高二物理上学期期末考试试题 (5)

内蒙古包头市2016-2017学年高二物理上学期期末考试试题一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。多选、错选均不得分）1取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图10甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B；若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以电流也为I的电流时，在螺线管内中部的磁感应强度大小为 () A0 B0.5B CB D2B2如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A竖直向上 B方向垂直于ad斜向上 C方向垂直于bc斜向下 D为零3初速为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如右图所示，则()A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变4如图所示，有一磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速度v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是()AB/v，竖直向上 BB/v，水平向左 CBv，垂直纸面向里 DBv，垂直纸面向外5两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示粒子a的运动轨迹半径为r1，粒子b的运动轨迹半径为r2，且r22r1，q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量，则()Aa带负电b带正电、比荷之比为21 Ba带负电b带正电、比荷之比为12Ca带正电b带负电、比荷之比为21 Da带正电b带负电、比荷之比为116如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是() A.a、b两个环 Bb、c两个环 Ca、c两个环 Da、b、c三个环7如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是() A流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b8如右图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了角磁场的磁感应强度大小为()A. B. C. D.9如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为，现从t0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即Ikt，其中k为正恒量若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是()10如右图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子，不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是() A只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上 B对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长 D只要速度满足v，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，不止一个选项符合题目要求。每小题全对者得4分；漏选得2分；多选、错选、不选均不得分）11一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是()A磁铁对桌面的压力减小 B磁铁对桌面的压力增大C磁铁受到向右的摩擦力 D磁铁受到向左的摩擦力12如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时()A小球的动能相同 B丝线所受的拉力相同C小球所受的洛伦兹力相同 D小球的向心加速度相同13回旋加速器工作原理示意图置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响则下列说法正确的是()A质子被加速后的最大速度不可能超过2RfB质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1D不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于粒子加速14质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上，如图所示已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在下图中所加各种磁场中，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力为零的可能情况是()15在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直现给带电球体一个水平速度v0，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为()A0 B.m2 C.mv02 D.m三计算题（本题共4小题，16题10分， 17题10分，18题12分，19题12分，共50分。）16如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向如图，与x轴正向的夹角为.若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电荷量和质量之比.17如图所示，质量为m1 kg，电荷量为q5102 C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100 V/m，水平向右；B1 T，方向垂直纸面向里求：(1)滑块到达C点时的速度；(2)在C点时滑块对轨道的压力(g10 m/s2)18.如图所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一带电荷量为q、质量为m的粒子，自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场以后仅保留磁场已知OPd，OQ2d，不计粒子重力(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向；(2)若磁感应强度的大小为一确定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0；19如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示)，电场强度的大小为E0，E0表示电场方向竖直向上t0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2)求电场变化的周期T；(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值 20162017学年第一学期期末考试高二年级物理试卷答案一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。多选、错选均不得分）题号12345678910答案ADACCABBCD二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，不止一个选项符合题目要求。每小题全对者得4分；漏选得2分；多选、错选、不选均不得分）题号1112131415答案ADADACABACD三计算题（本题共4小题，16题10分， 17题10分，18题12分，19题12分，共50分。）16.解析：带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图虚线所示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为l，射出时速度的大小仍为v0，射出的方向与x轴的夹角仍为.由洛伦兹力公式和牛顿定律可得qv0B 解得r圆轨道的圆心位于OA的中垂线上，由几何关系可得rsin 联立、两式，解得.答案：17.答案(1)2 m/s方向水平向左(2)20.1 N方向竖直向下解析以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；电场力qE，水平向右；洛伦兹力F洛qvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块滑动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRqERmv得vC2 m/s.方向水平向左(2)在C点，滑块受到四个力作用，如图所示，由牛顿第二定律与圆周运动知识得FNmgqvCBm得：FNmgqvCBm20.1 N由牛顿第三定律知：滑块在C点处对轨道的压力FNFN20.1 N，方向竖直向下18.解析：答案：(1)粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动的时间为t0，加速度的大小为a，粒子的初速度为v0，过Q点时速度的大小为v，沿y轴方向分速度的大小为vy，速度与x轴正方向的夹角为，由牛顿第二定律得qEma由运动学公式得dat 2dv0t0 vyat0 v tan联立式得v2 45(2)设粒子做圆周运动的半径为R1，粒子在第一象限的运动轨迹如图甲所示，O1为圆心，由几何关系可知QOO1为等腰直角三角形，得R12d由牛顿第二定律得qvB0m 联立得B019.解析：此题考查粒子在复合场中的运动问题(1)微粒做直线运动，则mgqE0qvB微粒做圆周运动，则mgqE0联立得qB(2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1，做圆周运动的周期为t2，则vt1qvBm2Rvt2联立得t1；t2电场变化的周期Tt1t2(3)若微粒能完成题述的运动过程，要求d2R联立得R设N1Q段直线运动的最短时间为t1 min，由得t1min因t2不变，T的最小值Tmint1mint2答案：(1)(2)(3)