方向垂直斜面向上时，根据左手定则知，安培力沿斜面向上，还受到支持力和重力，三力可以使导体棒处于平衡状态，根据共点力平衡可得 ， C正确， D错误。 考点：考查了安培力，共点力平衡条件 如图所示，圆形区域内有垂直
15、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，以不同的速率对准圆心 O沿着 AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 （ ） A a粒子动能最大 B c粒子速率最大 C c粒子在磁场中运动时间最长 D它们做圆周运动的周期 答案： B 试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据，可得： 由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则知 a粒子速率最小， c粒子速率最大故 A错误， B正确；由于 及 可知，三粒子运动周期相同， a在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，故 C、
16、 D错误 考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动 如图，半径为 R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面 (纸面 )，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为 q(q0)，质量为 m的粒子沿平行于直径 ab的方向射入磁场区域，射入点与 ab的距离为 R/2。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 600。，则粒子的速率为 (不计重力 )（ ） A B C D 答案： B 试题 分析：由题，射入点与 ab 的距离为 则射入点与 ab 之间的夹角是 30，粒子的偏转角是 60，即它的轨迹圆弧对应的圆心角是 60，所以入射点、出射点和圆心构成等边三角形，所以，它的轨迹的半径与圆形磁场
17、的半径相等，即轨迹如图： 洛伦兹力提供向心力： ，变形得： ，故 B正确。 考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动 如图所示，为速度选择器原理图， Dl和 D2是两个平行金属板，分别连在电源的两极上，其间有一定的电场强度为 E，同时在这空间加有垂直于电场方向的磁场，磁感应强度为 B。 Sl、 S2为两个小孔，且 Sl与 S2连线方向与金属板平行。速度沿 Sl、 S2连线方向从 Sl飞入的带电粒子只有做直线运动才可以从 S2飞出，若让一束不同粒子沿 Sl与 S2连线方向从 Sl孔飞入，则下列说法正确的是（ ） A.能够从 S2孔飞出的粒子必为同种粒子 B.能够从 孔飞出的粒子必具有相同的速度 C
18、.能够从 S2孔飞出的粒子若改为从 S2孔飞入，也必能从 S1孔飞出 D.只有从 S2孔飞出的带正电的粒子，若改为从 S2孔飞入，才能从 S1孔飞出 答案： B 试题分析：无论粒子带正电还是带负电，只要满足 即可从 飞出，即速度满足 ，故能够从 孔飞出的粒子必具 有相同的速度，但不一定是同种粒子， A错误 B正确；例如如果用能从 飞出的正电荷从从 S2孔飞入，粒子受到的电场力竖直向下，受到的磁场力竖直向下，不能从 S1 孔飞出， CD 错误； 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动 填空题 如图是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个 D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀
19、强磁场中，并分别与高频电源相连，以达到加速粒子的目的。已知 D形盒的半径为 R，匀强磁场的磁感应强度为 B，一个质量为 m、电荷量为 q 的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速。根据回旋加速器的这些数据，可知该粒子离开回旋加速器时获得的动能为 ；若提高高频电源的电压，粒子离开回旋加速器的动能将 。（填 “增大 ”、 “减小 ”或“不变 ”） 答案： ;“不变 试题分析：根据公式 ，有 ，故最大动能 ，与加速电压无关，故若提高高频电源的电压，粒子离开回旋加速器的动能将不变。 考点：考查了回旋加速器 计算题 如图，一个轮形的发电机模型，处于磁感强度为 B的匀强磁场中作匀速转动，轮轴通过圆心 O且与
20、磁场方向平行，轮半径是 L转动的角速度是 ，外电路连接一只平 行板电容器，两板水平放置板间距离是 d，板间有一个质量m的带负电的微粒恰好处于平衡，则： (1)发电机转轮是逆时针转动还是顺时针转动 (2)带电微粒的电量是多大 答案：（ 1）逆（ 2） 试题分析：（ 1）根据楞次定律可得：逆 2分 （ 2）根据公式 2 分 由电场力和重力平衡可得 2 分 2分 考点：考查了法拉第电磁感应定律的应用 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨 MN、 PQ间距为 L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角。完全相同的两金属棒 ab、 cd分别垂直导轨放置，每棒两 端都与导轨始终有良好
21、接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为 R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B=0.2T，棒 ab在平行于导轨向上的力 F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒 cd恰好能保持静止。取 g=10m/s2，问： （ 1）通过 cd棒的电流 I是多少，方向如何？ （ 2）棒 ab受到的力 F多大？ （ 3）力 F的功率 P是多少？ 答案：（ 1） I=1A，方向由右手定则可知由 d到 c（ 2） F=0.2N（ 3） P=0.4W 试题分析：（ 1）棒 cd受到的安培力 1分 棒 cd在共点力作用下平衡，则 1分 由 式代入数据解得 I=1A， 1分 方向由右手
22、定则可知由 d到 c。 1分 （ 2）棒 ab与棒 cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd 2分 对棒 ab由共点力平衡有 2分 代入数据解得 F=0.2N 1分 （ 3）设 ab棒匀速运动的速度大小为 v，则产生的感应电动势 E=Blv 2分 由闭合电路欧姆定律知 2分 力 F做的功率 P =Fv 综合上述各式，代入数据解得 P=0.4W 1分 考点：考查了导体切割磁感线运动 如图所示，在平面坐标系 xOy内，第 二三象限内存在沿 y轴正方向的匀强电场，第一四象限内存在半径为 L的圆形匀强磁场，磁场圆心在 M（ L， 0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外，一带正电的粒子从第三象限中的 Q（ -2L， -L）点以速度 沿 x轴正方向射出，恰好从坐标原点 O进入磁场，从 P(2L， 0)点射出磁场，不计粒子重力，求： （ 1）电场强度与磁感应强度大小之比。 （ 2）粒子在磁场与电场中运动时间之比。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）在电场中粒子做类平抛运动： X轴方向上： 2分 Y轴方向上： 2分 由以上可得： 1分 得 则过点 O的速度 ，与 x轴成 45偏上 在磁场中粒子做匀速圆周运动，有 由几何关系可知： 由以上两式可得 所以 （ 2）在磁场中： 2分 因为圆心角为 ， 所以 2分 所以： 1分 考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动
