2022-2023學(xué)年青海省西寧市大通縣高二（上）期末物理試卷、答案解析（附后）

2022-2023學(xué)年青海省西寧市大通縣高二（上）期末物理試卷

1.磁場對電流的作用力通常稱為安培力。這是為了紀(jì)念法國物理學(xué)家安培（1775-1836）,

他對研究磁場對電流的作用力有杰出的貢獻。關(guān)于安培力，下列說法正確的是（）

A.安培力和洛倫茲力是性質(zhì)完全不同的兩種力

B.磁場對通電導(dǎo)線的作用力的方向一定與磁場方向垂直

C.放在勻強磁場中的通電導(dǎo)線一定受磁場的作用力

D.通電直導(dǎo)線跟磁場方向平行時作用力最大

2.如圖所示為一水平向右的勻強電場的電場線，其中48、

C、D為一條電場線上的四個點，己知4c=3cm,CO=5cm,

ACDB

DB=2cm,勻強電場的電場強度大小為E=200U/ni。則下-*-----?-----------?~1

列說法正確的是（）O

A.C。兩點之間的電勢差%。=-10V

B.如果A點的電勢為零，則。點的電勢為=一16廠

C.如果B點的電勢為零，則。點的電勢為=-4U

D.一試探電荷由C直接到。與該試探電荷由C經(jīng)。再到。的過程，電場力做功不同

3.如圖所示，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接XXXXX

而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直，I―1，-

線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒MN受到的*X次X

安培力大小為2尸，則線框LMN受到的安培力的大小為（

A.2cF

------―------'-N

XXXXX

D.0

4.初速度為%的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電

流方向與電子初速度方向如圖，則（）

A.電子將向左偏轉(zhuǎn)

B.電子將向右偏轉(zhuǎn)

C.電子所受洛倫茲力變小

D.電子所受洛倫茲力大小不變

5.一帶電粒子射入固定在。點的正點電荷4的電場中，粒子運

動軌跡沿圖中實線從M運動到N,圖中虛線是同心圓弧，表示

電場的等勢面，不計粒子的重力，則可以判斷(

A.射入電場中的粒子帶正電

功再做正功'-----

D.射入電場中的粒子從M到N的過程中，粒子的動能和電勢能之和減小

6.用如圖所示的回旋加速器加速電荷量為“、質(zhì)量為根的帶電粒子，已知。形盒半徑為R,

所加磁場磁感應(yīng)強度大小為3,a、。間所接電壓為U,忽略兩O形盒間狹縫的寬度.下列說

法正確的是

￡源

A.圖中回旋加速器加速的帶電粒子一定帶正電

B.回旋加速器匕之間所接高頻交流電的周期為筆

C.回旋加速器加速后粒子的最大動能為史史史

2m

D.回旋加速器。形盒的半徑R、磁感應(yīng)強度8不變，則加速電壓U越高，粒子飛出。形盒

的動能場越大

7.某研究性小組的同學(xué)們?yōu)榱藴y定磁極間的磁感應(yīng)強度，設(shè)計了如『

下的實驗，其裝置如圖所示.在該實驗中，磁鐵固定在水平放置的電/

子測力計上，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域**

磁場不計.水平直銅條A8的兩端通過導(dǎo)線與一電源連接成閉合回路，1tli倒仔

直銅條AB在磁場中的長度為L、A8的電阻為R,電源電動勢為E,

內(nèi)阻為r.在開關(guān)S閉合前電子測力計的計數(shù)為a,開關(guān)S閉合后電子

測力計的計數(shù)為尸2.

(1)開關(guān)S閉合后，銅條所受的安培力的大小為.

(2)方向.

(3)磁極間的磁感應(yīng)強度大小B=.

8.如圖甲所示，將兩個不同金屬電極插入水果中就可以做成一個水果電池，某同學(xué)準(zhǔn)備測

定一水果電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗室提供的器材如下：

urv

1.20

1.00

4待測水果電池（電動勢約IV、內(nèi)阻小于7500）

B.滑動變阻器長（阻值0?500）

C滑動變阻器&（阻值0?30000）

D電壓表大量程3匕內(nèi)阻約3kO）

E.毫安表4（量程l.OmA,內(nèi)阻為500）

F.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干

（1）為了盡可能準(zhǔn)確測定這個水果電池的電動勢和內(nèi)阻，已提供的如圖甲、乙所示的兩個測量

電路圖應(yīng)選（填“甲”或“乙”）；滑動變阻器應(yīng)選（填“B”或"C”）。

（2）該同學(xué)實驗時根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點并作出U-/圖線如圖丙所示，根據(jù)圖線求

出這個水果電池的電動勢為V,內(nèi)阻為0（內(nèi)阻結(jié)果保留整數(shù)）。

9.如圖所示，在紙面內(nèi)豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌，上端接有電動

勢E=2U、內(nèi)阻r=0.50的電源。從紙外側(cè)靠在豎直導(dǎo)軌上的金屬

棒"的質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.50,它與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)

為“=0.5,有效長度為0.2小。為使金屬棒不下滑，在導(dǎo)軌平面內(nèi)加

一豎直方向的勻強磁場（圖中未畫出）。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，重力加速度g取l（hn/s2。求：

（1）所加磁場方向是豎直向上的還是豎直向下的？

（2）所加磁場的磁感應(yīng)強度B的大小需滿足的條件。

10.如圖所示，在X。），坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有垂直紙面向

里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為瓦在y軸上OM區(qū)間有一

XXXX

個線狀粒子收集器緊貼y軸放置，現(xiàn)有質(zhì)量為機、電荷量為

q（q>0）的帶電粒子從x軸上的P點沿y軸正方向以不同速率M）XX

射入磁場。已知。M=OP=2d,不計粒子重力，不考慮粒子XX

間的相互作用。求：XXXtX

（1）一粒子剛好打到。點，則該粒子的入射速度大小;

(2)粒子能打到收集器上的最大速率的大小及此時粒子在磁場運動的時間。

11.如圖所示，一平行板電容器水平放置，AB為兩板中央水平線，板長為2L,板間距也為

2L,在距離電容器右端3乙處豎直放置擋板，擋板上的8c長也為3心一帶電粒子以初速度為

沿中央水平線射入兩板間，打在豎直放置擋板上的C點.帶電粒子質(zhì)量為機，電荷量為q,不

計粒子重力。求：

(1)電容器兩極板間所加的電壓大小;

(2)該過程粒子電勢能的變化量大小。

3￡

Z

卜

E卜

5一K

.E卜

fE

3￡C

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：A、安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，其本質(zhì)都是磁場對運動電荷的作用，故A錯誤；

8、磁場對通電導(dǎo)線的作用力即安培力方向與磁場方向一定垂直，故B正確：

C、放在勻強磁場中的通電導(dǎo)線，如果電流與磁場平行，則不受磁場的作用力，故C錯誤；

。、當(dāng)通電直導(dǎo)線跟磁場方向垂直時作用力最大，故。錯誤。

故選：B。

通電導(dǎo)線在磁場中受到力為安培力，而運動電荷在磁場中受到力為洛倫茲力.它們均屬于磁場力，

本質(zhì)上是一種力，方向都由左手定則來確定，安培力與電流和磁場所在平面垂直，因此安培力既

垂直于磁場方向又垂直于電流方向，當(dāng)垂直時F=B〃，平行時安培力為零。

本題知道安培力和洛倫茲力的聯(lián)系和區(qū)別，以及會根據(jù)左手定則判斷安培力和洛倫茲力的方向。

2.【答案】B

【解析】解：4co兩點之間的電勢差為Uco=Edc0=200X0.05P=10U,故A錯誤；

兩點之間的電勢差為=EdAD=200x0.08V=16V,故0D=(pA-UAD=OK-16V=

-167,故B正確；

C.BO兩點之間的電勢差為Ug=EdDB=200x0.02K=4V,故/=UDB+(pB=4V+0V=4V,

故C錯誤；

。?電場力做功只有電荷起始位置與終止位置有關(guān)，與電荷運動的路徑無關(guān)，所以一試探電荷由C

直接到。與該試探電荷由C經(jīng)。再到。的過程，電場力做功相同，故。錯誤。

故選：B。

根據(jù)電勢差與電場強度的公式解得ABC,電場力做功只有電荷起始位置與終止位置有關(guān)。

本題考查電勢差與電場強度的關(guān)系，解題關(guān)鍵掌握U=Ed的應(yīng)用。

3.【答案】B

【解析】解：設(shè)導(dǎo)體棒MN長度為LMN棒中電流為/,則其受到的安培力大小為：2F=BIL

MLN的電阻是棒電阻的兩倍，二者并聯(lián)，兩端電壓相同，則流過的電流為0.5/,MLN

有效長度也為L掌握MLN受到的安培力的合力為：F'=0.5B1L=F

棒和MZW受到的安培力方向相同，故線框LMN受到的安培力大小為尸合=2F+F=3F,故

B正確、ACD錯誤。

故選：瓦

先由已知條件可知MZW邊的有效長度與MV相同，等效后的電流方向也與MN相同，先根據(jù)并聯(lián)

電路的電阻關(guān)系得出電流關(guān)系，再由F=8兒即可分析MLN邊所受安培力，由力的合成即可求得

線框LMN所受安培力的大小。

本題的關(guān)鍵是要明白安培力求解公式尸=B/L中的L是指通電導(dǎo)線的有效長度。

4.【答案】BC

【解析】解：AB.根據(jù)安培定則判斷導(dǎo)線右側(cè)的磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則判斷運動電

子所受洛倫茲力方向向右，所以電子將向右偏轉(zhuǎn)，故A錯誤，B正確；

CD.洛倫茲力不做功，電子的速率不變，根據(jù)尸洛=8四，B變小，尸落變小，故C正確，。錯誤。

故選：BC。

根據(jù)安培定則和左手定則分析判斷。

本題考查洛倫茲力，要求掌握用左手定則判斷洛倫茲力分析。

5.【答案】AC

【解析】解：A、如圖所示，軌跡向下彎曲，帶電粒子所受的電場力方向向下，則帶電粒子受到了

排斥力作用，所以該粒子與點電荷4的電性相同，帶正電，故A正確；

B、等勢面疏密程度可以表示電場強弱，所以M點的場強小于N點的場強，故8正確；

C、從M到N過程中，運動方向和電場力方向夾角先為鈍角再為銳角，故電場力對正電荷先做負(fù)

功再做正功，故C正確；

。、從M到N過程中，粒子只有動能和電勢能變化，根據(jù)能量守恒，粒子動能和電勢能之和不變，

故。錯誤。

故選：AC.

等勢面疏密程度可以表示電場強弱，從粒子運動軌跡看出，可知帶電粒子受到了排斥力作用，根

據(jù)電場力做功，可判斷電勢能的大小和速度大小.

本題是軌跡問題，首先要根據(jù)彎曲的方向判斷出帶電粒子所受電場力方向，確定是排斥力還是吸

引力.由動能定理或能量守恒定律分析動能和電勢能的變化是常用的思路.

6.【答案】ABC

【解析】解：A、根據(jù)題目可得，粒子的運動方向為逆時針方向，根據(jù)左手定則可知，粒子的受力

方向指向圓心，由此可知粒子帶正電，故A正確：

8、粒子受到的洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：

mv2

qvB=

根據(jù)圓周運動的周期公式可得：

2HR

T

V

聯(lián)立解得：7=整

而因為粒子的圓周運動的周期與交流電的周期是相等的，故B正確；

C、根據(jù)動能的計算公式可得：

1,

mv

Ekm=2^

根據(jù)牛頓第二定律可得：

1,

qBvm=^mv^

聯(lián)立解得：Ekm=四受，故C正確；

KTn2m

。、根據(jù)上述分析可知，加速電壓不會對粒子非出。形盒的動能產(chǎn)生影響，故。錯誤；

故選：ABC.

根據(jù)左手定則結(jié)合粒子的運動方向得出粒子的電性；

根據(jù)洛倫茲力提供向心力，結(jié)合圓周運動的周期公式完成分析。

本題主要考查了回旋加速器的相關(guān)應(yīng)用，理解其工作原理，結(jié)合牛頓第二定律和周期的計算公式

完成分析。

7.【答案】出一尸2向下(Fl-F=(R+r)

【解析】解：(I)根據(jù)共點力平衡可知，銅導(dǎo)線受到的安培力為：F=F1-F2

(2)根據(jù)左手定則可知，安培力方向向下，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知：/=忘

(3)由尸=可得：B=捺=(F「？(R+r)

ILEL

故答案為：(1)F1—尸2,(2)向下；(3)嚴(yán)+『)

(1)根據(jù)共點力平衡即可求得受到的安培力大小

(2)根據(jù)左手定則判斷出安培力方向；

(3)有F=8〃求得磁感應(yīng)強度

本題是簡單的力電綜合問題，結(jié)合閉合電路歐姆定律、安培力公式、平衡條件和牛頓第三定律列

式求解，規(guī)律多，難度不大.

8.【答案】甲C0.97700

【解析】解：(1)電流表的內(nèi)阻已知，可以將電流表內(nèi)阻看作電源內(nèi)阻一部分，減小測量誤差，故

選擇電流表用內(nèi)接法(相對電源的)，采用甲電路圖。

F1

毫安表滿偏時，電路的總電阻約為：R=廠==。=10000,而電源內(nèi)阻小于7500,所以

1g1.UX1U

滑動變阻器接入電路的阻值最小約為250歐姆，故滑動變阻器選擇：

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律有U=E-I(Rg+r)

U-/圖線與縱軸截距表示電動勢，即E=0.97V

圖像的斜率絕對值為岡=Rg+r=募方。=750。

解得r=750。-Rg=700。。

故答案為:⑴甲,C；(2)0.97,700o

(1)根據(jù)電流表內(nèi)阻已知，可將電流表內(nèi)阻看作電源內(nèi)阻分析判斷；

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律、結(jié)合圖像分析判斷。

本題考查測電源電動勢和內(nèi)阻實驗，要求掌握實驗原理、實驗電路和數(shù)據(jù)處理。

9.【答案】解：(1)金屬棒的電流方向由〃指向6,為使金屬棒不下滑，安培力方向應(yīng)該垂直紙面

向外，使金屬棒緊壓在導(dǎo)軌上，根據(jù)左手定則，磁場方向應(yīng)該豎直向上；

(2)根據(jù)歐姆定律，通過金屬棒的電流/=盤=誦襦4=24

根據(jù)安培力公式，作用在金屬棒上的安培力F=B1L-,

作用在金屬棒上的最大靜摩擦力瓢=nF=p.BIL

根據(jù)平衡條件加>mg

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：B>5T

答：(1)所加磁場方向是豎直向上的；

(2)所加磁場的磁感應(yīng)強度B的大小需滿足B>57。

【解析】(1)根據(jù)平衡條件確定安培力方向，根據(jù)左手定則判斷磁感應(yīng)強度方向；

(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律求電流；再根據(jù)安培力公式和平衡條件求解。

本題考查了閉合電路的歐姆定律、安培力公式、摩擦力公式和平衡條件；注意：安培力的作用是

使金屬棒緊壓在導(dǎo)軌上，產(chǎn)生摩擦力。

10.【答案】解：(1)粒子剛好打到。點，其軌跡半徑為r,軌跡如圖所示

已知OP=2d,則r=d

根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

2

mvy

q%B=

解得：%=幽；

1m

(2)粒子打到M點時速率最大，在磁場中運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得:

R=OM=2d,a=p

根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

mv^m4n2R

q%圖==m產(chǎn)

解得：為=誓，「=鬻，

粒子在磁場運動的時間