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河北省石家庄市第二中学2016-2017学年高二上期中考试物理试题【解析版】
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这是一份河北省石家庄市第二中学2016-2017学年高二上期中考试物理试题【解析版】，共26页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（共15小题，每小题5分，共75分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1.下列关于电场和磁场的说法中正确的是（ ）[w&@ww.z%zste~p.c^om]
A．电场线和磁感线都是封闭曲线
B．电场线和磁感线都是不封闭曲线
C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用
D．电荷在电场中一定受到电场力的作用
【答案】D
2. 19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考[中^国教*~育&%出版网]
虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电
流引起的．则该假设中的电流方向是（ ）
A．由西向东垂直磁子午线[来源:~@中国^#教育%出版网]
B．由东向西垂直磁子午线[中国^*教育#出&~版网]
C．由南向北沿磁子午线
D．由赤道向两极沿磁子午线
（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）
3.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（ ）
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同[来源*:%@中~教网&]
4.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（ ）
A．指向圆心
B．背离圆心
C．垂直纸面向内
D．垂直纸面向外
源:z*zstep.c@~om%]
5.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且，先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是（ ）
[w@*ww.z&z^step.c~om]
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a[来*^源:#zzs@tep.c~om]
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
6. 如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如表所示．由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为（ ）[来#%源@:~中教^网]
A．3、5、4 B．4、2、5 C．5、3、2 D．2、4、5
7. 如图所示，虚线框中存在匀强电场E和匀强磁场B，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域（ ）
8. 如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（ ）[来源:zzst@ep%&^~.com]
A． B． C． D．[来@^%~源:中国教#育出版网]
9.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）
[中国教育&%出版@网*#]
A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动[来源:中国教育出版^@网&~#]
B．当小球运动到c点时，洛仑兹力最大[w%ww.*zz#s~te@p.com]
C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大
D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小
10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，带正电，电荷量为q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
[来源@:中%&教*网^]
A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变[来源*:中^教%网@#]
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是[来源:z@z#step.~co^m*]
11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
[来@~源:^中国教育&出版#网]
A．质谱仪可以用来分析同位素
B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外[来源:中~国教育^出*版&网@]
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小[来&源:中国^%教@育出版~网]
12. 如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ）
A．a先变亮，然后逐渐变暗 B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗 D．b、c都逐渐变暗
13. 等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场．另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ,关于线框中的感应电流，以下说法中不正确的是（ ）
[来@源#:^中国教育出&版~网]
A．开始进入磁场时感应电流最大
B．产生的电动势属于动生电动势
C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向
D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向[www.z^z#~s@tep%.com]
14. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（ ）
A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
15. 如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中（ ）
A．回路中产生的内能不相等
B．棒运动的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通过棒横截面积的电荷量相等
第Ⅱ卷（非选择题 共45分）
二、论述计算题（共3小题，共45分．解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
16. （12分）如图所示，一轻绳绕过两轻滑轮，两端分别连接着矩形导线框A1和石块A2，线框A1的ab边长，l1=lm，bc边长l2=0.6m，电阻R=0.1Ω，质量m=0.5kg，石块A2的质量M=2kg，两水平平行虚线ef、gh之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离且s＞l2，（g取10m/s2）．问：
（1）线框进入磁场前石块A2的加速度a多大；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v多大.
17.（15分）一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求：
（1）此时线圈的运动速度的大小；
（2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；
（3）此时线圈加速度的大小．
18.（18分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切．一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上．
（1）求两极板间电压U；
（2）求质子从极板间飞出时的速度大小；
（3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入，欲使质子从两板间左侧飞出，射入的速度应满足什么条件.
[来源:z@zs#tep.~co^m*]
一、选择题（共15小题，每小题5分，共75分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1.下列关于电场和磁场的说法中正确的是（ ）[w&@ww.z%zste~p.c^om]
A．电场线和磁感线都是封闭曲线
B．电场线和磁感线都是不封闭曲线
C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用
D．电荷在电场中一定受到电场力的作用
【答案】D
【解析】
考点：电场线、磁感线、电场力
【名师点睛】本题主要考查电场线、磁感线、电场力的特点。电场的基本性质是对放入的电荷有力的作用，
而通电导线放入磁场中不一定有磁场力的作用；电场与磁场都是客观存在的特殊物质；电场线不封闭，而
磁感线却是封闭。注意电荷在磁场中受洛伦兹力是“有条件”的即运动电荷和磁场方向有夹角，若是平行
或电荷与磁场相对静止则不受洛伦兹力作用，而电荷在电场中受电场力是“无条件”的即电场力与电荷的
运动状态无关．[来源:*中#教&@网~]
2. 19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考[中^国教*~育&%出版网]
虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电
流引起的．则该假设中的电流方向是（ ）
A．由西向东垂直磁子午线[来源:~@中国^#教育%出版网]
B．由东向西垂直磁子午线[中国^*教育#出&~版网]
C．由南向北沿磁子午线
D．由赤道向两极沿磁子午线
（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）
【答案】B
【解析】
考点：安培定则[来源^:*&中教%网~]
【名师点睛】解决此题要掌握安培定则：四指绕向为电流的方向，大拇指所指的方向是磁铁的N极方向．根据题中信息得出地磁场的方向，再利用安培定则确定电流的方向，即可解题。此题属于基础题，只要理解题意即可得出正确答案。
3.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（ ）
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同[来源*:%@中~教网&]
【答案】ABD
【解析】
试题分析：穿过线圈的磁通量为合磁通量，此时线圈中有一半面积磁场垂直线圈向外，一半面积磁场垂直线圈向内，因此磁通量为零，故A正确；ab切割磁感线产生的感应电流由a到b端，cd切割磁感线产生的感应电流由c到d端，因此两电动势串联，回路电动势为，故B正确；根据右手定则可知线框向右运动的过程中，ab切割磁感线产生的感应电流由a到b端，cd切割磁感线产生的感应电流由c到d端，，所以回路中的感应电流方向为逆时针，故C错误；根据左手定则可知，回路中ab边电流的方向向下，磁场的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd边电流的方向向上，磁场的方向向里，所受安培力方向向左，方向相同，故D正确．所以ABD正确，C错误。
考点：磁通量、安培定则、安培力
【名师点睛】本题主要考查了线框产生电动势，从而产生感应电流进而受到安培力。根据磁通量的定义可以判断此时磁通量的大小，如图所示时刻有两根导线切割磁感线，根据右手定则可判断两根导线切割磁感线产生电动势的方向，求出回路中的总电动势，然后即可求出回路中的电流和安培力变化情况。[来源~:中国&*教@育出版网#]
4.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（ ）
A．指向圆心
B．背离圆心
C．垂直纸面向内
D．垂直纸面向外
【答案】A
【解析】
考点：安培定则、楞次定律
【名师点睛】本题主要考查了安培定则、磁通量和楞次定律。首先根据安培定则判断甲电流在乙环产生的磁场方向，磁场随着电流的增大而增大，那么乙环的磁通量增大，由楞次定律可知为阻碍磁通量的增大，乙环有面积减小的趋势，即可解题。[来&源:z*zstep.c@~om%]
5.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且，先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是（ ）
[w@*ww.z&z^step.c~om]
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a[来*^源:#zzs@tep.c~om]
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
【答案】D
【解析】
考点：楞次定律、能量转化关系
【名师点睛】本题主要考查了右手定则、楞次定律和简谐运动的条件等等。首先由楞次定律可得出线圈进入磁场及离开磁场时的电流方向，因线圈只有在经过边界时才产生电磁感应现象，消耗机械能；则可得出当线框不在出磁场时，也就没有能量损失，将会如此往复摆动做简谐运动。
6. 如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如表所示．由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为（ ）[来#%源@:~中教^网]
A．3、5、4 B．4、2、5 C．5、3、2 D．2、4、5
【答案】D
【解析】[中%国教&育*^~出版网]
错误。
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。
【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。根据题意洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力即得：,可得出各组粒子的半径之比，根据第一组粒子判断出磁场方向，在根据电性的不同粒子的偏转方向不同，即可解题。
7. 如图所示，虚线框中存在匀强电场E和匀强磁场B，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域（ ）
【答案】CD
【解析】
[中国教育#出&%版*^网]
考点：带电粒子在复合场中的运动.
【名师点睛】本题考查小球在复合场中的运动，解答的关键明确小球的受力情况，并能够结合受力的情况分析小球的运动情况。本题中洛伦兹力与速度垂直且与粒子速度方向垂直，要使粒子做直线运动，要么三力平衡，要么不受洛伦兹力．当小球所受的合力为零，或合力与速度在同一直线上时能沿着直线通过电磁场区域．据此条件进行判断。
8. 如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（ ）[来源:zzst@ep%&^~.com]
A． B． C． D．[来@^%~源:中国教#育出版网]
【答案】B
【解析】[来源:中%国教育出@版~#&网]
试题分析：粒子垂直进入磁场，由洛伦兹力提供向心力，则根据牛顿第二定律得：，解得半径公式：，周期公式。可知 画出轨迹如图．粒子在磁场B1中运动时间为
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
【名师点睛】解决带电粒子在匀强磁场中运动问题时，关键在于画出粒子运动的轨迹，确定时间与周期的关系，周期公式：以及半径公式：。本题中粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，半径，则粒子在两个磁场中半径之比为1：2，画出轨迹，根据周期求出时间．[www~.z#zste&*p%.com]
9.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）
[中国教育&%出版@网*#]
A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动[来源:中国教育出版^@网&~#]
B．当小球运动到c点时，洛仑兹力最大[w%ww.*zz#s~te@p.com]
C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大
D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小
【答案】D
【解析】
试题分析：小球在复合场中，受重力、电场力和洛伦兹力。由题意知电场力与重力大小相等，电场力水平向左，重力竖直向下，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，即bc圆弧的中点是做圆周运动的等效“最低点”速度最大，那么ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”速度最小。由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放到d点过程中，重力做的正功与电场力做的负功相等，由动能定
考点：带电粒子在复合场中的运动、功能关系
【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动、功能关系。由于电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．[中#@国教%育出&^版网]
10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，带正电，电荷量为q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
[来源@:中%&教*网^]
A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变[来源*:中^教%网@#]
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是[来源:z@z#step.~co^m*]
【答案】CD
【解析】
试题分析：对小球受力分析：小球静止时只受电场力、重力、支持力及摩擦力，电场力水平向左，摩擦力竖直向上；开始时，小球的加速度应为：，解得； 随着小球速度将增大，受到洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力水平向右，最初阶段洛伦兹力小于电场力。所以受到杆的支持力为：，随着速度的增大，压力将减小，摩擦力减小，由牛顿第二定律得：误。
考点：带电粒子在复合场中的运动、牛顿第二定律[来源:中^%国教育出~版网#&]
【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动、牛顿第二定律。首先要对对小球进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化；即可以找出小球最大速度及最大加速度的状态．此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，此题对学生要求较高。[中^#国教%育出&@版网]
11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
[来@~源:^中国教育&出版#网]
A．质谱仪可以用来分析同位素
B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外[来源:中~国教育^出*版&网@]
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小[来&源:中国^%教@育出版~网]
【答案】ABC[来源:&中*教%#网~]
【解析】
考点：质谱仪的工作原理
【名师点睛】本题主要考查了质谱仪的工作原理。粒子经过电场加速后进入速度选择器，在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入偏转电场后做匀速圆周运动，根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系．
12. 如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ）
A．a先变亮，然后逐渐变暗 B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗 D．b、c都逐渐变暗
【答案】AD
【解析】
试题分析：电键S闭合时，由电路串并联关系可知：电感L1中电流等于L2电流的两倍，断开电键K的瞬间，由于自感作用，两个电感线圈相当于两个电源，与三个灯泡构成闭合回路，通过b、c的电流都通过a，故a先变亮，然后逐渐变暗，故A正确；b、c灯泡由电流i逐渐减小，因此b、c都逐渐变暗，故B、C错误，D正确；所以AD正确，BC错误。
考点：自感现象
【名师点睛】此题是考查学生对自感现象的理解。电感线圈对直流电的作用是：刚接通瞬间阻值较大，接通后电阻为零，在断开瞬间相当于电源．当电路断开时，线圈中产生的自感电动势相当于“电源”，同时对三个灯供电。根据通过灯泡的电流大小不同来判定灯泡的亮度情况。对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，可以应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解。
13. 等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场．另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ,关于线框中的感应电流，以下说法中不正确的是（ ）
[来@源#:^中国教育出&版~网]
A．开始进入磁场时感应电流最大
B．产生的电动势属于动生电动势
C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向
D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向[www.z^z#~s@tep%.com]
【答案】C
【解析】
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、楞次定律
【名师点睛】本题主要考查导体切割磁感线时的感应电动势、楞次定律。根据求出切割产生的感应电动势大小，注意L为切割导体的有效长度．根据右手定则判断出感应电动势的方向，从而判断电流的方向，也可以由楞次定律判定感应电流的方向，注意产生感应电流的条件是：磁通量变化；回路是闭合的。
14. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（ ）
A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
【答案】A
【解析】[来源@~^:&中教网*]
[来源:~中教&#网%@]
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、能量间转化关系
【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、安培力做功、重力做功、电功等相关问题。棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，F做正功，安培力做负功，重力做负功，动能增大．根据动能定理分析力F做的功与安培力做的功的代数和．
15. 如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中（ ）
A．回路中产生的内能不相等
B．棒运动的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通过棒横截面积的电荷量相等
【答案】AD
【解析】[来源:中&%国教育#出版*~网]
量△S相等，B、R相等，因此，通过棒横截面积的电荷量相等，故D正确；所以AD正确，BC错误。
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电功、牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了综合运用电磁感应、电路知识、牛顿第二定律等知识的能力. 金属棒在磁场里做切割磁感线运动则产生的感应电动势，受到安培力金属棒向右做加速度逐渐减小的减速运动，克服安培力做功，把金属棒的动能转化为内能；由能量守恒判断回路产生的内能；由牛顿第二定律判断加速度的大小关系；由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，最后由电流定义式的变形公式求出感应电荷量．
第Ⅱ卷（非选择题 共45分）
二、论述计算题（共3小题，共45分．解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
16. （12分）如图所示，一轻绳绕过两轻滑轮，两端分别连接着矩形导线框A1和石块A2，线框A1的ab边长，l1=lm，bc边长l2=0.6m，电阻R=0.1Ω，质量m=0.5kg，石块A2的质量M=2kg，两水平平行虚线ef、gh之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离且s＞l2，（g取10m/s2）．问：
（1）线框进入磁场前石块A2的加速度a多大；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v多大.
【答案】（1）6m/s2 （2）6m/s
【解析】
产生的感应电流为： （1分）[来%^~&源#:中教网]
受到的安培力：F安=BIl1 （1分）
联立各式代入数据解得：v=6m/s （2分）
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、牛顿第二定律
【名师点睛】本题是电磁感应中的力学问题，考查了法拉第电磁感应定律、物体的平衡、牛顿第二定律；解题的关键要明确线框的运过程。分别对线框和石块运用牛顿第二定律，抓住加速度大小相等，求出线框进入磁场前石块的加速度．抓住线框和石块受力平衡，结合共点力平衡、切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律求出线框进入磁场时匀速运动的速度．
17.（15分）一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求：
（1）此时线圈的运动速度的大小；
（2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；
（3）此时线圈加速度的大小．
【答案】（1）2m/s （2） （3）2.5m/s2
【解析】
（3）线圈受到的安培力： （2分）
由牛顿第二定律得：
代入数据解得： （2分）
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、牛顿第二定律
【名师点睛】本题考查了法拉第电磁感应和欧姆定律的综合运用，由能量守恒定律可以求出线圈产生的电能；由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律可以求出电压，线圈与磁场左边缘两交接点间的电压是外电压，不是感应电动势．由安培力公式和牛顿第二定律结合可以求出加速度．
18.（18分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切．一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上．
（1）求两极板间电压U；
（2）求质子从极板间飞出时的速度大小；
（3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入，欲使质子从两板间左侧飞出，射入的速度应满足什么条件.
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
又因 （1分）[来源:@~%*中国教育出版网#]
撤去磁场后仅受电场力由题意得，竖直方向有
联立以上解得:、、 、 （2分）
根据向心力公式 解得： （2分）
所以质子两板左侧间飞出的条件为 （2分）
考点：带电粒子在复合场中的运动.
【名师点睛】本题考查小球在复合场中的运动，先后做匀速直线运动、类平抛运动与匀速圆周运动。粒子做匀速直线运动，由受力平衡条件，通过运动学公式与牛顿第二定律，结合电场力与洛伦兹力表达式，即可求解；由速度与时间关系，可求质子在沿电场方向的速度，因此可求出飞出极板间的速度大小；质子恰好从上极板左边缘飞出，因此由几何关系，结合运动学公式与向心力表达式，从而可求出质子两板左侧间飞出的条件．
一、选择题（共15小题，每小题5分，共75分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1.下列关于电场和磁场的说法中正确的是（ ）[w&@ww.z%zste~p.c^om]
A．电场线和磁感线都是封闭曲线
B．电场线和磁感线都是不封闭曲线
C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用
D．电荷在电场中一定受到电场力的作用
【答案】D
2. 19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考[中^国教*~育&%出版网]
虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电
流引起的．则该假设中的电流方向是（ ）
A．由西向东垂直磁子午线[来源:~@中国^#教育%出版网]
B．由东向西垂直磁子午线[中国^*教育#出&~版网]
C．由南向北沿磁子午线
D．由赤道向两极沿磁子午线
（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）
3.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（ ）
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同[来源*:%@中~教网&]
4.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（ ）
A．指向圆心
B．背离圆心
C．垂直纸面向内
D．垂直纸面向外
源:z*zstep.c@~om%]
5.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且，先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是（ ）
[w@*ww.z&z^step.c~om]
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a[来*^源:#zzs@tep.c~om]
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
6. 如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如表所示．由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为（ ）[来#%源@:~中教^网]
A．3、5、4 B．4、2、5 C．5、3、2 D．2、4、5
7. 如图所示，虚线框中存在匀强电场E和匀强磁场B，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域（ ）
8. 如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（ ）[来源:zzst@ep%&^~.com]
A． B． C． D．[来@^%~源:中国教#育出版网]
9.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）
[中国教育&%出版@网*#]
A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动[来源:中国教育出版^@网&~#]
B．当小球运动到c点时，洛仑兹力最大[w%ww.*zz#s~te@p.com]
C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大
D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小
10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，带正电，电荷量为q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
[来源@:中%&教*网^]
A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变[来源*:中^教%网@#]
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是[来源:z@z#step.~co^m*]
11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
[来@~源:^中国教育&出版#网]
A．质谱仪可以用来分析同位素
B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外[来源:中~国教育^出*版&网@]
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小[来&源:中国^%教@育出版~网]
12. 如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ）
A．a先变亮，然后逐渐变暗 B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗 D．b、c都逐渐变暗
13. 等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场．另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ,关于线框中的感应电流，以下说法中不正确的是（ ）
[来@源#:^中国教育出&版~网]
A．开始进入磁场时感应电流最大
B．产生的电动势属于动生电动势
C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向
D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向[www.z^z#~s@tep%.com]
14. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（ ）
A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
15. 如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中（ ）
A．回路中产生的内能不相等
B．棒运动的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通过棒横截面积的电荷量相等
第Ⅱ卷（非选择题 共45分）
二、论述计算题（共3小题，共45分．解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
16. （12分）如图所示，一轻绳绕过两轻滑轮，两端分别连接着矩形导线框A1和石块A2，线框A1的ab边长，l1=lm，bc边长l2=0.6m，电阻R=0.1Ω，质量m=0.5kg，石块A2的质量M=2kg，两水平平行虚线ef、gh之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离且s＞l2，（g取10m/s2）．问：
（1）线框进入磁场前石块A2的加速度a多大；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v多大.
17.（15分）一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求：
（1）此时线圈的运动速度的大小；
（2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；
（3）此时线圈加速度的大小．
18.（18分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切．一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上．
（1）求两极板间电压U；
（2）求质子从极板间飞出时的速度大小；
（3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入，欲使质子从两板间左侧飞出，射入的速度应满足什么条件.
[来源:z@zs#tep.~co^m*]
一、选择题（共15小题，每小题5分，共75分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1.下列关于电场和磁场的说法中正确的是（ ）[w&@ww.z%zste~p.c^om]
A．电场线和磁感线都是封闭曲线
B．电场线和磁感线都是不封闭曲线
C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用
D．电荷在电场中一定受到电场力的作用
【答案】D
【解析】
考点：电场线、磁感线、电场力
【名师点睛】本题主要考查电场线、磁感线、电场力的特点。电场的基本性质是对放入的电荷有力的作用，
而通电导线放入磁场中不一定有磁场力的作用；电场与磁场都是客观存在的特殊物质；电场线不封闭，而
磁感线却是封闭。注意电荷在磁场中受洛伦兹力是“有条件”的即运动电荷和磁场方向有夹角，若是平行
或电荷与磁场相对静止则不受洛伦兹力作用，而电荷在电场中受电场力是“无条件”的即电场力与电荷的
运动状态无关．[来源:*中#教&@网~]
2. 19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考[中^国教*~育&%出版网]
虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电
流引起的．则该假设中的电流方向是（ ）
A．由西向东垂直磁子午线[来源:~@中国^#教育%出版网]
B．由东向西垂直磁子午线[中国^*教育#出&~版网]
C．由南向北沿磁子午线
D．由赤道向两极沿磁子午线
（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）
【答案】B
【解析】
考点：安培定则[来源^:*&中教%网~]
【名师点睛】解决此题要掌握安培定则：四指绕向为电流的方向，大拇指所指的方向是磁铁的N极方向．根据题中信息得出地磁场的方向，再利用安培定则确定电流的方向，即可解题。此题属于基础题，只要理解题意即可得出正确答案。
3.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（ ）
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同[来源*:%@中~教网&]
【答案】ABD
【解析】
试题分析：穿过线圈的磁通量为合磁通量，此时线圈中有一半面积磁场垂直线圈向外，一半面积磁场垂直线圈向内，因此磁通量为零，故A正确；ab切割磁感线产生的感应电流由a到b端，cd切割磁感线产生的感应电流由c到d端，因此两电动势串联，回路电动势为，故B正确；根据右手定则可知线框向右运动的过程中，ab切割磁感线产生的感应电流由a到b端，cd切割磁感线产生的感应电流由c到d端，，所以回路中的感应电流方向为逆时针，故C错误；根据左手定则可知，回路中ab边电流的方向向下，磁场的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd边电流的方向向上，磁场的方向向里，所受安培力方向向左，方向相同，故D正确．所以ABD正确，C错误。
考点：磁通量、安培定则、安培力
【名师点睛】本题主要考查了线框产生电动势，从而产生感应电流进而受到安培力。根据磁通量的定义可以判断此时磁通量的大小，如图所示时刻有两根导线切割磁感线，根据右手定则可判断两根导线切割磁感线产生电动势的方向，求出回路中的总电动势，然后即可求出回路中的电流和安培力变化情况。[来源~:中国&*教@育出版网#]
4.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（ ）
A．指向圆心
B．背离圆心
C．垂直纸面向内
D．垂直纸面向外
【答案】A
【解析】
考点：安培定则、楞次定律
【名师点睛】本题主要考查了安培定则、磁通量和楞次定律。首先根据安培定则判断甲电流在乙环产生的磁场方向，磁场随着电流的增大而增大，那么乙环的磁通量增大，由楞次定律可知为阻碍磁通量的增大，乙环有面积减小的趋势，即可解题。[来&源:z*zstep.c@~om%]
5.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且，先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是（ ）
[w@*ww.z&z^step.c~om]
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a[来*^源:#zzs@tep.c~om]
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
【答案】D
【解析】
考点：楞次定律、能量转化关系
【名师点睛】本题主要考查了右手定则、楞次定律和简谐运动的条件等等。首先由楞次定律可得出线圈进入磁场及离开磁场时的电流方向，因线圈只有在经过边界时才产生电磁感应现象，消耗机械能；则可得出当线框不在出磁场时，也就没有能量损失，将会如此往复摆动做简谐运动。
6. 如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如表所示．由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为（ ）[来#%源@:~中教^网]
A．3、5、4 B．4、2、5 C．5、3、2 D．2、4、5
【答案】D
【解析】[中%国教&育*^~出版网]
错误。
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。
【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。根据题意洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动的向心力即得：,可得出各组粒子的半径之比，根据第一组粒子判断出磁场方向，在根据电性的不同粒子的偏转方向不同，即可解题。
7. 如图所示，虚线框中存在匀强电场E和匀强磁场B，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域（ ）
【答案】CD
【解析】
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考点：带电粒子在复合场中的运动.
【名师点睛】本题考查小球在复合场中的运动，解答的关键明确小球的受力情况，并能够结合受力的情况分析小球的运动情况。本题中洛伦兹力与速度垂直且与粒子速度方向垂直，要使粒子做直线运动，要么三力平衡，要么不受洛伦兹力．当小球所受的合力为零，或合力与速度在同一直线上时能沿着直线通过电磁场区域．据此条件进行判断。
8. 如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（ ）[来源:zzst@ep%&^~.com]
A． B． C． D．[来@^%~源:中国教#育出版网]
【答案】B
【解析】[来源:中%国教育出@版~#&网]
试题分析：粒子垂直进入磁场，由洛伦兹力提供向心力，则根据牛顿第二定律得：，解得半径公式：，周期公式。可知 画出轨迹如图．粒子在磁场B1中运动时间为
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
【名师点睛】解决带电粒子在匀强磁场中运动问题时，关键在于画出粒子运动的轨迹，确定时间与周期的关系，周期公式：以及半径公式：。本题中粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，半径，则粒子在两个磁场中半径之比为1：2，画出轨迹，根据周期求出时间．[www~.z#zste&*p%.com]
9.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）
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A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动[来源:中国教育出版^@网&~#]
B．当小球运动到c点时，洛仑兹力最大[w%ww.*zz#s~te@p.com]
C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大
D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小
【答案】D
【解析】
试题分析：小球在复合场中，受重力、电场力和洛伦兹力。由题意知电场力与重力大小相等，电场力水平向左，重力竖直向下，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，即bc圆弧的中点是做圆周运动的等效“最低点”速度最大，那么ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”速度最小。由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放到d点过程中，重力做的正功与电场力做的负功相等，由动能定
考点：带电粒子在复合场中的运动、功能关系
【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动、功能关系。由于电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．[中#@国教%育出&^版网]
10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，带正电，电荷量为q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
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A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变[来源*:中^教%网@#]
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是[来源:z@z#step.~co^m*]
【答案】CD
【解析】
试题分析：对小球受力分析：小球静止时只受电场力、重力、支持力及摩擦力，电场力水平向左，摩擦力竖直向上；开始时，小球的加速度应为：，解得； 随着小球速度将增大，受到洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力水平向右，最初阶段洛伦兹力小于电场力。所以受到杆的支持力为：，随着速度的增大，压力将减小，摩擦力减小，由牛顿第二定律得：误。
考点：带电粒子在复合场中的运动、牛顿第二定律[来源:中^%国教育出~版网#&]
【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动、牛顿第二定律。首先要对对小球进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化；即可以找出小球最大速度及最大加速度的状态．此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，此题对学生要求较高。[中^#国教%育出&@版网]
11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
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A．质谱仪可以用来分析同位素
B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外[来源:中~国教育^出*版&网@]
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小[来&源:中国^%教@育出版~网]
【答案】ABC[来源:&中*教%#网~]
【解析】
考点：质谱仪的工作原理
【名师点睛】本题主要考查了质谱仪的工作原理。粒子经过电场加速后进入速度选择器，在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入偏转电场后做匀速圆周运动，根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系．
12. 如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ）
A．a先变亮，然后逐渐变暗 B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗 D．b、c都逐渐变暗
【答案】AD
【解析】
试题分析：电键S闭合时，由电路串并联关系可知：电感L1中电流等于L2电流的两倍，断开电键K的瞬间，由于自感作用，两个电感线圈相当于两个电源，与三个灯泡构成闭合回路，通过b、c的电流都通过a，故a先变亮，然后逐渐变暗，故A正确；b、c灯泡由电流i逐渐减小，因此b、c都逐渐变暗，故B、C错误，D正确；所以AD正确，BC错误。
考点：自感现象
【名师点睛】此题是考查学生对自感现象的理解。电感线圈对直流电的作用是：刚接通瞬间阻值较大，接通后电阻为零，在断开瞬间相当于电源．当电路断开时，线圈中产生的自感电动势相当于“电源”，同时对三个灯供电。根据通过灯泡的电流大小不同来判定灯泡的亮度情况。对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，可以应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解。
13. 等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场．另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ,关于线框中的感应电流，以下说法中不正确的是（ ）
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A．开始进入磁场时感应电流最大
B．产生的电动势属于动生电动势
C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向
D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向[www.z^z#~s@tep%.com]
【答案】C
【解析】
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、楞次定律
【名师点睛】本题主要考查导体切割磁感线时的感应电动势、楞次定律。根据求出切割产生的感应电动势大小，注意L为切割导体的有效长度．根据右手定则判断出感应电动势的方向，从而判断电流的方向，也可以由楞次定律判定感应电流的方向，注意产生感应电流的条件是：磁通量变化；回路是闭合的。
14. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（ ）
A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
【答案】A
【解析】[来源@~^:&中教网*]
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考点：导体切割磁感线时的感应电动势、能量间转化关系
【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、安培力做功、重力做功、电功等相关问题。棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，F做正功，安培力做负功，重力做负功，动能增大．根据动能定理分析力F做的功与安培力做的功的代数和．
15. 如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中（ ）
A．回路中产生的内能不相等
B．棒运动的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通过棒横截面积的电荷量相等
【答案】AD
【解析】[来源:中&%国教育#出版*~网]
量△S相等，B、R相等，因此，通过棒横截面积的电荷量相等，故D正确；所以AD正确，BC错误。
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电功、牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了综合运用电磁感应、电路知识、牛顿第二定律等知识的能力. 金属棒在磁场里做切割磁感线运动则产生的感应电动势，受到安培力金属棒向右做加速度逐渐减小的减速运动，克服安培力做功，把金属棒的动能转化为内能；由能量守恒判断回路产生的内能；由牛顿第二定律判断加速度的大小关系；由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，最后由电流定义式的变形公式求出感应电荷量．
第Ⅱ卷（非选择题 共45分）
二、论述计算题（共3小题，共45分．解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
16. （12分）如图所示，一轻绳绕过两轻滑轮，两端分别连接着矩形导线框A1和石块A2，线框A1的ab边长，l1=lm，bc边长l2=0.6m，电阻R=0.1Ω，质量m=0.5kg，石块A2的质量M=2kg，两水平平行虚线ef、gh之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离且s＞l2，（g取10m/s2）．问：
（1）线框进入磁场前石块A2的加速度a多大；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v多大.
【答案】（1）6m/s2 （2）6m/s
【解析】
产生的感应电流为： （1分）[来%^~&源#:中教网]
受到的安培力：F安=BIl1 （1分）
联立各式代入数据解得：v=6m/s （2分）
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、牛顿第二定律
【名师点睛】本题是电磁感应中的力学问题，考查了法拉第电磁感应定律、物体的平衡、牛顿第二定律；解题的关键要明确线框的运过程。分别对线框和石块运用牛顿第二定律，抓住加速度大小相等，求出线框进入磁场前石块的加速度．抓住线框和石块受力平衡，结合共点力平衡、切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律求出线框进入磁场时匀速运动的速度．
17.（15分）一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求：
（1）此时线圈的运动速度的大小；
（2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；
（3）此时线圈加速度的大小．
【答案】（1）2m/s （2） （3）2.5m/s2
【解析】
（3）线圈受到的安培力： （2分）
由牛顿第二定律得：
代入数据解得： （2分）
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、牛顿第二定律
【名师点睛】本题考查了法拉第电磁感应和欧姆定律的综合运用，由能量守恒定律可以求出线圈产生的电能；由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律可以求出电压，线圈与磁场左边缘两交接点间的电压是外电压，不是感应电动势．由安培力公式和牛顿第二定律结合可以求出加速度．
18.（18分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切．一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上．
（1）求两极板间电压U；
（2）求质子从极板间飞出时的速度大小；
（3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入，欲使质子从两板间左侧飞出，射入的速度应满足什么条件.
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
又因 （1分）[来源:@~%*中国教育出版网#]
撤去磁场后仅受电场力由题意得，竖直方向有
联立以上解得:、、 、 （2分）
根据向心力公式 解得： （2分）
所以质子两板左侧间飞出的条件为 （2分）
考点：带电粒子在复合场中的运动.
【名师点睛】本题考查小球在复合场中的运动，先后做匀速直线运动、类平抛运动与匀速圆周运动。粒子做匀速直线运动，由受力平衡条件，通过运动学公式与牛顿第二定律，结合电场力与洛伦兹力表达式，即可求解；由速度与时间关系，可求质子在沿电场方向的速度，因此可求出飞出极板间的速度大小；质子恰好从上极板左边缘飞出，因此由几何关系，结合运动学公式与向心力表达式，从而可求出质子两板左侧间飞出的条件．
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