2021-2022学年吉林省松原市吉林油田第十一中学高二（上）期末物理试题含解析

2021-2022学年度第一学期期末考试

高二物理试卷

一、 单选题（只有一个正确，每题4分，共40分）

1. 将一段通电直导线放置在匀强磁场中，通电直导线受到的安培力不正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【1题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．由左手定则可知，通电直导线受到的安培力应向下，A错误，符合题意；

BCD．由左手定则可知，图中三段通电指导线所受的安培力方向正确，BCD正确，不符合题意。

故选A。

2. 在赤道附近沿东西方向放置一根导线。若导线中通以由东向西的电流，则它所受地磁场安培力的方向为（　　）

A. 向上 B. 向下 C. 向南 D. 向北

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】因为赤道上方的磁场方向平行地面由南向北，当导线中通以由东向西的电流，根据左手定则，导体所受安培力的方向向下。

故选B。

3. 关于磁感应强度的定义式B＝ ，下列说法正确的是（　　）

A. 电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于

B. 磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比

C. 磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值

D. 磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．若电流元IL不是垂直放置在磁场中时所受的磁场力为F，则磁感应强度B不等于，A错误；

BCD．磁感应强度与电流元受到的力的大小无关，与电流元也无关；故BC错误，D正确；

故选D。

4. 关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是（　　）

A. 在B=0的地方，F一定等于零

B. 在F=0的地方，B一定等于零

C. 若B=1 T，I=1 A，L=1 m，则F一定等于1 N

D. 若L=1 m，I=1 A，F=1 N，则B一定等于1 T

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．在B=0的地方，一定没有磁场力，F一定等于零，故A正确；
B．在F=0的地方，B不一定等于零，也有可能是导线与磁场方向平行，故B错误；
CD．应用公式B=或F=BIL时要注意导线必须垂直于磁场方向放置，故CD错误。
故选A。

5. 图中的带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向水平向左的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【5题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．由左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力水平向左，A正确；

B．粒子受到的洛伦兹力垂直纸面向外，B错误；

C．粒子受到的洛伦兹力竖直向上，C错误；

D．粒子受到的洛伦兹力垂直纸面向外，D错误。

故选A。

6. 如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（　　）

A. 电子将向左偏转，速率不变

B. 电子将向右偏转，速率不变

C. 电子运动方向不变，速率不变

D. 电子将向右偏转，速率改变

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】根据安培定则可知导线右侧磁感应强度方向为垂直纸面向里，根据左手定则可知电子将向右偏转，由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变。

故选B。

7. 质子（H）和粒子（He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（　　）

A. RP：Ra=1：2，TP：Ta=1：2 B. RP：Ra=2：1，TP：Ta=2：1

C. RP：Ra=1：2，TP：Ta=2：1 D. RP：Ra=1：4，TP：Ta=1：4

【7题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】带电粒子在匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，有

整理，得

代入数据，可得

根据周期与线速度关系，有

联立，可得

代入数据，可得

故选A。

8. 如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为B1，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为B2，且，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，粒子的（　　）

A. 速率将加倍 B. 轨迹半径将减半

C. 周期将加倍 D. 做圆周运动的角速度将加倍

【8题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由公式，带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹半径

周期

=

角速度

洛伦兹力不做功，B1=2B2，故由B1进入B2后v不变，R加倍，T加倍，ω减半，ABD错误，C正确。

故选C。

9. 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。下列关于回旋加速器说法正确的是（　　）

A 带电粒子从磁场获得能量

B. 增大匀强电场，粒子射出时速度越大

C. 增大匀强磁场，粒子射出时速度越大

D. 因为洛伦兹力不做功，粒子射出时的速度与磁场无关

【9题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于洛伦兹力与速度垂直，故不做功，故带电粒子不能从磁场获得能量，故A错误；

BCD．由

解得

则最大动能

可知最大动能与加速器半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关；增大匀强电场，粒子射出时速度不变；增大匀强磁场，粒子射出时速度越大；故C正确，BD错误；

故选C。

10. 如图所示，当导线ab在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是（　　）

A. 由d→e B. 由 e→d C. 无感应电流 D. 无法确定

【10题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】由右手定则可知，ab向右运动时产生的感应电流由b→a，故流过R的电流方向是由d→e，A正确。

故选A。

11. 空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为的是（　　）

A. 只有乙 B. 乙和丁

C. 甲、乙、丁 D. 甲、乙、丙、丁

【11题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据感应电动势表达式

适用于B、L、两两垂直，甲正确，丙错误；

乙图中只有竖直边产生电动势，且电动势为BL，水平边不切割磁感线不产生电动势，故乙正确；

丁图半圆的等效长度为L，且互相垂直，故产生电动势为BL，故丁图正确。

故选C。

12. 关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（　　）

A. 穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定最大

B. 穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零

C. 穿过闭合电路的磁通量变化量越大，其感应电动势一定越大

D. 穿过闭合电路的磁通量变化率越大，其感应电动势一定越大

【12题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量无关，所以穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势不一定最大，也不一定为零，AB错误；

C．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化量无关，所以穿过闭合电路的磁通量变化量越大，其感应电动势不一定越大，C错误；

D．根据法拉第电磁感应定律，穿过闭合电路的磁通量变化率越大，其感应电动势一定越大，D正确。

故选D。

二、多选题（每题4分，共20分，选不全得2分，选错不得分）

13. 一段通电直导线，长度为l，电流为I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是（　　）

A. 丙和丁的情况下，导线所受到的安培力都大于甲的情况

B. 乙的情况下，导线不受力

C. 乙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等

D. 甲、丙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等

【13题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】由图像得甲、丙、丁三图中导线均与磁场垂直，乙图中导线与磁场平行，故甲、丙、丁、三种情况下，导线的安培力大小均为

乙情况下导线所受安培力为0。所以AC错误，BD正确。

故选BD。

14. 关于电荷在磁场中受力，下列说法中正确的是（　　）

A. 静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷一定受洛伦兹力的作用

B. 洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行

C. 洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直

D. 带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用

【14题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】A．运动的电荷不一定受到洛伦兹力作用，若电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用，故A错误；

BC．根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直，故B错误，C正确；

D．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，一定不受洛伦兹力的作用，故D正确。

故选CD。

15. 一个电荷量为q，质量为m，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（　　）

A. 它所受的洛伦兹力大小一定为qvB

B. 它所受的洛伦兹力大小有可能不是qvB

C. 它所受洛伦兹力的方向一定和v垂直

D. 它所受的洛伦兹力的方向有时与v垂直，有时与v平行

【15题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力

F＝qvBsinθ

当运动的方向与磁场的方向垂直时，它所受的洛伦兹力大小一定为qvB，故A正确，B错误；

CD．根据左手定则可知，洛伦兹力方向总是垂直磁场与运动的方向所构成的平面，故C正确，D错误；

故选AC。

16. 一通电长直导线和矩形导线框放置于粗糙水平桌面上，当直导线通以如图所示电流时，下面说法正确的是（　　）

A. 当直导线电流增大时，线框中感应电流方向为

B. 保持直导线电流不变，以边为轴转动过程中线框中电流方向为

C. 保持直导线电流不变，线框平行直导线在水平面内向上移动，线框中无感应电流

D. 当直导线电流增大时，直导线受到向右的摩擦力

【16题答案】

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．当直导线电流增大时，线框中磁通量垂直纸面向里的增加，根据楞次定律，可知线框中感应电流方向为ADCBA。故A错误；

B．保持直导线电流不变，以边为轴转动过程中线框中磁通量垂直纸面向里的减小，根据楞次定律，可知线框中感应电流方向为ABCDA。故B错误；

C．保持直导线电流不变，线框平行直导线在水平面内向上移动，线框磁通量不变，故无感应电流。故C正确；

D．当直导线电流增大时，根据楞次定律，可知直导线有向左运动的趋势，故直导线受到向右的摩擦力。故D正确。

故选CD。

17. 下列对电磁感应的理解，正确的是（　　）

A. 发生电磁感应现象时一定会产生感应电流

B. 穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势不变

C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

D. 穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电流

【17题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．发生电磁感应现象时，若电路不闭合，只产生感应电动势，不产生感应电流，故A错误；

B．穿过线圈磁通量均匀变化时，磁通量的变化率恒定，根据法拉第电磁感应定律得知：线圈中产生的感应电动势恒定不变。故B正确；

C．根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。故C正确；

D．穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，定会产生感应电流，故D错误。

故选BC。

三、 填空题（每空2分，共12分）

18. 如图，相互平行的两根通电直导线，当通入相同方向电流时，它们将______（二选一：相互吸引、相互排斥）。

【18题答案】

【答案】相互吸引

【解析】

【详解】根据安培定则可知，左侧导线中的电流在右侧导线处产生的磁场的磁感应强度垂直于纸面向里，所以右侧导线受到的安培力向左。同理可知左侧导线受到的安培力向右，故两根导线将相互吸引。

19. 洛伦兹力是磁场对_________（填“运动”或“静止”）电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向为______。

【19题答案】

【答案】    ①. 运动    ②. 水平向右

【解析】

【详解】[1]洛伦兹力是磁场对运动电荷作用。

[2]根据左手定则可以判断粒子所受洛伦兹力的方向为水平向右。

20. 磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的粒子沿着与磁场垂直的方向以速度v射入磁场，在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r=_______，周期T=________。

【20题答案】

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]由洛伦兹力提供向心力得

解得

[2] 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期满足

解得

四、 计算题（18题8分，19题10分， 20题10分，共28分）

21. 如图所示，通电导线L垂直放于匀强磁场（各点的磁感应强度大小和方向均相同）中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小。

【21题答案】

【答案】2 A

【解析】

【分析】

【详解】由F=BIL可得

22. 一个q=3.2×10 -19C的正电荷，以v=3×106m/s的速度沿着与磁场垂直射入B=0.1T匀磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？方向如何？

【22题答案】

【答案】9.6×10-14N，方向向上

【解析】

【详解】它受到的洛伦兹力

由左手定则可知，方向向上。

23. 有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加0.09Wb，求线圈中的感应电动势。

【23题答案】

【答案】175V

【解析】

【详解】根据法拉第电磁感应定律得