黑龙江省大庆市名校2021-2022学年高二上学期期末联考物理试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 黑龙江省大庆市名校2021-2022学年高二上学期期末联考物理试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 540.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-01 12:02:45 | ||
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文档简介
大庆市名校2021-2022学年高二上学期期末联考
物理试题
试题说明：1、本试题满分110分，答题时间90分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
第Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题（本题共12小题；每小题5分，共60分。1-7题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的；8-12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.关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是（ ）
A.带电粒子沿着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功
B.带电粒子逆着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做负功
C.带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子不做功
D.带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做功的情况与电荷的正负有关
2.如下四幅图表示运动电荷或通电直导线分别在匀强磁场中的受力方向，其中正确的是（ ）
A B C D
3.如图为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A.该粒子一定带正电
B.该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出
C.该粒子以速度3v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
D.该粒子电荷量变为3q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
4.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构简图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁场强弱由通过励磁线圈的电流来调节，在球形玻璃泡底部有一个可以升降的电子枪，从电子枪灯丝中发出电子的初速度可忽略不计，经过加速电压U（U可调节，且加速间距很小）后，沿水平方向从球形玻璃泡球心的正下方垂直磁场方向向右射入，电子束距离球形玻璃泡底部切线的高度为h，已知球形玻璃泡的半径为R，下列说法正确的是（ ）
A.仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B.仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变小
C.仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小
D.电子束在玻璃泡内做完整圆周运动的最大半径为R-h
5.甲、乙两铁球质量分别是m甲=1kg、m乙=2kg，在光滑水平面上均沿同一直线向正方向运动，速度分别是v甲=6m/s、v乙=2m/s，甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是( )
A.v甲′=2m/s，v乙′=4m/s B.v甲′=7m/s，v乙′=1.5m/s
C.v甲′=3.5m/s，v乙′=3m/s D.v甲′=3m/s，v乙′=3m/s
6. 如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距为1m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为30 ，且处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为0.4T的匀强磁场中。已知该回路中的电源电动势为1.5V，回路中的总电阻为2Ω，导体棒与导轨接触良好，则导体棒MN所受的安培力大小为（ ）
A.0.1N B.0.3N C.0.5N D.0.6N
7.左侧图片是一种常见的安全警示，禁止高空抛物。假设一个质量为60g的鸡蛋从45m高处由静止释放后，砸到地面上的一个安全帽上，鸡蛋壳与安全帽的作用时间为4.5×10-4s，重力加速度g取10m/s2，则安全帽受到的平均冲击力大小约为（ ）
A.60N B.400N C.4000N D.6000N
8.如图为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，已知D形盒的半径为R，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q，已知质子在磁场中运动的周期等于交变电源的周期，下列说法正确的是（ ）
A.粒子由加速器的边缘进入加速器
B.质子的最大速度不超过2πRf
C.质子的最大动能与U无关
D.粒子在狭缝和D形盒中运动时都能获得加速
9.如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计空气阻力，那么在以后的过程中（ ）
A.小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量不守恒
B.小球向左摆动时，小车向右运动，系统机械能不守恒
C.小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车速度不为零
D.小球向左摆到最高点，小球的速度为零小车速度也为零
10.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A.火箭的推力来源于燃气对它的反作用力
B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
D.在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
11. 如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则( )
A．该粒子带负电 B．A点与y轴的距离为
C．粒子由O到A经历时间 D．运动过程中粒子的速度不变
12.如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射状电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始，经加速电场加速后，沿中心线做匀速圆周运动通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A.该粒子一定带负电
B.加速电场的电压
C.该粒子通过静电分析器时电场力不做功
D.
二、实验题（共14分）
13.（6分）在“用单摆测重力加速度”的实验中
（1）实验中，用毫米刻度尺测出细线的长度，用游标卡尺测出摆球的直径，如图甲所示，摆球的直径为D = mm。
图甲 图乙
（2）现已测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度 （用L、n、t表示）。
（3）甲同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T 2﹣L图象中的实线OM；乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T 2-L图像为（ ）
A．虚线①，不平行实线OM B．虚线②，平行实线OM
C．虚线③，平行实线OM D．虚线④，不平行实线OM
14.（8分）在测量玻璃折射率的实验中：
图甲 图乙 图丙
（1）小明同学在测某梯形玻璃砖的折射率，画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处： （写出一点即可）。
（2）小强同学在测量玻璃砖的折射率实验时，以通过入射光线P1P2（图片中未标出）的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线，P′和Q′分别为垂足，如图乙所示，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm，则玻璃砖的折射率n = 。
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小明、小强二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图丙中①、②所示，其中小明同学用的是矩形玻璃砖，小强同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa′ 、bb′ 为界面画光路图。则小明同学测得的折射率与真实值相比 填“偏大”、“偏小”或“不变”）；小强同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
三、计算题（本题共3小题，满分36分。解答应写出必要的文字说明、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，答案中必须写出数值和单位。）
15.（10分）如图所示，质量为m的小物体以水平初速度v0滑上原来静止在光滑水平轨道上的质量为5m的小车上，物体与小车上表面的动摩擦因数为μ，小车足够长，求：
(
V
0
)（1）物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间；
（2）物体相对小车滑行的距离是多少？
16.（11分）如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距L＝0.5m，ed间连入一电源E＝1V，ab间放置一根长为L＝0.5m的金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形．空间中存在一范围足够大竖直方向的匀强磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ为[30°，90°]时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍，重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）μ；
（2）匀强磁场的磁感应强度B ？
17.（15分）如图所示，虚线为两磁场的边界，虚线左侧存在着半径为R的半圆形匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，圆心O为虚线上的一点，虚线右侧存在着宽度为R的匀强磁场，方向垂直纸面向外。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子，从圆周上的A点以某一初速度沿半径方向射入半圆形磁场区域，恰好从D点射出，AO垂直OD。若将该带电粒子从圆周上的C点，以相同的初速度射入磁场，已知∠AOC=53°，粒子刚好能从虚线右侧磁场区域射出，不计粒子重力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）当该带电粒子从A点射入半圆形磁场区域时，求：
①带电粒子的初速度及其从A到D的运动时间；
②若粒子在从D点离开磁场前某时刻，仅将磁感应强度大小变为B1，此后粒子恰好被束缚在该半圆形磁场中，则B1的最小值为多少
（2）当粒子从C点入射，为满足题干要求，求虚线右侧磁场的磁感应强度B2大小为多少
大庆市名校2021-2022学年高二上学期期末联考
物理试题答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答 案 C B D C A D C BC AD AC AC BCD
二、实验题（每空2分，共14分）
13.（6分）（1） 19.00 （2） （3） B 。
14.（8分）（1）①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可）。
（2） 1.5 （3） 偏小 ； 不变 。
三、计算题
15.（10分）【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设向右为正方向，物体与小车相对静止时的速度为v，根据动量守恒定律有
mv0=(m+5m)v （2分）
相对静止时的速度：
对小车，根据动量定理：μmgt=5mv （2分）
解得物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间t= （2分）
（2）对系统，根据能量守恒，有 （2分）
解得物体相对小车滑行的距离是 （2分）
16.（11分）【答案】2 T，
【解析】由磁场方向沿竖直方向和金属杆受力平衡可判断，安培力F方向为垂直ab水平向右，再根据左手定则，可知磁场方向竖直向下．
由题意可知，当θ＝90°时金属杆处于临界下滑状态
根据平衡条件可知金属杆所受静摩擦力
f1＝mg① （1分）
导轨对金属杆的弹力N1＝F② （1分）
根据题意可知f1＝μN1③ （1分）
当θ＝30°时，金属杆处于临界上滑状态，设金属杆此时所受静摩擦力为f2，根据平衡条件可知金属杆所受弹力N2＝mgcos 30°＋Fsin 30°④ （1分）
f2＋mgsin 30°＝Fcos 30°⑤ （1分）
根据题意可知f2＝μN2⑥ （1分）
联立①②③④⑤⑥式，解得F＝mg⑦
μ＝ （1分）
根据闭合电路欧姆定律有I＝＝1 A⑧ （1分）
则安培力F＝BIL⑨ （1分）
联立⑦⑧⑨式，解得B＝2 T. （1分）磁场方向竖直向下（1分）
17.（16分）【答案】（1）①，；②（2）B2=1.6B
【解析】（1）①粒子从A点进磁场D点出磁场，作出轨迹如图
由几何关系得轨道半径r1=R （1分）
洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力，有 （1分）
解得 （1分）
粒子在磁场中运动的圆心角为90°，有 （1分）
而周期为 （1分）
解得 （1分）
②粒子运动轨迹如图所示，
当粒子运动到轨迹与OO′连线交点处改变磁场大小时，粒子的轨道半径最大，磁感应强度最小，
由几何知识可知：R （2分）
由牛顿第二定律得： （1分）
(
θ
θ
)解得： （2分）
（2）粒子从C点入射，作出轨迹如图
由几何知识得EF的长度LEF=Rcos53°（1分）
在三角形EFO1中，有 （1分）
即粒子转过的圆心角
粒子在右侧磁场的半径为r2，由几何关系有
（1分）
由向心力公式得 （1分）
联立解得B2=1.6B （1分）
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页 共
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页
)
物理试题
试题说明：1、本试题满分110分，答题时间90分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
第Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题（本题共12小题；每小题5分，共60分。1-7题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的；8-12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.关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是（ ）
A.带电粒子沿着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功
B.带电粒子逆着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做负功
C.带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子不做功
D.带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做功的情况与电荷的正负有关
2.如下四幅图表示运动电荷或通电直导线分别在匀强磁场中的受力方向，其中正确的是（ ）
A B C D
3.如图为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A.该粒子一定带正电
B.该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出
C.该粒子以速度3v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
D.该粒子电荷量变为3q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
4.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构简图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁场强弱由通过励磁线圈的电流来调节，在球形玻璃泡底部有一个可以升降的电子枪，从电子枪灯丝中发出电子的初速度可忽略不计，经过加速电压U（U可调节，且加速间距很小）后，沿水平方向从球形玻璃泡球心的正下方垂直磁场方向向右射入，电子束距离球形玻璃泡底部切线的高度为h，已知球形玻璃泡的半径为R，下列说法正确的是（ ）
A.仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B.仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变小
C.仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小
D.电子束在玻璃泡内做完整圆周运动的最大半径为R-h
5.甲、乙两铁球质量分别是m甲=1kg、m乙=2kg，在光滑水平面上均沿同一直线向正方向运动，速度分别是v甲=6m/s、v乙=2m/s，甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是( )
A.v甲′=2m/s，v乙′=4m/s B.v甲′=7m/s，v乙′=1.5m/s
C.v甲′=3.5m/s，v乙′=3m/s D.v甲′=3m/s，v乙′=3m/s
6. 如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距为1m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为30 ，且处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为0.4T的匀强磁场中。已知该回路中的电源电动势为1.5V，回路中的总电阻为2Ω，导体棒与导轨接触良好，则导体棒MN所受的安培力大小为（ ）
A.0.1N B.0.3N C.0.5N D.0.6N
7.左侧图片是一种常见的安全警示，禁止高空抛物。假设一个质量为60g的鸡蛋从45m高处由静止释放后，砸到地面上的一个安全帽上，鸡蛋壳与安全帽的作用时间为4.5×10-4s，重力加速度g取10m/s2，则安全帽受到的平均冲击力大小约为（ ）
A.60N B.400N C.4000N D.6000N
8.如图为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，已知D形盒的半径为R，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q，已知质子在磁场中运动的周期等于交变电源的周期，下列说法正确的是（ ）
A.粒子由加速器的边缘进入加速器
B.质子的最大速度不超过2πRf
C.质子的最大动能与U无关
D.粒子在狭缝和D形盒中运动时都能获得加速
9.如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计空气阻力，那么在以后的过程中（ ）
A.小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量不守恒
B.小球向左摆动时，小车向右运动，系统机械能不守恒
C.小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车速度不为零
D.小球向左摆到最高点，小球的速度为零小车速度也为零
10.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A.火箭的推力来源于燃气对它的反作用力
B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
D.在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
11. 如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则( )
A．该粒子带负电 B．A点与y轴的距离为
C．粒子由O到A经历时间 D．运动过程中粒子的速度不变
12.如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射状电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始，经加速电场加速后，沿中心线做匀速圆周运动通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A.该粒子一定带负电
B.加速电场的电压
C.该粒子通过静电分析器时电场力不做功
D.
二、实验题（共14分）
13.（6分）在“用单摆测重力加速度”的实验中
（1）实验中，用毫米刻度尺测出细线的长度，用游标卡尺测出摆球的直径，如图甲所示，摆球的直径为D = mm。
图甲 图乙
（2）现已测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度 （用L、n、t表示）。
（3）甲同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T 2﹣L图象中的实线OM；乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T 2-L图像为（ ）
A．虚线①，不平行实线OM B．虚线②，平行实线OM
C．虚线③，平行实线OM D．虚线④，不平行实线OM
14.（8分）在测量玻璃折射率的实验中：
图甲 图乙 图丙
（1）小明同学在测某梯形玻璃砖的折射率，画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处： （写出一点即可）。
（2）小强同学在测量玻璃砖的折射率实验时，以通过入射光线P1P2（图片中未标出）的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线，P′和Q′分别为垂足，如图乙所示，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm，则玻璃砖的折射率n = 。
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小明、小强二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图丙中①、②所示，其中小明同学用的是矩形玻璃砖，小强同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa′ 、bb′ 为界面画光路图。则小明同学测得的折射率与真实值相比 填“偏大”、“偏小”或“不变”）；小强同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
三、计算题（本题共3小题，满分36分。解答应写出必要的文字说明、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，答案中必须写出数值和单位。）
15.（10分）如图所示，质量为m的小物体以水平初速度v0滑上原来静止在光滑水平轨道上的质量为5m的小车上，物体与小车上表面的动摩擦因数为μ，小车足够长，求：
(
V
0
)（1）物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间；
（2）物体相对小车滑行的距离是多少？
16.（11分）如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距L＝0.5m，ed间连入一电源E＝1V，ab间放置一根长为L＝0.5m的金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形．空间中存在一范围足够大竖直方向的匀强磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ为[30°，90°]时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍，重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）μ；
（2）匀强磁场的磁感应强度B ？
17.（15分）如图所示，虚线为两磁场的边界，虚线左侧存在着半径为R的半圆形匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，圆心O为虚线上的一点，虚线右侧存在着宽度为R的匀强磁场，方向垂直纸面向外。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子，从圆周上的A点以某一初速度沿半径方向射入半圆形磁场区域，恰好从D点射出，AO垂直OD。若将该带电粒子从圆周上的C点，以相同的初速度射入磁场，已知∠AOC=53°，粒子刚好能从虚线右侧磁场区域射出，不计粒子重力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）当该带电粒子从A点射入半圆形磁场区域时，求：
①带电粒子的初速度及其从A到D的运动时间；
②若粒子在从D点离开磁场前某时刻，仅将磁感应强度大小变为B1，此后粒子恰好被束缚在该半圆形磁场中，则B1的最小值为多少
（2）当粒子从C点入射，为满足题干要求，求虚线右侧磁场的磁感应强度B2大小为多少
大庆市名校2021-2022学年高二上学期期末联考
物理试题答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答 案 C B D C A D C BC AD AC AC BCD
二、实验题（每空2分，共14分）
13.（6分）（1） 19.00 （2） （3） B 。
14.（8分）（1）①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可）。
（2） 1.5 （3） 偏小 ； 不变 。
三、计算题
15.（10分）【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设向右为正方向，物体与小车相对静止时的速度为v，根据动量守恒定律有
mv0=(m+5m)v （2分）
相对静止时的速度：
对小车，根据动量定理：μmgt=5mv （2分）
解得物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间t= （2分）
（2）对系统，根据能量守恒，有 （2分）
解得物体相对小车滑行的距离是 （2分）
16.（11分）【答案】2 T，
【解析】由磁场方向沿竖直方向和金属杆受力平衡可判断，安培力F方向为垂直ab水平向右，再根据左手定则，可知磁场方向竖直向下．
由题意可知，当θ＝90°时金属杆处于临界下滑状态
根据平衡条件可知金属杆所受静摩擦力
f1＝mg① （1分）
导轨对金属杆的弹力N1＝F② （1分）
根据题意可知f1＝μN1③ （1分）
当θ＝30°时，金属杆处于临界上滑状态，设金属杆此时所受静摩擦力为f2，根据平衡条件可知金属杆所受弹力N2＝mgcos 30°＋Fsin 30°④ （1分）
f2＋mgsin 30°＝Fcos 30°⑤ （1分）
根据题意可知f2＝μN2⑥ （1分）
联立①②③④⑤⑥式，解得F＝mg⑦
μ＝ （1分）
根据闭合电路欧姆定律有I＝＝1 A⑧ （1分）
则安培力F＝BIL⑨ （1分）
联立⑦⑧⑨式，解得B＝2 T. （1分）磁场方向竖直向下（1分）
17.（16分）【答案】（1）①，；②（2）B2=1.6B
【解析】（1）①粒子从A点进磁场D点出磁场，作出轨迹如图
由几何关系得轨道半径r1=R （1分）
洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力，有 （1分）
解得 （1分）
粒子在磁场中运动的圆心角为90°，有 （1分）
而周期为 （1分）
解得 （1分）
②粒子运动轨迹如图所示，
当粒子运动到轨迹与OO′连线交点处改变磁场大小时，粒子的轨道半径最大，磁感应强度最小，
由几何知识可知：R （2分）
由牛顿第二定律得： （1分）
(
θ
θ
)解得： （2分）
（2）粒子从C点入射，作出轨迹如图
由几何知识得EF的长度LEF=Rcos53°（1分）
在三角形EFO1中，有 （1分）
即粒子转过的圆心角
粒子在右侧磁场的半径为r2，由几何关系有
（1分）
由向心力公式得 （1分）
联立解得B2=1.6B （1分）
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