2012-2013学年云南昆明三中滇池中学高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析）.doc

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1、2012-2013学年云南昆明三中滇池中学高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于磁感应强度的单位 T，下列说法正确的有（ ） A 1T = 1Wb/m2 B 1T = 1Wb m C 1T = 1N s/（ C m） D 1T = 1N/（ A m） 答案： ACD 试题分析：由电场强度的定义： 可知， 1T = 1N/（ A m）， D 选项正确；由 ，可以推出 C选项正确；由 可知， ， 1T = 1Wb/m2， A选项正确；故选 ACD。 考点：磁感应强度的单位 点评：掌握磁感应强度的定义，结合公式推导可以确定不同的答案：。 长度和粗细均相同，材料不同的两根导线，分别先

2、后在 U形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中做切割磁感线运动，导轨电阻不计。则两导线（ ） A产生相同的感应电动势 B产生的感应电流与两者的电阻率成正比 C产生的电流功率与两者电阻率成正比 D两者受到相同的磁场力 答案： A 试题分析：由 E=BLv， A对 . ， ， S为导体棒横截面积，感应电流与电阻率成反比； ，产生的电流功率与两者电阻率成反比， B、 C错 .F=BIL， ， D不对 . 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电阻定律、电功率 点评：熟记公式及变形是解决本类问题的关键。 回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连接的两个 D形金属盒，两盒

3、间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图 8所示若要增大带电粒子从 D形盒中射出时的动能，可采用的方法是（ ） A增大磁场的磁感应强度 B增大电场的加速电压 C增大狭缝的距离 D增大 D形金属盒的半径 答案： AD 试题分析：回旋加速器中带电粒子在电场被加速，每通过电场，动能被增加一次；而在磁场里做匀速圆周运动，通过磁场时只改变粒子的运动方向，动能却不变因此带电粒子在一次加速过程中，电场电压越大，动能增加越大但从D形盒中射出的动能，除与每次增加的动能外，还与加速次数有关所以加速电压越大，回旋次数越少，最大动能只由磁感应强度和

4、 D 形金属盒的半径决定 带电粒子从 D形盒中射出时的动能 （ 1） 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径 （ 2） 由（ 1）（ 2）可得 显然，当带电粒子 q、 m一定的，则 ， 即 Ekm随磁场 的磁感应强度 B、 D形金属盒的半径 R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故选 A、 D 考点：回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动 点评：解决本题的关键知道回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，以及知道粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期 如图示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一离子恰能沿直线飞过此区域（不计

5、离子重力）（ ） A若离子带正电， E方向应向上 B若离子带负电， E方向应向上 C若离子带正电， E方向应向下 D若离子带负电， E方向应向下 答案： CD 试题分析：重力忽略不计的离子，穿过这一区域时未发生偏转，根据各选项提供的电性和电场方向，逐一分析各选项中的受力情况，分析电场力和磁场力的合力，即可判断带电粒子的运动情况 A、若离子带正电， E方向应向上，则有离子所受电场力方向向上，受磁场力向上，因此穿过此区域会发生偏转故 A不正确； E方向应向下，则有离子所受电场力方向向下，受磁场力向上，因此穿过此区域会不发生偏转故 C正确； B、若离子带正电， E方向应向上，则有离子所受电场力方向向

6、下，受磁场力向下，因此穿过此区 域会发生偏转故 B不正确； E方向应向下，则有离子所受电场力方向向上，受磁场力向上，因此穿过此区域会不发生偏转故 D正确； 故选 CD 考点：带电粒子在复合场中的运动 点评：该题考查了电场力和磁场力的方向的判断，在判断磁场力方向时，要会熟练的应用左手定则；了解二力平衡的条件，会准确的判断二力是否能平衡是解决此类问题的关键 如图所示，一闭合直角三角形线框以速度 v匀速穿过匀强磁场区域从 BC边进入磁场区开始计时，到 A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况 (以逆时针方向为电流的正方向 )是如图 6所示中的（ ） 答案： A 试题分析：由于闭合直角三角形线框

7、以速度 v匀速穿过匀强磁场区域，可以得到单位时间内闭合直角三角形线框内的磁通量变化越来越少；同样道理， A点离开磁场区止的过程中，单位时间内闭合直角三角形线框内的磁通量变化越来越少，但是电流方向与进入的时候相反（磁通量一增一减），故选 A。 考点：电磁感应 点评：利用 计算导体棒运动切割磁感线产生感应电动势， 是切割的有效长度。 如图所示电路， A1、 A2是两个相同的小电珠， L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻与 R相同，由于存在自感现象，在电键 S接通和断开时，灯泡A1和 A2先后亮暗的次序是（ ） A接通时 A1先达最亮，断开时 A1后暗 B接通时 A2先达最亮，断开时 A2后暗 C

8、接通时 A1先达最亮，断开时 A1先暗 D接通时 A2先达最亮，断开时 A2先暗 答案： A 试题分析：当电键 S接通时，由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势的方向是左边正极，右边负极，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始瞬时电流几乎全部从 A1通过，而该电流又将同时分路通过 A2和 R，所以 A1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，和 A2达到一样亮 当电键 S断开时电源电流立即为零，因此 A2立即熄灭，而对 A1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势（右端为正极，左端为负极），使线圈 L和 A1组成的闭合电路中有感应电流，所以 A1后暗故选 A

9、。 考点：自感 点评：流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生的自感电动势，总是阻碍线圈中原来电流的变化，当原来电流在增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。 下列关于楞次定律的说法中正确的是：（ ） A感应电流的磁场总是阻碍引起感应 电流的磁通量 B感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量 C感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场相反 D感应电流的磁场方向也可能与引起感应电流的磁场方向一致 答案： D 试题分析：根据楞次定律，感应电流具有这样的方向，就是感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化由此可见，感应电流的磁场

10、阻碍的是引起它的磁通量的变化，而不是引起它的磁通量，反过来说，如果磁通量不发生变化，就没有感应电流的产生 . 考点：楞次定律 点评：理解楞次定律的内涵，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中作下述哪种运动时，线圈中能产生感应电流（ ） A线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B线圈沿自身所在的平面做加速运动 C线圈绕任意一条直径做匀速转动 D线圈绕任意一条直径做变速转动 答案： CD 试题分析：当线圈沿自身所在的平面不管是匀速运动还是加速运动，磁感线都是垂直地穿过线圈平面，因而磁通量没变，不产生感应电流， A

11、、 B都是错误的 .当线圈绕任意一条直径转动后，磁感线都由垂直穿过变成不垂直穿过线圈平面，磁通量发生变化，会产生感应电流，故 C、 D正确 . 考点：电磁感应 点评：产生感应电流的条件是通过闭合回路的磁通量发生变化。 如图所示，一束负离子从 S点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点 O；若同时加上电场和磁场后，负离子束最后打在荧光屏上坐标系的第 象限中，则所加电场 E和磁场 B的方向可能是 (不计离子重力及其间相互作用力 ) ( ) A E向上， B向上 B E向下， B向下 C E向上， B向下 D E向下， B向上 答案： A 试题分析：离子打在第 II象限，相对于原

12、点 O 向下运动和向左运动，所以 e向下， B向上。所以 A正确。 考点：电场和磁场 点评：本题考查带电粒子在电场和磁场中的偏转，掌握电场力和洛伦兹力方向的判断方法。 如图所示，匀强磁场和匀强电场相互垂直，一电子以某一速度飞入其中后，做匀速直线运动，其速度方向应该为（ ） A垂直纸面向里 B与电场线平行 C与磁感线平行 D垂直纸面向外 答案： D 试题分析：电子以某一速度飞入其中后，做匀速直线运动，电子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零。 A若电子运动方向垂直纸面向里，电场力竖直向上，开始运动时洛伦兹力竖直向上，不符合题意， A错误。 B若电子运动方向与电场线平行，电场力竖直向上，开始运动时洛伦

13、兹力向里或向外，不符合题意， B错误。 C若电子运动方向与磁感线平行电场力竖直向上，开始运动时洛伦兹力为零，不符合题意， C错误。 D若电子运动方向，垂直纸面向外电子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零，符合题意，故选 D。 考点：带电粒子在电场和磁场的复合场的运动 点评：理解电子做匀速直线运动的条件，准确的掌握右手定则判断负电荷所受洛伦兹力的方向，是解决本 题的关键。 如图所示，水平导线中通有稳恒电流 I，导线正下方的电子 e的初速度方向与电流方向相同，其后电子将：（ ） A沿路径 a运动，轨迹是圆 B沿路径 a运动，曲率半径变小 C沿路径 a运动，曲率半径变大 D沿路径 b运动，曲率半径变小

14、答案： C 试题分析：电子受到离开导线方向的洛伦兹力，而越往外面磁场强度越小，洛伦兹力越小，半径越大，故 C正确。 考点：磁场对运动电荷的作用 点评：理解通电直导线周围的磁场分布情况，理解带电粒子在磁场中运动的半径公式： 。 关于磁感线和电场线，下述说法正确的是 （ ） A磁感线是闭合曲线，而静电场的电场线不是闭和曲线 B磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线 C电场线起始于正电荷，终止于负电荷；磁感线起始于 N 极，终止于 S极 D磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向 答案： A 试题分析：电场线和磁感线都是科学家来描述电磁场时用的一种模型，是不存在的。磁感线是闭合的，例如通电的螺线管

15、的内部和外部都有磁感线，在磁体的外部磁感线起始于 N 极，终止于 S极，内部磁感线起始于 S极，终止于 N 极它们是闭合的， A正确； C错误；磁感线和电场线不一定是互相平行的曲线，磁感线和 电场线都既表示磁场和电场的方向也可以表示强弱， BD错误。故选 A。 考点：磁感线和电场线 点评： 填空题 如图所示为质谱仪的原理示意图，电荷量为 q、质量为 m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为 U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为 E、方向水平向右已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从 G点垂直 MN 进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线 M

16、N 为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的 H点可测量出 G、 H间的距离为 l 带电粒子的重力可忽略不计 粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度 B1的大小为 ；偏转磁场的磁感强度 B2的大小为 。 答案： ， 试题分析：（ 1）粒子在电场中运动只有电场力做功，根据动能定理可以求得粒子从加速电场射出时速度 v的大小； （ 2）带电的粒子在速度选择器中做匀速直线运动，说明粒子受力平衡，根据粒子的受力状态可以求得速度选择器中匀强磁场的磁感应强度 B1 的大小； （ 3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据粒子在磁场中运动的半径公式可以求得偏转磁场的磁感应强度 B2 的

17、大小 （ 1）粒子在电场中运动只有电场力做功 ，根据动能定理可得， ，可以求得粒子从加速电场射出时速度 v的大小 v为， ； （ 2）粒子在速度选择器中受力平衡，所以 ，所以磁感应强度 的大小为 ， （ 3）粒子垂直进入磁场，做圆周运动，半径的大小为 ，所以即 ， 所以 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力 点评：粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动，根据不同阶段的运动的特点来分类解决 通电直导线 A与圆形通电导线环 B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线 A受到水平向 _的安培力作用当 A、 B中电流大小保持不变，但同时

18、改变方向时，通电直导线 A所受到的安培力方向水平向_。（填 “右 ”或 “左 ”） 答案：右 右 试题分析：由安培定则可得出 A处的磁场方向，再由左手定则可判断 A受安培力的方向由安培定则可得， A所在处的磁场垂直线面向里，则由左手定则可得， A受安培力向右， 同理可得，当电路反向后，安培力向右； 故答案：为：右；右 考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；安培定则；安培力；左手定则 点评：本题考查安培定则及左手定则的应用，只要熟练掌握定则内容并能正确应用即 可解出 如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B=0.1T，导体 ab可在平行金属导轨上自由滑动，导轨宽 cd=0.2m若导体 ab以 v=

19、10m/s的速度向右匀速运动，则 ab中的感应电动势的大小为 _V，通过 ab中的感应电流的方向为 _（选填 “a至 b”或 “b至 a”） 答案： .2 b至 a 试题分析：导体棒 PQ运动时切割磁感线，回路中的磁通量发生变化，因此有感应电流产生，根据右手定则可以判断电流方向，由 E=BLv可得感应电动势的大小 当导体棒 PQ运动时，根据法拉第电磁感应定律得： E=BLv=0.10.210=0.2V，根据右手定则可知，通过 ab的电流为从 b点流向 a点 故选 D 考点：右手定则；导体切割磁感线时的感应电动势 点评：本题比较简单，考查了导体切割磁感线产生电动势和电流方向问题，注意公式 E=B

20、Lv的适用条件和公式各个物理量的含义 一矩形线框 abcd，边长 ad=20cm， dc=10cm，有一半放在具有理想边界的B=0.1T的匀强磁场中，线框可绕 cd边转动如图所示在图示位置处的磁通量 Wb，由图示位置绕 cd边转过 60角磁通量的变化量 Wb。答案： 10-3 210-3 计算题 如图所示，半径为 r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。现有一带电离子（不计重力）从 A以速度 v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从 C点射出磁场的方向间的夹角为 60o （ 1）该离子带何种电荷； （ 2）求该离子的电荷量与质量之比 q/m。 答案：（ 1）离子带负电（ 2

21、） 试题分析：分析： 离子在 A 点受到的洛伦兹力向下，根据左手定则判断电性 画出轨迹，由几何知识求出半径，根据牛顿第二定律求出比荷 （ 1）离子带负电。 （ 2） 离子在磁场中运动轨迹为一段圆弧，所对应圆心角为 60o。 ， ，联立 、 解得： 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力 点评：本题是粒子在磁场中圆周运动的轨迹问题，关键是运用几何知识画出轨迹、求出半径 面积 S = 0.2m2、 n = 100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间 t变化的规律是 B = 0.02t， R = 3， C = 30F，线圈电阻 r = 1，求： （ 1）通过 R的电流

22、大小和方向 （ 2）电容器的电荷量 . 答案： (1)通过 R的电流方向为 ba ， A(2) 试题分析：（ 1）由法拉第电磁感应定律可得出线圈中的电动势，则由欧姆定律可求得通过 R的电流；由楞次定律可求得电流的方向； （ 2）电容器与 R并联，则可求得电容器两端的电压，由电容器的定义可求得电荷量 (1)由楞次定律知， 变大，线圈的感应电流方向为逆时针，通过 R的电流方向为 ba ， (2)由 V V， A A， V V， 考点：楞次定律；平行板电容器的电容；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律 点评：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用、电容器及欧姆定律，解题时注意发生电磁感应的部分

23、看作电源，不能忽略了其 内电阻 如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框 abcd，其边长为 L，总电阻为 R，放在磁感应强度为 B方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线 MN 为磁场的左边界。线框在恒力作用下向右运动，其中 ab边保持与 MN 平行。当线框以速度 v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动，求： （ 1）线框刚进入磁场时 ab边产生的感应电动势的大小为 E ； （ 2）在线框进入磁场的过程中 a、 b两点的电势差； （ 3）在线框进入磁场的过程中恒力所做的功。 答案：（ 1） E = BLv0（ 2） （ 3） W= 试题分析（ 1）根据感应电动势公式 E

24、=BLv求出感应电动势的大小 E （ 2） ab边切割磁感线，相当于电源， ab间的电压是路端电压，根据欧姆定律求解 （ 3）线框进入过程做匀速运动，恒力 F所做的功等于线圈中产生的焦耳热，根据功能关系求出焦耳热 （ 1） E = BLv0 （ 2） （ 3）线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为 E = BLv0电路中的总电功率为线圈中产生的热量 联解可得： ，而 W=Q 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律 点评：本题是电磁感应与电路、力学等知识的综合应用第（ 3）问也可根据焦耳定律求解： ，代入解得 如图所示，在地面附近，坐标系 xOy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直纸

25、面向里的匀强磁场，磁感强度大小为 B，在 x 0的空间内还有沿 x轴负方向的匀强电场，场强大小为 E，一个带正电的油滴经图中 x轴上的 M点，沿着与水平方向成 =30角的方向斜向下做直线运动，进入 x 0的区域，要使油滴进入 x 0区域后能在竖直平面内匀速圆周运动，需在 x 0的区域内加一个匀强电场，若带电油滴做圆周运动时通过 x轴上的 N 点，且 ，求： （ 1）油滴运动速率； （ 2）在 x 0空间内所加电场的场强 大小和方向； （ 3）油滴从 x轴上的 M点开始到达 x轴上的 N 点所用的时间 答案：（ 1） （ 2） E= E，方向竖直向上（ 3） 试题分析： （ 1）带电油滴在 x

26、0区域受电场力 qE，重力 mg 和洛伦兹力作用，油滴所受电场力、重力为恒力，则与运动方向垂直的洛仑兹力大小一定不变，因此油滴做匀速直线运动则 ，解得 ，则 （ 2）油滴进入 x 0区域后，受电场力 qE、重力及洛伦兹力作用，要油滴做匀速圆周运动， qE一定方向向上，且 qE=mg=qEcot，则 E= E，方向竖直向上 （ 3） OPO1=30，故 PO1N=120 O1为油滴做匀速圆周运动的圆心 因为 ，所以 ，又 ，则 油滴从 M点至 P点时间 由 M点至 N 点时间 所以油滴从 M点至 N 点时间 将 代入得 考点：共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在混合场中的运动 点评：本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比较明显了