安徽省各地2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编：解答题（word版含答案）

安徽省各市2020-2021学年高二下学期
期末物理试题分类选编：解答题
1．（2021 ·安徽黄山·高二期末）如图，在平面直角坐标系xoy中，在的区域内有沿轴负方向的匀强电场，在 的区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的粒子（质量为、电荷量大小为q）从轴上点以沿轴正方向的初速度开始运动。当粒子第一次穿越轴时，恰好经过轴上的点，当粒子第二次穿越轴时，恰好经过轴上的点。不计带电粒子的重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度的大小。
2．（2021 ·安徽·池州市第一中学高二期末）如图所示，直线OO′代表水平的绝缘平面，带电的电容器极板a、b垂直放置在水平面上，内部场强为4×105N/C，直线OO′上方、极板a的左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带电粒子从直线直线OO′上的M点以水平向左的速度射出，经过磁场的偏转，粒子恰好从极板a上的小孔N射入电容器内部，经过内部电场的偏转，粒子以2×107m/s垂直打到直线OO′上的P点，P与极板a的距离为0.2m，带电粒子的比荷为2.5×109C/kg，带电粒子重力不计，求
(1)极板a上的小孔N与直线OO′距离
(2)匀强磁场的磁感应强度．
3．（2021 ·安徽·高二期末）如图，在真空中的竖直面内建立直角坐标系xoy，在x轴下方有匀强电场(图中未画出)，现将一群带正电的初速度均为v0的同种微粒从第一象限的不同位置水平抛出，微粒均能到达原点O，且过原点后均做直线运动．现在x轴下方沿垂直纸面向里的方向上增加匀强磁场，磁感应强度大小为B．粒子的质量为m，电量为q，不考虑微粒间的相互作用，重力加速度为g．
(1)求抛出点所在曲线对应的函数关系式；
(2)试证明：经磁场偏转后，所有粒子返回y轴时均通过同一点p，并求出该点的坐标；
(3)若m=0.01kg，q=0.02C，v0=6ms，B=1T，g=10m/s2，某粒子第一次返回x轴时的坐标为(10，0)，求该粒子抛出点的坐标．
4．（2021 ·安徽·泗县刘圩高级中学高二期末）如图所示，在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E．在其它象限中存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．A是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离为h；C是x轴上的一点，到O的距离为L．一质量为m，电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域，继而通过C点进入磁场区域．并再次通过A点，此时速度方向与y轴正方向成锐角．不计重力作用．试求：
（1）粒子经过C点速度的大小和方向；
（2）磁感应强度的大小B．
5．（2021 ·安徽·泗县樊集中学高二期末）如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q（q>0）的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=l，OQ=2l。不计重力。求：
(1)M点与坐标原点O间的距离；
(2)粒子从P点运动到M点所用的时间。
6．（2021 ·安徽·合肥市第八中学高二期末）如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5 m，接有R＝0.2 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一r=0.2 Ω导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架电阻不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向；
(2)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少？方向怎样？
(3)电阻R上产生的热功率多大？
7．（2021 ·安徽蚌埠·高二期末）如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕中心轴OO′匀速转动，图示位置磁场方向与线圈平面垂直 线圈匝数为n，总电阻为r，ab长为l1，ad长为l2，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，线圈两端外接一阻值为R的电阻和一理想交流电流表 求：
(1)从图示位置开始计时，推导出t时刻线圈产生的感应电动势瞬时值的表达式；
(2)若n=40，r=1Ω，l1=0.2m，l2=0.15m，B=0.25T，ω=100rad/s，R=4Ω，求理想电流表的示数和电阻R上消耗的电功率
8．（2021 ·安徽淮北·高二期末）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g．求下滑到底端的过程中，金属棒：
（1）末速度的大小v；
（2）通过的电流大小I；
（3）通过的电荷量Q．
9．（2021 ·安徽·天长中学高二期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时．问：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈转过s时电动势的瞬时值多大？
（3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
（4）从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少？
10．（2021 ·安徽芜湖·高二期末）如图所示的平面直角坐标系xOy，在第I象限内有平行于y铀的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限某一矩形区域内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一质量为m，电荷量为-q的粒子，从y轴上的P（O，h)点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的Q(2h，0)点进入第Ⅳ象限，经过磁场偏转后从y轴上M(0，-2h)点垂直y轴进入第Ⅲ象限，不计粒子所受的力．求：
（1）电场强度E的大小；
（2）粒子到达Q点时速度的大小和方向；
（3）矩形磁场区域的最小面积
11．（2021 ·安徽省舒城中学高二期末）如图所示，在边长为L的等边三角形ACD区域内，存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以某一速度从AC边中点P平行于CD边垂直磁场射入，粒子的重力忽略不计。
（1）若粒子能从D点飞出磁场，求粒子在磁场中运动的轨道半径R；
（2）若粒子能从AC边飞出磁场，求粒子飞出磁场的位置与P点之间的最大距离d。
12．（2021 ·安徽·滁州市第二中学高二期末）图中虚线圆中有垂直于纸面的随时间周期性变化的偏转磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场，已知电子质量为m，电荷量为e，电子枪加速电压为U，当没有磁场时，电子束通过磁场边界圆的圆心O，打在荧光屏正中的M点，O点到荧光屏中心的距离，电子经磁场偏转的最大偏向角，若电子被加速前的初速度和所受的重力，电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计，不考虑相对论效应以及磁场变化所激发的电场对电子束的作用，求：
（1）电子打在荧光屏上时的速率；
（2）圆形有界磁场边界圆的半径r；
（3）当电子经磁场偏转的偏向角为时，磁场的磁感应强度为多大？电子从进入磁场到打到荧光屏上所用的时间为多长？已知
13．（2021 ·安徽·定远县育才学校高二期末）如图所示，在xOy平面内存在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个场区，y轴右侧存在匀强磁场Ⅰ，y轴左侧与虚线MN之间存在方向相反的两个匀强电场，Ⅱ区电场方向竖直向下，Ⅲ区电场方向竖直向上，P点是MN与x轴的交点，OP为Ⅱ、Ⅲ场区的分界．有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子由原点O以速度v0沿x轴正方向水平射入磁场Ⅰ，已知匀强磁场Ⅰ的磁感应强度垂直纸面向里、大小为B0，匀强电场Ⅱ和匀强电场Ⅲ的电场强度大小均为，如图所示，Ⅳ区的磁场垂直纸面向外、大小为，O、P之间的距离为，已知粒子最后能回到O点．粒子重力不计.
(1)求带电粒子从O点飞出后，第一次回到x轴时的位置坐标．
(2)根据题给条件画出粒子运动的轨迹．
(3)求带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间．
14．（2021 ·安徽·泗县巩沟中学高二期末）如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x轴上的S点由一粒子发射源，不定时的发射沿与x轴负方向成30°角的质量为m电荷量为-q的粒子a和沿与x轴正方向成60°角的质量也为m、电荷量为+q的粒子b。已知粒子a的速度为，粒子b的速度为，忽略两粒子的重力以及两粒子间的相互作用，求
（1）要使两粒子在磁场中发生碰撞，则两粒子释放的时间间隔；
（2）如果两粒子在磁场中不相碰，则两粒子进入磁场后第一次经过x轴时两点之间的距离．
15．（2021·安徽·舒城育才学校高二期末）如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场．一电量为q、质量为m的带正电的粒子，在-x轴上的点a以速率v0，方向和-x轴方向成60°射入磁场，然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x=2L处的c点时速度大小为 v0．不计粒子重力．求
（1）磁感应强度B的大小
（2）电场强度E的大小．
16．（2021 ·安徽宣城·高二期末）如图所示，空间存在着垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B，在y轴两侧分别有方向相反的匀强电场，电场强度均为E，在y轴左侧紧靠y轴位置，有一带正电的液滴a在电场力和重力作用下静止，现从场中某点由静止释放一个带负电的液滴b，当它的运动方向变为水平方向时恰与a相撞，撞后两液滴合为一体，速度减小到原来的一半，并沿x轴正方向做匀速直线运动，已知液滴b与a的质量相等，b所带电荷量是a所带电荷量的2倍，且相撞前a、b间的静电力忽略不计。（重力加速度已知为g）
（1）求两液滴相撞后共同运动的速度大小；
（2）求液滴b开始下落时距液滴a的高度h。
17．（2021 ·安徽·和县第二中学高二期末）如图所示，两平行金属板E、F之间电压为U，两足够长的平行边界MN、PQ区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电量为＋q的粒子(不计重力)，由E板中央处静止释放，经F板上的小孔射出后，垂直进入磁场，且进入磁场时与边界MN成60°角，磁场MN和PQ边界距离为d．求：
(1)粒子离开电场时的速度；
(2)若粒子垂直边界PQ离开磁场，求磁感应强度B；
(3)若粒子最终从磁场边界MN离开磁场，求磁感应强度的范围．
18．（2021 ·安徽黄山·高二期末）如图所示，矩形区域ABCD的AB边的边长为L，E、F分别是AB、CD边的中点，在AEFD区域内有竖直向下的匀强电场，在EBCF区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子以速度v0从A点水平向右射入电场，结果粒子从EF边进入磁场后，在磁场中的轨迹刚好与FC和BC边相切，已知电场强度的大小为，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在电场中偏转第一次运动到EF边时速度的大小与方向；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
19．（2021 ·安徽池州·高二期末）如图所示，发电机输出功率为100 kW，输出电压为U1＝250 V，用户需要的电压为U4＝220 V，两变压器之间输电线的总电阻为R线＝10 Ω，其他电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4%，试求：(变压器是理想的)发电机输出电流和输电线上的电流大小？
20．（2021 ·安徽·六安一中高二期末）如图所示，在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨上端跨接一阻值为R的电阻（导轨电阻不计）。两金属棒a和b的电阻均为R，质量分别为ma=2×10－2Kg和mb=1×10－2Kg，它们与导轨相连，并可沿导轨无摩擦滑动．闭合开关S，先固定b，用一恒力F向上拉a，稳定后a以v1=10m/s的速度匀速运动，此时再释放b，b恰好能保持静止，设导轨足够长，取g=10m/s2。
（1）求拉力F的大小；
（2）若将金属棒a固定，让金属棒b自由下滑（开关仍闭合），求b滑行的最大速度v2；
（3）若断开开关，将金属棒a和b都固定，使磁感应强度从B随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增到2B时，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求两金属棒间的距离h。
21．（2021 ·安徽省临泉第一中学高二期末）电子自静止开始经M、N两板间（两板间的电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.（已知电子的质量为m，电量为e）
22．（2021 ·安徽滁州·高二期末）如图所示，两平行金属导轨间距L=0.5 m，导轨与水平面成θ=37°．导轨上端连接有E=6 V、r=1 Ω的电源和滑动变阻器．长度也为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2 kg、电阻R0=1 Ω，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．当滑动变阻器的阻值R=1 Ω时金属棒刚好与导轨间无摩擦力．g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：
（1）此时电路中的电流I；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为4 Ω时金属棒受到的摩擦力大小．
23．（2021 ·安徽·和县第二中学高二期末）如图所示，在两根劲度系数都为的相同弹簧下悬挂有一根重为的导体棒a b，导体棒长为，置于水平方向的磁场强度为的匀强磁场中，且与匀强磁场相互垂直．磁场方向垂直纸面向里，当导体棒通有自左向右的电流时，两个弹簧的形变量为．求：此时导体中的电流大小是多少？
24．（2021 ·安徽安庆·高二期末）粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边，MN恰好在水平位置，如图所示．已知MN的质量m=10g，MN的长度L=49cm，沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T．（取g=9.8m/s2）
（1）要使两根弹簧能处于自然状态，既不被拉长，也不被压缩，MN中应沿什么方向、通过多大的电流？
（2）若导线中有从M到N方向的、大小为0.2A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了△x=1mm，求弹簧的劲度系数．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．（1）；（2）；
2．（1）0.4m （2）
3．(1)；(3)（6,5）
4．（1）α＝arctan
（2）B＝
5．(1)6l；(2) ；
6．(1)导体ab上的感应电动势的大小为0.80V，电流方向由b向a．(2)维持匀速运动的拉力为0.4N，方向向右；(3)电阻R上产生的焦耳热功率为0.8W．
7．(1)；(2) ，
8．（1）；（2）；（3）；
9．（1）e=50sin 10πt V；（2）43.3 V （3）31.86 V， 3.54 A．（4） C．
10．（1）；（2），方向指向第IV象限与x轴正方向成60°角；（3）或
11．（1）；（2）
12．（1）（2）（3）
13．（1）（，0）；（2）如图所示；（3）；
14．（1）；（2）
15．（1） ；（2）．
16．（1）；（2）
17．（1）（2）（3）
18．（1），与水平方向夹角为53°；（2）
19．400 A; 20 A
20．（1）0.4N；（2）5m/s；（3）
21．
22．（1）（2）
23．或者
24．（1）M到N方向、0.4A；（2）24.5N/m．
答案第1页，共2页
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