2022-2023学年青海省西宁市大通县高二（上）期末物理试卷、答案解析（附后）

2022-2023学年青海省西宁市大通县高二（上）期末物理试卷

1.磁场对电流的作用力通常称为安培力。这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836）,

他对研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。关于安培力，下列说法正确的是（）

A.安培力和洛伦兹力是性质完全不同的两种力

B.磁场对通电导线的作用力的方向一定与磁场方向垂直

C.放在匀强磁场中的通电导线一定受磁场的作用力

D.通电直导线跟磁场方向平行时作用力最大

2.如图所示为一水平向右的匀强电场的电场线，其中48、

C、D为一条电场线上的四个点，己知4c=3cm,CO=5cm,

ACDB

DB=2cm,匀强电场的电场强度大小为E=200U/ni。则下-*-----•-----------•~1

列说法正确的是（）O

A.C。两点之间的电势差%。=-10V

B.如果A点的电势为零，则。点的电势为=一16厂

C.如果B点的电势为零，则。点的电势为=-4U

D.一试探电荷由C直接到。与该试探电荷由C经。再到。的过程，电场力做功不同

3.如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接XXXXX

而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，I―1，-

线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的*X次X

安培力大小为2尸，则线框LMN受到的安培力的大小为（

A.2cF

------―------'-N

XXXXX

D.0

4.初速度为%的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电

流方向与电子初速度方向如图，则（）

A.电子将向左偏转

B.电子将向右偏转

C.电子所受洛伦兹力变小

D.电子所受洛伦兹力大小不变

5.一带电粒子射入固定在。点的正点电荷4的电场中，粒子运

动轨迹沿图中实线从M运动到N,图中虚线是同心圆弧，表示

电场的等势面，不计粒子的重力，则可以判断(

A.射入电场中的粒子带正电

功再做正功'-----

D.射入电场中的粒子从M到N的过程中，粒子的动能和电势能之和减小

6.用如图所示的回旋加速器加速电荷量为“、质量为根的带电粒子，已知。形盒半径为R,

所加磁场磁感应强度大小为3,a、。间所接电压为U,忽略两O形盒间狭缝的宽度.下列说

法正确的是

£源

A.图中回旋加速器加速的带电粒子一定带正电

B.回旋加速器匕之间所接高频交流电的周期为笔

C.回旋加速器加速后粒子的最大动能为史史史

2m

D.回旋加速器。形盒的半径R、磁感应强度8不变，则加速电压U越高，粒子飞出。形盒

的动能场越大

7.某研究性小组的同学们为了测定磁极间的磁感应强度，设计了如『

下的实验，其装置如图所示.在该实验中，磁铁固定在水平放置的电/

子测力计上，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域**

磁场不计.水平直铜条A8的两端通过导线与一电源连接成闭合回路，1tli倒仔

直铜条AB在磁场中的长度为L、A8的电阻为R,电源电动势为E,

内阻为r.在开关S闭合前电子测力计的计数为a,开关S闭合后电子

测力计的计数为尸2.

(1)开关S闭合后，铜条所受的安培力的大小为.

(2)方向.

(3)磁极间的磁感应强度大小B=.

8.如图甲所示，将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，某同学准备测

定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下：

urv

1.20

1.00

4待测水果电池（电动势约IV、内阻小于7500）

B.滑动变阻器长（阻值0〜500）

C滑动变阻器&（阻值0〜30000）

D电压表大量程3匕内阻约3kO）

E.毫安表4（量程l.OmA,内阻为500）

F.开关一个，导线若干

（1）为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻，已提供的如图甲、乙所示的两个测量

电路图应选（填“甲”或“乙”）；滑动变阻器应选（填“B”或"C”）。

（2）该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出U-/图线如图丙所示，根据图线求

出这个水果电池的电动势为V,内阻为0（内阻结果保留整数）。

9.如图所示，在纸面内竖直放置的平行金属导轨，上端接有电动

势E=2U、内阻r=0.50的电源。从纸外侧靠在竖直导轨上的金属

棒"的质量m=0.1kg、电阻R=0.50,它与导轨间的动摩擦因数

为“=0.5,有效长度为0.2小。为使金属棒不下滑，在导轨平面内加

一竖直方向的匀强磁场（图中未画出）。设最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度g取l（hn/s2。求：

（1）所加磁场方向是竖直向上的还是竖直向下的？

（2）所加磁场的磁感应强度B的大小需满足的条件。

10.如图所示，在X。），坐标平面的第一象限内有垂直纸面向

里的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦在y轴上OM区间有一

XXXX

个线状粒子收集器紧贴y轴放置，现有质量为机、电荷量为

q（q>0）的带电粒子从x轴上的P点沿y轴正方向以不同速率M）XX

射入磁场。已知。M=OP=2d,不计粒子重力，不考虑粒子XX

间的相互作用。求：XXXtX

（1）一粒子刚好打到。点，则该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时粒子在磁场运动的时间。

11.如图所示，一平行板电容器水平放置，AB为两板中央水平线，板长为2L,板间距也为

2L,在距离电容器右端3乙处竖直放置挡板，挡板上的8c长也为3心一带电粒子以初速度为

沿中央水平线射入两板间，打在竖直放置挡板上的C点.带电粒子质量为机，电荷量为q,不

计粒子重力。求：

(1)电容器两极板间所加的电压大小;

(2)该过程粒子电势能的变化量大小。

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、安培力是洛伦兹力的宏观表现，其本质都是磁场对运动电荷的作用，故A错误；

8、磁场对通电导线的作用力即安培力方向与磁场方向一定垂直，故B正确：

C、放在匀强磁场中的通电导线，如果电流与磁场平行，则不受磁场的作用力，故C错误；

。、当通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大，故。错误。

故选：B。

通电导线在磁场中受到力为安培力，而运动电荷在磁场中受到力为洛伦兹力.它们均属于磁场力，

本质上是一种力，方向都由左手定则来确定，安培力与电流和磁场所在平面垂直，因此安培力既

垂直于磁场方向又垂直于电流方向，当垂直时F=B〃，平行时安培力为零。

本题知道安培力和洛伦兹力的联系和区别，以及会根据左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向。

2.【答案】B

【解析】解：4co两点之间的电势差为Uco=Edc0=200X0.05P=10U,故A错误；

两点之间的电势差为=EdAD=200x0.08V=16V,故0D=(pA-UAD=OK-16V=

-167,故B正确；

C.BO两点之间的电势差为Ug=EdDB=200x0.02K=4V,故/=UDB+(pB=4V+0V=4V,

故C错误；

。•电场力做功只有电荷起始位置与终止位置有关，与电荷运动的路径无关，所以一试探电荷由C

直接到。与该试探电荷由C经。再到。的过程，电场力做功相同，故。错误。

故选：B。

根据电势差与电场强度的公式解得ABC,电场力做功只有电荷起始位置与终止位置有关。

本题考查电势差与电场强度的关系，解题关键掌握U=Ed的应用。

3.【答案】B

【解析】解：设导体棒MN长度为LMN棒中电流为/,则其受到的安培力大小为：2F=BIL

MLN的电阻是棒电阻的两倍，二者并联，两端电压相同，则流过的电流为0.5/,MLN

有效长度也为L掌握MLN受到的安培力的合力为：F'=0.5B1L=F

棒和MZW受到的安培力方向相同，故线框LMN受到的安培力大小为尸合=2F+F=3F,故

B正确、ACD错误。

故选：瓦

先由已知条件可知MZW边的有效长度与MV相同，等效后的电流方向也与MN相同，先根据并联

电路的电阻关系得出电流关系，再由F=8儿即可分析MLN边所受安培力，由力的合成即可求得

线框LMN所受安培力的大小。

本题的关键是要明白安培力求解公式尸=B/L中的L是指通电导线的有效长度。

4.【答案】BC

【解析】解：AB.根据安培定则判断导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则判断运动电

子所受洛伦兹力方向向右，所以电子将向右偏转，故A错误，B正确；

CD.洛伦兹力不做功，电子的速率不变，根据尸洛=8四，B变小，尸落变小，故C正确，。错误。

故选：BC。

根据安培定则和左手定则分析判断。

本题考查洛伦兹力，要求掌握用左手定则判断洛伦兹力分析。

5.【答案】AC

【解析】解：A、如图所示，轨迹向下弯曲，带电粒子所受的电场力方向向下，则带电粒子受到了

排斥力作用，所以该粒子与点电荷4的电性相同，带正电，故A正确；

B、等势面疏密程度可以表示电场强弱，所以M点的场强小于N点的场强，故8正确；

C、从M到N过程中，运动方向和电场力方向夹角先为钝角再为锐角，故电场力对正电荷先做负

功再做正功，故C正确；

。、从M到N过程中，粒子只有动能和电势能变化，根据能量守恒，粒子动能和电势能之和不变，

故。错误。

故选：AC.

等势面疏密程度可以表示电场强弱，从粒子运动轨迹看出，可知带电粒子受到了排斥力作用，根

据电场力做功，可判断电势能的大小和速度大小.

本题是轨迹问题，首先要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸

引力.由动能定理或能量守恒定律分析动能和电势能的变化是常用的思路.

6.【答案】ABC

【解析】解：A、根据题目可得，粒子的运动方向为逆时针方向，根据左手定则可知，粒子的受力

方向指向圆心，由此可知粒子带正电，故A正确：

8、粒子受到的洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：

mv2

qvB=

根据圆周运动的周期公式可得：

2HR

T

V

联立解得：7=整

而因为粒子的圆周运动的周期与交流电的周期是相等的，故B正确；

C、根据动能的计算公式可得：

1,

mv

Ekm=2^

根据牛顿第二定律可得：

1,

qBvm=^mv^

联立解得：Ekm=四受，故C正确；

KTn2m

。、根据上述分析可知，加速电压不会对粒子非出。形盒的动能产生影响，故。错误；

故选：ABC.

根据左手定则结合粒子的运动方向得出粒子的电性；

根据洛伦兹力提供向心力，结合圆周运动的周期公式完成分析。

本题主要考查了回旋加速器的相关应用，理解其工作原理，结合牛顿第二定律和周期的计算公式

完成分析。

7.【答案】出一尸2向下(Fl-F=(R+r)

【解析】解：(I)根据共点力平衡可知，铜导线受到的安培力为：F=F1-F2

(2)根据左手定则可知，安培力方向向下，根据闭合电路的欧姆定律可知：/=忘

(3)由尸=可得：B=捺=(F「？(R+r)

ILEL

故答案为：(1)F1—尸2,(2)向下；(3)严+『)

(1)根据共点力平衡即可求得受到的安培力大小

(2)根据左手定则判断出安培力方向；

(3)有F=8〃求得磁感应强度

本题是简单的力电综合问题，结合闭合电路欧姆定律、安培力公式、平衡条件和牛顿第三定律列

式求解，规律多，难度不大.

8.【答案】甲C0.97700

【解析】解：(1)电流表的内阻已知，可以将电流表内阻看作电源内阻一部分，减小测量误差，故

选择电流表用内接法(相对电源的)，采用甲电路图。

F1

毫安表满偏时，电路的总电阻约为：R=厂==。=10000,而电源内阻小于7500,所以

1g1.UX1U

滑动变阻器接入电路的阻值最小约为250欧姆，故滑动变阻器选择：

(2)根据闭合电路欧姆定律有U=E-I(Rg+r)

U-/图线与纵轴截距表示电动势，即E=0.97V

图像的斜率绝对值为冈=Rg+r=募方。=750。

解得r=750。-Rg=700。。

故答案为:⑴甲,C；(2)0.97,700o

(1)根据电流表内阻已知，可将电流表内阻看作电源内阻分析判断；

(2)根据闭合电路欧姆定律、结合图像分析判断。

本题考查测电源电动势和内阻实验，要求掌握实验原理、实验电路和数据处理。

9.【答案】解：(1)金属棒的电流方向由〃指向6,为使金属棒不下滑，安培力方向应该垂直纸面

向外，使金属棒紧压在导轨上，根据左手定则，磁场方向应该竖直向上；

(2)根据欧姆定律，通过金属棒的电流/=盘=诵襦4=24

根据安培力公式，作用在金属棒上的安培力F=B1L-,

作用在金属棒上的最大静摩擦力瓢=nF=p.BIL

根据平衡条件加>mg

代入数据联立解得：B>5T

答：(1)所加磁场方向是竖直向上的；

(2)所加磁场的磁感应强度B的大小需满足B>57。

【解析】(1)根据平衡条件确定安培力方向，根据左手定则判断磁感应强度方向；

(2)根据闭合电路的欧姆定律求电流；再根据安培力公式和平衡条件求解。

本题考查了闭合电路的欧姆定律、安培力公式、摩擦力公式和平衡条件；注意：安培力的作用是

使金属棒紧压在导轨上，产生摩擦力。

10.【答案】解：(1)粒子刚好打到。点，其轨迹半径为r,轨迹如图所示

已知OP=2d,则r=d

根据洛伦兹力提供向心力得

2

mvy

q%B=

解得：%=幽；

1m

(2)粒子打到M点时速率最大，在磁场中运动轨迹如图所示，由几何关系得:

R=OM=2d,a=p

根据洛伦兹力提供向心力得

mv^m4n2R

q%图==m产

解得：为=誓，「=鬻，

粒子在磁场运动的时间