人教版高二物理期末总复习习题与答案

C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向

2．一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力和电场力作用．若重力做功－3 J，电场力做功1 J，则小球的( )

A．重力势能增加3 J B．电势能增加1 J C．动能减少3 J D．机械能增加1 J

3．在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径abcd，如图6－2－17所示，现将一电子沿abcd移动一周，则下列判断正确的是

A．由a→b电场力做正功，电子的电势能减小

B．由b→c电场力对电子先做负功，后做正功，总功为零

C．由c→d电子的电势能一直增大 图6－2－17 D．由d→a电子的电势能先减小后增大，电势能总的增加量为零

4．质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运动速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的大小为I.则下面说法中正确的是 qBRA．该带电粒子的比荷为＝

mv

B．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝C．当速率v增大时，环形电流的大小I保持不变 D．当速率v增大时，运动周期T变小

5．如图8－2－21所示，圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了π/3，根据上述条件可求得的物理量为

A．带电粒子的初速度

B．带电粒子在磁场中运动的半径

C．带电粒子在磁场中运动的周期 图8－2－21

D．带电粒子的比荷

qBt m

6．电场中有一点P，下列说法正确的是

A．若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点场强减半

B．若该电场是由某点电荷Q产生，当Q电荷量减半，放到P点的试探电荷的电荷量增加一倍时，P点的场强不变

C．若P点的场强增大一倍，放到P点的试探电荷的电荷量减半，则该电荷在P点受到的静电力不变

D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向

7．一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图象如图6－1－15所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图6－1－16中的

图6－1－15

图6－1－16

8．在如图6所示的电路中，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，则

A．电源的总功率变小 B．电容器贮存的电量变大 C．灯L1变暗

D．灯L2变亮 图6

9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，为灵敏电流计．则以下说法正确的是

A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，中有从b到a的电流

B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，中有从b到a的电流

C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，中有从a到b的电流 D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，中无电流通过

10．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )

A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大

11．空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是( ) A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同

D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 12．下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是( ) A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大

C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同

D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关

13.如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会( ) A．向上偏转 B．向下偏转

C．向纸内偏转 D．向纸外偏转

14．如图X18－11所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方

向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是( )

X18－11

A．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 C．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

D．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 15．如图所示圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子以不同的速率沿着相同的方向对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短．若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子( ) A．速率一定越小 B．速率一定越大

C．在磁场中通过的路程越长 D．在磁场中的周期一定越大

16．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )

A．V的读数变大，A的读数变小 B．V的读数变大，A的读数变大 C．V的读数变小，A的读数变小 D．V的读数变小，A的读数变大

17．如图5所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是( )

图5

A B C D

图6

18．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )

A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 19．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )

BL2ω 2BL2ω A. B.

2R2R

2BL2ω BL2ω C. D.

4R4R

20.如图X21－2所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )

图X21－2

A．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大

B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流是恒定的 C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流越来越大 D．线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且感应电流越来越大

计算

1.如图4－5－35所示，质量为m的金属棒搁在水平放置的宽为L的光滑金属框架上，框架中接有一阻值为R的电阻，金属棒电阻为r，其余电阻不计，今对金属棒施一水平恒力F，使金属棒由静止开始运动．求：

(1)金属棒运动的最大速度vm.

vm

(2)金属棒的速度v＝时，金属棒的加速度a为多大？

2(3)金属棒达到最大速度vm时撤掉外力，则这以后电路中所放热量为多少？

图4－5－35

2．(16分) 如图所示，光滑斜面的倾角θ=300，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长为1m，bc边的边长为0.8m，线框的质量M=4kg，电阻为0.1Ω，线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连，滑轮的质量不计，重物的质量m=lkg，斜面上ef和曲线为斜面上有界匀强磁场的边界，与斜面的底边平行，ef和曲线的间距为1．8m，磁场方向垂直于斜面向上，B=0.5T，开始cd边离gh边的距离为2.25m，由静止释放，，线框恰好能匀速穿过ef边界，线框滑动过程中cd边始终与底边平行，求：(设斜面足够长，重物m不会与滑轮接触，g取10m/s2)

(1)线框cd边刚进入磁场时速度的大小． (2)线框进入磁场过程中通过线框的电量．

(3)线框进入磁场过程中在线框中产生的焦耳热．

3．如图12所示，水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对．极板长度为l，板间距为d，板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场．假设电场、磁场只存在于两板间．一质量为m、电荷量为q的粒子，以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动．不计粒子的重力及空气阻力．

图12

(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小；

(2)若撤去磁场，粒子能从极板间射出，求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离； (3)若撤去电场，粒子能从极板间射出，求粒子穿过磁场时沿垂直极板方向移动的距离．

4．质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图6－1－22甲所示，线与竖直方向夹角α＝30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α＝30°，求：

图6－1－22

(1)A、B小球电性及所带电荷量Q； (2)外加匀强电场的场强E.

5 如图所示，竖直两平行板P、Q，长为L，两板间电压为U，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，电场和磁场均匀分布在两板空间内，今有带电量为Q，质量为m的带正电的油滴，从某高度处由静止落下，从两板正中央进入两板之间，刚进入时油滴受到的磁场力和电场力相等，此后油滴恰好从P板的下端点处离开两板正对的区域，求 （1）油滴原来静止下落的位置离板上端点的高度h。

（2）油滴离开板间时的速度大小。

6.弹性挡板围成边长为L= 100cm的正方形abcd，固定在光滑的水平面上，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B = 0.5T，如图所示. 质量为m=2×10-4kg、带电量为q=4×10-3C的小球，从cd边中点的小孔P处以某一速度v垂直于cd边和磁场方向射入，以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失.

（1）为使小球在最短的时间内从P点垂直于dc射出来，小球入射的速度v1是多少？ （2）若小球以v2 = 1 m/s的速度入射，则需经过多少时间才能由P点出来？

a

B b

v d

c

P 1解析 电场中任意两点间电势差与场强有关，也与两点在电场方向上的距离有关，选项A错误；电场强度大的地方电势不一定高，二者没有必然联系，选项B错误；将正电荷从场强为零的一点移至场强为零的另一点，如将正电荷由等量同种正点电荷连线中点移至无穷远处，电场力做功不为零，选项C错误；场强方向由高电势指向低电势且指向电势降落最快的方向，选项D正确．

2. 解析 重力做功－3 J，则重力势能增加3 J；电场力做功1 J，电势能减少1 J；合外力做功－2 J，动能减少2 J；除重力以外的其他力做功1 J，机械能增加1 J，故选项A、D正确．

3. 解析 电子受力方向与电场方向相反，由a→b电场力做负功，电子的电势能增加，A选项错；由b→c电场力先做负功，后做正功，由对称性可知，总功为零，B选项正确；由c→d电场力做正功，电势能减小，C选项错误；由d→a电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，由对称性可知，电势能总增加量为零，D选项正确．

mvqv2πm

4. 解析 在磁场中，由qvB＝，得＝，选项A错误；在磁场中运动周期T＝，与

RmBRqBtqBt

速率无关，选项D错误；在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角θ＝·2π＝，选

TmqBq

项B正确；电流定义I＝＝，与速率无关，选项C正确．

T2πm

22

5.

2R

解析 设圆柱形区域的半径为R，粒子的初速度为v0，则v0＝，由于R未知，无法求

t出带电粒子的初速度，选项A错误；若加上磁场，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，2πr

设运动轨迹半径为r，运动周期为T，则T＝，速度方向偏转了π/3，由几何关系

v0得，轨迹圆弧所对的圆心角θ＝π/3，r＝ 3R，联立以上式子得T＝ 3πt；由T＝2πm/qB得q/m＝

23Bt

，故选项C、D正确；由于R未知，无法求出带电粒子在磁场

中做圆周运动的半径，选项B错误．

6解析 场强由电场本身的性质决定，与试探电荷无关，故A错误；点电荷产生的场强 Q12

E＝k2，取决于Q和r，P点的场强应为原来的，故B错；由F＝qE知，q受到的静电

r2力不变，所以C正确；场强方向为正电荷所受静电力的方向，而试探电荷可为正电荷，也可为负电荷，故D错误．

7解析 由v－t图象可知电荷做的是加速度逐渐增大的加速运动，电荷从电场中的A点运动到B点，则受力方向一定是从A到B，因电荷带负电，所以电场线的方向应从B指向A，因电荷的加速度逐渐增大，则场强应逐渐增大，电场线逐渐变密，选项C正确． 8解析 R↓→R总↓→I↑→U↓→UC↓→IL2↑由此电路的变化可知：电源的总功率 (P＝EI)变大；电容器贮存的电量(Q＝CUC)变小；灯L1变亮；灯L2变亮．所以正确 答案为D.

9解析 滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，中电流方向从b到a，A正确，B、C错误；将S断开后，电容器放电，中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误．

10． B 【解析】 当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误．

11【解析】 BD 带电粒子进入磁场中后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨道半径R＝，因所有粒子比荷相同，若入射速度相同，则轨道半径相同，轨迹一定相同，B2πm选项正确；所有带电粒子做圆周运动周期T＝相同，所以轨迹所对圆心角越大的粒子在

mvqBqB磁场中运动时间越长，D选项正确；若带电粒子能从磁场左边界射出，即使入射速度不同，所用时间也一定相同，因为此情况时轨迹所对圆心角均为180°，这些粒子的轨迹与入射速度有关，故AC选项错误．

12．D 【解析】 磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力大小及方向都无关，故选项A错误，选项D正确．通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故选项B错误．虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为0)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错误．

13．A 【解析】 在阴极射线管所在位置处，通电直导线产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可以判断阴极射线中的电子受力方向向上，故选A.

2πm14 C 【解析】 粒子运动周期T＝，当θ一定时，粒子在磁场中运动时间t＝

Bq2π－2θπ－θ2π

T＝T，ω＝.由于t、ω均与v无关，故A、B项错误，C项正确．当v2ππTmvπ

一定时，由r＝知，r一定；当θ从0变至的过程中，θ越大，粒子离开磁场的位置

Bq2

π

距O点越远；当θ大于时，θ越大，粒子离开磁场的位置距O点越近，故D项错误．

2

2πmmv15 A 【解析】 由T＝，可知粒子周期不变，又r＝∝v，可知线速度越大，半

qBqB径越大，如图所示，半径越大，偏转角θ越小，圆心角等于偏转角θ，t＝T∝θ，因

2π

θ此在磁场中运动时间越长的带电粒子速率一定越小，所以选A.

16. B 当S断开时，电路的总电阻R总变大，总电流I＝

E变小，内电压U内＝Ir变小，R总

路端电压U＝E－Ir变大，电压表测量路端电压，读数变大；R1两端电压U1＝IR1变小，R3两端电压U3＝U－U1变大，通过R3的电流I3＝变大，电流表读数变大，B选项正确． 17 D 【解析】 当开关S由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，以后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器极板电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以，B、C错误，D正确；因电容器两极板有电压，由q＝CU知电容器所带的电荷量不等于零，A错误.

ΔΦ18 C【解析】 根据法拉第电磁感应定律E＝N，感应电动势的大小与线圈的匝数、Δt磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)成正比，所以A、B选项错误，C选项正确；因不知原磁场变化趋势(增强或减弱)，故无法用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向，D选项错误．

19【解析】 D 线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值Em＝U3R3

BL2ω2

，感应电流最大BL2ω值Im＝，在转动过程中I—t图象如图所示(以逆时针方向为正方向)：设该感应电流的

2R1ImBLω有效值为I，在一个周期T内：IRT＝IR·T，解得：I＝＝，故选项ABC错误，选

424R2

2

m

2

项D正确．

20 ．A 【解析】 线圈进入匀强磁场区域的过程中，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电动势越大，感应电流越大，A对；整个线圈在匀强磁场中无论是匀速、加速还是减速运动，磁通量都不发生变化，线圈中没有感应电流产生，B、C错；线圈穿出匀强磁场区域的过程中，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，感应电流大小与运动的速度有关，匀速运动感应电流不变，加速运动感应电流增大，D错． 计算

1解析：(1)金属棒从静止开始向右运动，受到安培力向左，但合力向右，故导体棒做加速运动，随着v的增大，F安增大F合减小，故导体棒做加速度减小的加速运动，当a＝0

B2L2vmF(R＋r)

时速度达到最大，即F－＝0，所以vm＝22.

R＋rBL2FB2L2vF(2)当v＝时，F合＝F－＝F－＝，所以a＝.

2R＋rR＋r22mvm

vm

B2L2

(3)由能量的转化和守恒定律得： 11F(R＋r)mF(R＋r)Q＝mvm2＝m＝. 44

22B4L42BL2.【解析】⑴设M下落的高度h12.25sin30m。m的上升高度h22.25m,由机械

2

2

2

2

能守恒，Mgh1mgh21(mM)v2 2线框刚进入磁场时的速度为：v3m/s

⑵线框进入磁场的过程中产生的感应电流的平均值为I，磁通量的变化量为，变化

时间为t，感应电动势为E,通过线框的电荷量为Q，则有：

QIt IE E Rt由以上三式得 Q=4 C

⑶当线框匀速穿过ef边界时，设速度为是v1,由平衡知

MgsinmgBIL0 IBLv1 R由以上两式得v1=4 m/s

设线框完全进入磁场时的速度为v2，下滑高度为H，中午上升的高度为h，则：

Mghmgh112 (mM)v12(mM)v222解得v2=23m/s

从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，下滑高度为H1，重物上省的高度h3，此过程线框中产生的焦耳热为Q，由功能关系

112(mM)v2(mM)v2MgH1mgh3Q 223 (1)带电粒子匀速通过场区时受到的电场力与洛伦兹力平衡，qE＝qv0B，解得磁感应强度BE＝ v0

12qEl

(2)粒子通过电场区偏转的距离y＝at＝2

22mv0mv0

(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qv0B＝ R由几何知识知粒子移动距离y′＝R－R－l mv0

解得y′＝－

Bq

2222

mv02－l2 Bq

4解析 (1)A球带正电，B球带负电 两小球相距d＝2l－2lsin 30°＝l Q

由A球受力平衡可得：mgtan α＝k2 l

2

解得：Q＝l

3mg. 3k

(2)外加电场时，两球相距d′＝2l＋2lsin 30°＝3l Q

根据A球受力平衡可得：QE－k3l10 解得：E＝

3mgk39l

2

2

＝mgtan α

.

5 解析：（1）油滴在进入两板前作自由落体运动，刚进入两板之间时的速度为V0，受到的电场力与磁场力相等，则qv0B＝qU／d，v0＝U／Bd=2gh ，h=U／2gBd

（2）油滴进入两板之间后，速度增大，洛仑兹力在增大，故电场力小于洛仑兹力，油滴将向P板偏转，电场力做负功，重力做正功，油滴离开两板时的速度为Vx ，由动能定理mg（h＋L）－q U／2=mVx /2， vx2ghLqU/m2gU2/2gB2d2LqU/m 2

2

22

6、（1）根据题意，小球经bc、ab、ad的中点垂直反弹后能以最短的时间射出框架，如甲图所示.

即小球的运动半径是 R = = 0.5 m ①

2

Lv12

由牛顿运动定律 qv1B = m ②

R 得 v1 =

qBR ③ m 代入数据得 v1 = 5 m/s ④

v22

（2）由牛顿运动定律 qv2B = m ⑤

R2

得 R2 =

mv2

= 0.1 m ⑥ qB 由题给边长知 L = 10R2 ⑦ 其轨迹如图乙所示.由图知小球在磁场中运动的周期数

n = 9 ⑧ 2m 根据公式 T = = 0.628 s ⑨

qB 小球从P点出来的时间为 t = nT = 5.552 s ⑩

a

b

a

b

v d

c

d

v c

P

P

甲 乙