广东省深圳市福田区西浦教育集团外国语高级中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

西普教育集团外国语高中2024-20 西浦教育集团外国语高中2024-2025学年度第一学期 高二年级 期末考试 物理学科试题 答题注意事项： 命题人：于学坤 1.本试卷满分100分；考试用时75分钟： 2.本试卷分二卷，不按要求答卷不得分。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题 目要求的) 1.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是 b 2.如图所示，无限长通电直导线与右侧的心形导线圈在同一平面内，线圈的中间线与直导线平行。现用外 力使线圈向直导线靠近且始终保持中间线与直导线平行，在线圈靠近直导线的过程中，下列说法正确的是 A.线圈内产生的感应电流方向为顺时针 B.直导线对线圈左半边边和右半边边的安培力等大反向 C.直导线对心形线圈的安培力方向向左 D.直导线在线圈内部产生的磁场方向垂直于线圈所在平面向里 第1 25学年度第一学期高二年级期末考试 3.某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、 灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏。 在保持开关闭合的状态下，下列判断正确的是() 铁芯 A.当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B.当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 D.当滑动变阻器的滑片加速向W端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏 4.如图电路中，A、B是相同的两小灯泡。L是一个带铁芯线圈，电阻可不计。调节R可使电路稳定时两灯 都正常发光，则() B A.闭合S时，A、B灯都立刻变亮 B.断开S时，A、B灯一起慢慢熄灭 C.断开S时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同 D.断开S时，B灯会突然闪亮一下后再熄灭 5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、12，定值电阻R=27.52,理想电流表A2的示数L2=2A, a、b两端接正弦交流电源u=220√2sin(100m)V。下列判断错误的是() A.n:n2=1:20 A2 B.理想电压表V的示数U=220v ao R C.理想电流表A的示数为0.5A D.定值电阻R中电流变化的频率为50Hz （共4页) 西普教育集团外国语高中2024-2025 6.如图是我校学生食堂用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机 会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生电磁感应。电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S,共 匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，全部处于磁场区域内，且在感应时间。内，磁感应强度方向向外 由0均匀增大到B。,此过程中() A.线框中磁通量最大为nB,S B.此现象为涡流现象 C.线框中产生的感应电流一直增大 芯片 D.线框中感应电动势大小为nB的 ● to 线圈 7.如图所示，虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面，实线是电子仅在电场力作用下的运动轨 迹，M、N、P、Q分别为运动轨迹与各等势面的交点。己知电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6V, 设b等势面的电势为零。则下列判断正确的是() A.c等势面的电势中。=2V b B.电子在P点的加速度比在N点的加速度大 C.电子经过P点的动能比经过N点的动能大 d D.电子在P点的电势能比在N点的电势能大 巳------------------- 8.下图是有两个量程的电流表，当分别使用a和b、a和c接线柱时，其中一个量程为0-100mA,另一 个量程为0-10mA,表头内阻R=902,满偏电流I。=1mA,则() A.当使用a、b时量程为0-10mA B.当使用a、c时量程为0-100mA C.电阻R为102 D.电阻R2为9Q 第2页 学年度第一学期高二年级期末考试 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)。 9.党的二十大报告中，习近平总书记明确指出要实施科技兴国战略，强调科技是第一生产力，则下列关于 现代科技前沿磁流体发电和加速度相关说法正确的是() 等离子体 甲 乙 A.图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A板是发电机的负极 B.图甲中，稳定时AB间形成的电场方向从A板指向B板 C.图乙是回旋加速器的示意图要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压U D.图乙中可增加D型盒直径来增大粒子的出射动能 10.如图，在磁感应强度大小为B。的匀强磁场中，将两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的 距离为1。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的相同电流时，纸面内与两导线距离均为1的点处的 磁感应强度为零。则下列说法中正确的是() a P⑧-- 0 A.两根导线连线中点处的总磁感应强度为零 B.两根导线在他们连线中点处产生的磁感应强度为零 C.每根通电直导线在a点处产生的磁感应强度大小为2y -B。 3 D.每根通电直导线在a点处产生的磁感应强度大小为5B, (共4页) 西普教育集团外国语高中2024-2025 11.如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在长玻璃管上。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下 落过程中穿过线圈，并不与玻璃管接触。实验观察到的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示，则 ( 一强磁铁 IA 0.6 电流传感器 0.4 0.2 接电脑 0 -0.2 线圈 -0.4 -0.6 0.8 1.0 -t/s 甲 乙 A.磁铁下落过程机械能不守恒 B.~t过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向下 C.t,时刻穿过线圈磁通量的变化率不为零 D.若将强磁铁两极翻转后重复实验，则感应电流先沿负方向后沿正方向 三、实验题（两题共16分） 12.(6分)研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，步骤如下： 2主尺3 cm pmm 10游标尺20 甲 (1)用螺旋测微器测量其直径D如图甲，读数为 mm;用游标卡尺测量其长度L如图乙，读数 为 mm. (2)若实验时流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为，则用测得的DL、、U表示的电阻率 的关系式为= 第3页 学年度第一学期高二年级期末考试 13.(10分)某同学在实验室用伏安法测定一大电池的电动势和内阻，选用器材如下： 待测电池（电动势约4.5V,内阻约32）： 电压表V(量程0~3V,内阻约3k2): 电流表A(量程0~1A,内阻为0.52)： 滑动变阻器R,(0~102): 开关、导线若干。 A 甲 (1)根据以上信息，该同学为了消除电压表内阻、电流表内阻带来的误差影响，测量应选 (填“甲” “乙”)电路， (2)根据所选电路，将实物连线补充完整。 UN 3.0 2.5 2.0f 184050.60.7o.8iA (3)闭合开关，该同学通过改变滑动变阻器滑片的位置得到多组关于电压表和电流表的数据，描绘了如图 所示的U-I图像，根据图像和已知数据可算出，电池组电动势E=V,内阻r=2(结果均 保留3位有效数字)。与真实值相比，内阻测量值（填“偏大“偏小”或“相等”）。 共4页) 西普教育集团外国语高中2024-2025 四、计算题：(3题，共34分)写出必要的文字说明和推导过程，答案必须写在答题卡上，写在试卷上无 效，得0分 14.(10分)如图所示，间距为L=2m、水平放置的平行U形光滑金属导轨左端有电阻R=82,导轨间有垂 直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为B=5T的匀强磁场，倾斜放置的金属杆MN单位长度电阻为0.5 Q,在外力作用下以平行于导轨向右的速度v=4m/s匀速运动，金属杆MN与导轨的夹角为0=30°，MN运 动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。求： M 1.MN两端电势差？ 2.金属杆MN所受外力的大小和方向？ <××X×××× ××0x×××X 15.(11分)如图所示，在水平向右的匀强电场中有一与水平面成45°角的长为2m的光滑绝缘直杆AC, 质量为m=0.10kg、电荷量为q=1×106℃的带正电小球套在杆上，小球从A点开始以速度y。=√2m/s沿 杆匀速下滑，小球离开杆后正好落在C端的正下方地面上P点处，ACP所在平面与电场平行，重力加速度 g取10m/s2。求： ()电场强度E的大小： (2)小球离开直杆后运动的加速度大小： (3)C点距离地面的高度，及小球从A到P全过程中机械能的变化量 777777 7777777777777 第4页 学年度第一学期高二年级期末考试 16.(13分)矢量示波器在校准时，需要建立带电粒子的出射坐标和初始位置的函数关系.基本原理可以 等效如图所示，在xoy平面y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在-l<y<0的区域内有垂直于 y平面向里的匀强磁场，校准时磁感应强度大小可改变。校准前一粒子从y轴上的P(0,)处沿+x方向 以速度v。射出，在Q(21,0)处进入磁场.已知粒子的质量为m、电荷量为一9，粒子的重力忽略不计.求： (1)校准前电场强度大小E (2)校准过程中，改变磁感应强度大小，使粒子能再次回到电场中，则磁感应强度的最小值B (3)校准过程中，磁感应强度大小变为某值时，粒子恰好沿y方向离开磁场.保持该磁感应强度不变，将 粒子从y正半轴的任意位置仍以速度'。沿+x方向射出，求粒子离开磁场时的横坐标x与其对应的初始射 出位置纵坐标y的关系 X (共4页)西普教育集团外国语高中2024-2025 西浦教育集团外国语高中2024-2025学年度第一学期 高二年级 期末考试 物理学科试题 答题注意事项： 命题人：于学坤 1.本试卷满分100分；考试用时75分钟： 2.本试卷分二卷，不按要求答卷不得： 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的) 1.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是 D 【答案】C 【详解】A.A图中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向不相反，故A错误： B.对B图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，故B错误： C.C图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向相反，故 C正确： D.对D图，根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，故D错误。故选C。 2.如图所示，无限长通电直导线与右侧的心形导线圈在同一平面内，线圈的中间线与直导线平行。现用外 力使线圈向直导线靠近且始终保持中间线与直导线平行，在线圈靠近直导线的过程中，下列说法正确的是 () A.线圈内产生的感应电流方向为顺时针 B.直导线对线圈左半边边和右半边边的安培力等大反向 C.直导线对心形线圈的安培力方向向左 D.直导线在线圈内部产生的磁场方向垂直于线圈所在平面向里 【答案】D 第1页 学年度第一学期高二年级期末考试 【详解】AD.根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在线圈靠近直导线的过程中，线 圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电流方向是逆时针，所以A错误：，D正确 B.直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越近磁感应强度越大，则对左半边和右半边的安培力不等大 但是方向是相反的，所以B错误： C.根据来拒去留或者左手定则，两者相斥，股安培力向右。故选D。 3.某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、 灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏。 在保持开关闭合的状态下，下列判断正确的是( A.当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B.当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 铁芯 C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针 不偏转 D.当滑动变阻器的滑片加速向W端滑动时，灵敏电流计 的指针向左偏 【答案】B 【详解】在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏，可知穿过线圈B的磁通量增 加时，灵敏电流计的指针向右偏。 A.当线圈A拔出时，穿过线圈B的磁通量减少，灵敏电流计的指针向左偏，故A错误： B.当线圈A中的铁芯拔出或A线圈把出时，穿过线圈B的磁通量都减少，灵敏电流计的指针向左偏，故B 正确： C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，通过线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量减发生变化，则灵敏 电流计的指针发生偏转，故C错误； D.当滑动变阻器的滑片加速向V端滑动时，通过线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计 的指针向右偏，故D错误。故选B。 4.如图电路中，A、B是相同的两小灯泡。L是一个带铁芯线圈，电阻可不计。调节R,可使电路稳定时两灯 都正常发光，则() B A.闭合S时，A、B灯都立刻变亮 B.断开S时，A、B灯一起慢慢熄灭 C.断开S时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同 (共7页) 西普教育集团外国语高中2024-20 D.断开S时，B灯会突然闪亮一下后再熄灭 5【解析】选B。 开关闭合时，B灯立即变亮；在开关闭合瞬间，通过线圈的电流在增大，导致线圈出现自感电动势，从而阻碍 灯泡A的电流增大，则A灯慢慢变亮，最后达到正常发光状态，故A错误 断开开关S的瞬间，由于L的自感电动势的存在，在L和A中的电流会通过L、A、B形成新的回路维持不变， 通过A灯的电流的方向不变，而B灯的电流方向与原电流方向相反；断开开关S的瞬间，因通过两灯的电流大 小与原来的电流大小相同，所以两灯会慢慢熄灭，但不会闪亮一下，故B正确，C、D错误 5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n、2,定值电阻R=27.52,理想电流表A2的示数12=2A, a、b两端接正弦交流电源u=220W2sin(100m0V。下列判断错误的是（) A.n:n2=1:20 B.理想电压表V的示数U=220v ao n C.理想电流表A,的示数为0.5A D.定值电阻R中电流变化的频率为50Hz 【答案】A 【解析】B.根据题意可知交流电压的最大值Umx=220V2V 理想电压表的示数为交流电压的有效值，为U,=乙尝=22OV 2 C.理想变压器原、副线圈两端功率相等，有P=U,L,=R 解得L2= 220×0.5 A=2A 27.5 心由理想变压餐电流与匝数的关系子 可得及=24.4 n20.5A1 故A错误： D.定值电阻R中电流变化的频率为∫=2-100mH2=5OH。故选A。 2π2元 6.如图是我校学生食堂用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机 会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应。电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S,共匝， 某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，全部处于磁场区域内，且在感应时间。内，磁感应强度方向向外由0 均匀增大到B。,此过程中() 第2项 25学年度第一学期高二年级期末考试 A.线框中磁通量最大为nB,S B.此现象为涡流现象 C.线框中产生的感应电流一直增大 芯片 B BoS 线圈 D.线框中感应电动势大小为n 【答案】D 【详解】A.线框中磁通量最大为中=B,S与线圈匝数无关，选项A错误： B.磁感应强度向外均匀增大，由楞次定律可得感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里，根据安培定则可知 感应电流为顺时针方向，故B错误： C①.磁感应强度方向向外且由0均匀增大到B,电动势大小为E=nA单-nB,的 △tto 电动势大小不变，线框中产生的感应电流一直不变，故C错误，D正确；故D。 7.如图所示，虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面，实线是电子仅在电场力作用下的运动轨 迹，M、N、P、Q分别为运动轨迹与各等势面的交点。已知电子从M点运动到Q点的过程中电场力做功6V, 设b等势面的电势为零。则下列判断正确的是() A.c等势面的电势φ=2V B.电子在P点的加速度比在N点的加速度大 C--- C.电子经过P点的动能比经过N点的动能大 d---_ D.电子在P点的电势能比在N点的电势能大 e、 【答案】C 电子从M点运动到Q点，有U(-e)=6eV,解得U=-6V,可推理得U=-2V,所以c等势面的电势中。=-2V,A 错误；因为等差等势面平行且间距相等，所以该电场是匀强电场，则电子在P点、N点的加速度相等，B错误： 电子从N到P,电场力做正功，动能增大，电势能减小，所以Ew>E,E,<E,C正确D错误。 8.下图是有两个量程的电流表，当分别使用a和b、a和c接线柱时，其中一个量程为0-100mA,另一 个量程为0-10mA,表头内阻R,=902,满偏电流I=1mA,则() A.当使用a、b时量程为0-10mA B.当使用a、c时量程为0-100mA C.电阻R,为102 R （共7页) 西普教育集团外国语高中2024-20 D.电阻R为9Q 【答案】D 【详解】。当使用、b两个端点时，所测最大电流为1=化+L-R+尽+R R 当使用a、c两个端点时，所测最大电流为I2= 及+1，-BR R+R R+R 所以11>2 即当使用a、b两个端点时，量程为0-100mA,当使用a、c两个端点时，量程为0-10mA,故AB错 误： CD.根据AB选项分析，可得I R R+R:+RE Ig=10mA R+R,+RL,=100mA,,=R+R, 解得R=12,R2=92 故C错误，D正确。故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)。 9.党的二十大报告中，习近平总书记明确指出要实施科技兴国战略，强调科技是第一生产力，则下列关于 现代科技前沿磁流体发电和加速度相关说法正确的是() B 等离子体 分 A.图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A板是发电机的负极 B.图甲中，稳定时AB间形成的电场方向从A板指向B板 C.图乙是回旋加速器的示意图要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压U D.图乙中可增加D型盒直径来增大粒子的出射动能 【答案】AD 第3项 25学年度第一学期高二年级期末考试 【详解】A.由左手定则可知，带正电的粒子向B板偏转，所以B板是发电机的负极，故A正确： B.方向应该时B指向A ①.设回旋加速器D形盒的半径为尼粒子获得的最大速度为，根据牛顿第二定律有gB=m R 1 动能为Em=2m叶 联立解得Em= B2g2R2 2m 可知粒子获得的最大动能与电压U无关，与D型盒半径有关。故D正确，C错误。故选AD 10.如图，在磁感应强度大小为B。的匀强磁场中，将两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的 距离为1。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的相同电流时，纸面内与两导线距离均为1的a点处的 磁感应强度为零。则下列说法中正确的是() ● A.两根导线连线中点处的总磁感应强度为零 B.两根导线在他们连线中点处产生的磁感应强度为零 C·每根通电直导线在a点处产生的做感应强度大小为B, 0 .每根适电直导线在点处产生的磁感应强度大小为5a 3 【答案】BD 【详解】根据题意做出通电直导线P、Q在a点的磁场强度的矢量图如下图所示 Bo a P ☒Q 二者的合场强大小等于匀强磁场的磁感应强度，P、Q距a点的距离相等，则产生的磁场强度大小相等，即 Bp=Bo 则由几何关系有2B,cos30°=B, 解得B。= 3 B,故选BD。 (共7页) 西普教育集团外国语高中2024-2025学年度第一学期高二年级期末考试 11.如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在长玻璃管上。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下 12、(1)4.950(4.949-4.951) 17.25(2)DU 41L 落过程中穿过线圈，并不与玻璃管接触。实验观察到的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示，则 13.(10分)某同学在实验室用伏安法测定一大电池的电动势和内阻，选用器材如下： () 强磁铁 A 0.6 待测电池（电动势约4.5V,内阻约32）： 电压表V(量程03V,内阻约3k2): A.磁铁下落过程机械能不守恒 电流传感器 0.4 B.t~1过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向下 0.2 电流表A,(量程0-1A,内阻为0.52)： 滑动变阻器R。(0~102): 接电脑 开关、导线若干。 C.七，时刻穿过线圈磁通量的变化率不为零 -0.2 线圈 0.4 (1)根据以上信息，该同学为了消除电压表、电流表 ④ D.若将强磁铁两极翻转后重复实验，则感应电流 -0.6 内阻带来的误差影响，测量应选 (填“甲” 先沿负方向后沿正方向 0.8 1.0 “乙”)电路， (2)根据所选电路，将实物连线补充完整。 【答案】ABD 【详解】A.磁铁下落过程，磁场力对磁铁做了功，磁铁机械能不守恒，故A正确： B.根据楞次定律的来拒去留，可知t,,时间内，磁铁受到线圈的作用力方向始终向上，所以磁铁对线圈 ◆UV 的作用力方向始终向下。故B正确： 3.0 C.由乙图中感应电流的变化可知，，时刻强磁铁恰好运动到线圈处，此时穿过线圈的磁通量最大，电流为 2.5 0,穿过线圈磁通量的变化率为零。故C错误： 2.0 D,根据楞次定律，感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。可知若将磁铁两极翻转后重 复实验，磁场方向相反，则磁场的变化也随之相反，产生的感应电流的方向也相反，即先产生负向感应电 1-84050.60.70.8i1A 的 流，后产生正向感应电流，故D正确。故选BD。 (3)闭合开关，该同学通过改变滑动变阻器滑片的位置得到多组关于电压表和电流表的数据，描绘了如图2 三、实验题（两题共16分） 12.(6分)研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，步骤如下： 所示的U1图像，根据图像和已知数据可算出，电池组电动势E=V,内阻”= 2(结果均 2主尺3 cm 保留3位有效数字)。与真实值相比，内阻测量值（填“偏大偏小”或“相等”）。 山山山 【答案】(1)乙(2)一根线1分，共2分(3)4.503.25 偏大 10游标尺20 【详解】(1)选乙电路，因为电流表内阻是确定值，这样避免因为表内阻出现误差 甲 (1)用螺旋测微器测量其直径D如图甲，读数为 mm:用游标卡尺测量其长度L如图乙，读数为 mm. (2)若实验时流经圆柱体的电流为1，圆柱体两端之间的电压为，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的 (2) 关系式为= 第4页（共7页） 西普教育集团外国语高中2024-202 结合U1图像可知3=E-0.4×(0.5+r）,1.5=E-0.8×(0.5+r) 联立，解得E=4.50V,r=3.252 (4)由等效电源可知电源的电动势测量值与真实值相等，电源内阻测量值为R、+P,即测量值偏大。 四、计算题：(3题，共34分)写出必要的文字说明和推导过程 14.(10分)如图所示，间距为L=2m、水平放置的平行U形光滑金属导轨左端有电阻R=82,导轨间有垂 直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为B=5T的匀强磁场，倾斜放置的金属杆MN单位长度电阻为0.5 Q,在外力作用下以平行于导轨向右的速度v=4m/s匀速运动，金属杆MW与导轨的夹角为0=30°，MN运 动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。求： M 1.MN两端电势差？ R ×××及××× 2.金属杆MN所受外力的大小和方向？ <××X×××× ××@x×× 【答案】 1.感应电动势大小为E=BLv=40v -2分 金属杠MN电阻为r=L/sin00.5=22 -1分 电路中感应电流大小为1=E/(R+r)=4A -2分 MN两端电压Uw=IR=32v -2分 2.金属杆MN所受安培力的大小为F=B1L=B产L=8ON- --2分 sinθr 外力与安培力大小相等为8ON,方向为垂直MN右斜向下，与水平成60° -1分 第5页 5学年度第一学期高二年级期末考试 15.(11分)如图所示，在水平向右的匀强电场中有一与水平面成45°角的长为2m的光滑绝缘直杆AC, 质量为m=0.10kg、电荷量为g=1×106C的带正电小球套在杆上，小球从A点开始以速度y,=√2m/s沿 杆匀速下滑，小球离开杆后正好落在C端的正下方地面上P点处，ACP所在平面与电场平行，重力加速度 g取10m/s2。求： (1)电场强度E的大小： (2)小球离开直杆后运动的加速度大小； (3)C点距离地面的高度，及小球从A到P全过程中机械能的变化量 777777777777 【答案】(1)1×10N/C,方向水平向右(2)10√2m/s2(3)0.4m 【详解】(1)小环正以速度，沿杆匀速下滑，处于受力平衡状态，小球受力如图所示 C M Ymg 7777777777777777777777万 由平衡条件可知ng sin45°=9Ecos45° -1分 解得E=m8=1x10°N/C -1分 (2)离开直杆后，小环只受重力和电场力作用，合力为F=√(mg)2+(gE)2=V2mg-1分 由牛顿第二定律可知小环离开直杆后运动的加速度大小为a=￡=10W2m/s1分 (3)根据运动的合成与分解可知，在水平方向做初速度水平向左的匀变速直线运动 :=%cos45°=V2 %1分 4=g=g m 0=w12a4 ---1分 由此可知当小环落到C点正下方的P时所用时间为1=2=0.251分 g 小环在整直方向做匀加速直线运动，，=，5血45= 2 d=g (共7页) 西普教育集团外国语高中2024-2025 1 则C点距离地面的高度可以表示为h=,t+ --1分 代入数据解得h=0.4m-- --1分 △W其他为△E机=-EqLcsin45"=1.414J 2分（公式结论各1分） 16.(13分)矢量示波器在校准时，需要建立带电粒子的出射坐标和初始位置的函数关系.基本原理可以 等效如图所示，在xoy平面y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在-l<y<0的区域内有垂直于 Oy平面向里的匀强磁场，校准时磁感应强度大小可改变。校准前一粒子从y轴上的P(0,)处沿+x方向 以速度V。射出，在Q(2,0)处进入磁场.已知粒子的质量为m、电荷量为9，粒子的重力忽略不计.求： (1)校准前电场强度大小E (2)校准过程中，改变磁感应强度大小，使粒子能再次回到电场中，则磁感应强度的最小值B (3)校准过程中，磁感应强度大小变为某值时，粒子恰好沿y方向离开磁场.保持该磁感应强度不变，将 粒子从y正半轴的任意位置仍以速度'。沿+x方向射出，求粒子离开磁场时的横坐标x与其对应的初始射 出位置纵坐标y的关系 Vo 十 【答案】(1) 2ql 2+Dm%:(3)x=V7+VP+以 gl (1)设粒子由P点运动到Q点的时间为t,粒子在电场中的加速度为a, y方向1= -1分 x方向2l=Vt -1分 由牛顿第二定律得a= qE -1分 名 解得 E= -1分 2ql 第6页 学年度第一学期高二年级期末考试 (2)设粒子从Q点进入磁场时速度v与x轴的夹角为O,y方向的速度大小为V,如图 y Vo 则vv=at 1分 tano= 1分 Vo 解得粒子进入磁场时速度大小 v=√2vo -1分 与x轴的夹角 -0=45 -1分 粒子在磁场中运动轨迹与磁场下边界相切时，磁感应强度最小，设此时圆周运动的半径为R,由几何关系 得R+Rcos0=I -1分 2 根据牛顿第二定律qvB=m -1分 R 解得B= (W2+1D -1分 gl (3)粒子从Q点进入磁场后，恰好沿-y方向离开磁场，此时磁感应强度大小为B',粒子圆周运动的半径 r=V21 由gvB'=m 解得B'=n gl 设粒子从(O,y)处以V。射出，从A点进入磁场时速度v'与x轴的夹角为B,磁场中的 2 运动半径为r',由gy'B'=m (共7页) 西普教育集团外国语高中2024-2025学年度第一学期高二年级期末考试 解得r‘= Vo 设C点为圆心，AB垂直于x轴与磁场下边界交于B点，如图 在△4BC中xc=Vxc+x7B-2 xxcXCOSB 由速度关系cosB=凸 解得xc=xB+xC 说明C点在磁场下边界上，即从y轴上任意位置释放的粒子均能沿-y轴方向离开磁场--一1分 设粒子在电场中运动的时间为t' x=vot'+r'(1-sinB) y-za 解得x=√以+VP+以 -1分 第7页（共7页）