福建省各地2020-2021學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試題分類選編：解答題（Word版含答案）

1、試卷第 =page 1 1頁，共 =sectionpages 3 3頁福建省各地2020-2021學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試題分類選編：解答題1（2021福建福清西山學(xué)校高二期末）如圖所示，垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t均勻變化。長方形硬質(zhì)金屬框ABCD放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直，電阻R=2，AB邊長a=0.5m，BC邊長b=0.4m，求（1）在t=0到t=0.1s時間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動勢E；（2）t=0.05s時，金屬框AB邊受到的安培力F的大小和方向；（3）在t=0到t=0.1s時間內(nèi)，流過AB邊的電荷量q。2（2021福建福鼎市第六中學(xué)高二期末）如圖，在xO

2、y平面第一象限有一勻強電場，電場方向平行y軸向下。在第四象限內(nèi)存在一有界勻強磁場，左邊界為y軸，右邊界為x3L的直線（邊界上均有磁場）。磁場方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、帶電量為q的正粒子從y軸上P點以初速度垂直y軸射入勻強電場，在電場力作用下從x軸上Q點以與x軸正方向45角進入勻強磁場。已知OPL，不計粒子重力。求：（1）粒子進入磁場時的速度v；（2）Q與O點的距離x；（3）要使粒子能再進入電場，磁感應(yīng)強度B的范圍。3（2021福建壽寧縣第一中學(xué)高二期末）如圖所示交流發(fā)電機的矩形線圈中，、匝數(shù)匝、線圈電阻，外電阻。線圈在磁感應(yīng)強度的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度。（1）求產(chǎn)生感

3、應(yīng)電動勢的最大值；（2）若從圖示位置開始計時，寫出感應(yīng)電流隨時間變化的函數(shù)表達式；（3）從圖示位置起，轉(zhuǎn)過90過程中，通過線圈橫截面的電荷量為多少？4（2021福建三明高二期末）如圖所示，是交流發(fā)電機示意圖，正方形線圈的匝數(shù)匝，線圈的邊長，正方形線圈所在處的勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小，線圈總電阻，外接電阻，線圈以的轉(zhuǎn)速在磁場中勻速轉(zhuǎn)動。求：（1）若線圈從中性面開始計時，寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化關(guān)系式；（2）交流電壓表的示數(shù)；（3）求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過時通過電阻的電量是多少。5（2021福建廈門一中高二期末）輕質(zhì)細線吊著一質(zhì)量為m0.06kg、邊長為L0.4m、匝數(shù)n20的正方形線圈abcd，線

4、圈總電阻為R2。邊長為d0.2m的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖（甲）所示。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化如圖（乙）所示，從t0開始經(jīng)t0時間細線開始松弛，取g10m/s2。求：（1）t=0時刻線圈的感應(yīng)電動勢大??；（2）t=0時刻細線的拉力大?。唬?）從t=0時刻起，經(jīng)過多長時間繩子拉力為零。6（2021福建福州高二期末）如圖所示，直角坐標(biāo)系位于豎直平面內(nèi)，在，的區(qū)域存在豎直方向的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為。將一個半徑R的四分之一的光滑絕緣圓弧軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)，是軌道的圓心，A點與等高，軌道末端水平，。將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負

5、電的小球，從A點靜止釋放，離開C點后進入到區(qū)域，在區(qū)域恰好做勻速圓周運動，重力加速度為g。求：（1）勻強電場的電場強度大小和方向；（2）小球在區(qū)域做勻速圓周運動的半徑；（3），小球從圓弧軌道上的A點和B點靜止釋放，在磁場做圓周運動的弦長會一樣嗎？（請說明理由）7（2021福建廈門一中高二期末）如圖所示，在坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿軸負方向的勻強電場，在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向外的勻強磁場，一質(zhì)量為，帶電量為的粒子（重力不計）經(jīng)過電場中坐標(biāo)為（，）的點時的速度大小為。方向沿軸負方向，然后以與軸負方向成角進入磁場，最后從坐標(biāo)原點射出磁場，求：（1）勻強電場的場強的大??；（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度

6、的大??；（3）粒子從點運動到原點所用的時間。8（2021福建省詔安縣橋東中學(xué)高二期末）如圖，在y0的區(qū)域存在方向沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E；在y0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強磁場。一個氕核從y軸上yh點射出，速度方向沿x軸正方向。已知進入磁場時，速度方向與x軸正方向的夾角為60，并從坐標(biāo)原點O處第一次射出磁場。的質(zhì)量為m，電荷量為q。不計重力。求：（1） 第一次進入磁場的位置到原點O的距離；（2）磁場的磁感應(yīng)強度大小。9（2021福建莆田第七中學(xué)高二期末）如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌和，相距，導(dǎo)軌左端接一電阻，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度大小，電阻的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)

7、軌放在導(dǎo)軌上，不計導(dǎo)軌的電阻及棒與導(dǎo)軌的摩擦。當(dāng)棒在水平外力作用下，以的速度水平向右勻速滑動時：（1）判斷棒中感應(yīng)電流的方向（填寫“到”或“到”），并求出回路中感應(yīng)電流的大??；（2）求棒兩端的電壓；（3）求外力的大小和方向。10（2021福建福清西山學(xué)校高二期末）如圖所示，間距為L兩根平行長直金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端接有阻值為R的電阻，一根長為L、質(zhì)量為m、電阻為3R的直導(dǎo)體棒ab垂直放在兩導(dǎo)軌上。整個裝置處于方向垂直斜面向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運動，加速下滑位移大小為s時到達cd位置后開始做勻速運動。ab在運動過程中與導(dǎo)軌接觸良

8、好，導(dǎo)軌電阻及一切摩擦均不計，重力加速度大小為g。求：（1）ab棒的最大速度vm；（2）ab在勻速運動過程中的熱功率P；（3）從ab棒由靜止釋放到開始勻速運動的整個過程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q。11（2021福建寧德高二期末）如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中有一半徑為R、圓心P的坐標(biāo)為（R，0）的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直xOy平面向里，在yR范圍內(nèi)，有沿x軸負方向足夠大的勻強電場。從坐標(biāo)原點O處有大量相同帶正電粒子以相同速率v沿不同方向垂直射入磁場，沿x軸正方向射入的粒子恰好從M（R，R）點射入電場，并經(jīng)過y軸上坐標(biāo)為（0，2R）的點。已知粒子比荷為k，不計粒子重力及粒子間的相互作用。（1）求磁感

9、應(yīng)強度、電場強度的大??；（2）若某粒子沿與x軸正方向夾角為30射入第四象限，求該粒子從O點運動到y(tǒng)軸的時間；（3）若粒子速率變?yōu)?倍，要使粒子射出磁場后不能進入勻強電場，求粒子從O點射入磁場時速度方向與x軸正方向夾角的正弦值應(yīng)滿足的條件。12（2021福建莆田第十五中學(xué)高二期末）如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.40 m，導(dǎo)軌平面與水平夾角37，空間分布著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場B0.5 T。導(dǎo)軌的一端接有電動勢E4.5 V、內(nèi)阻r0.50 的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量為m0.040 kg的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒的電阻R02.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2.已知

10、sin 370.60，cos 370.80，求：（1）通過導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大??；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小。13（2021福建上杭縣才溪中學(xué)高二期末）如圖甲所示空間有一寬為3L的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外。abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻阻值為R。 線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域。在運動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行。設(shè)線框剛進入磁場的位置x0，x軸沿水平方向向右。求：（1）cd邊剛進入磁場時，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；（2）線框在穿過磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）在圖乙中，畫出a

11、b兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象，其中U0BLv。14（2021福建省德化第一中學(xué)高二期末）如圖甲所示，用粗細均勻的導(dǎo)線制成的一個單匝正方形金屬框，現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知金屬框的質(zhì)量為m=0.5kg，邊長L=1m，金屬框的總電阻為R=2，金屬框的下半部分處在方向垂直框面向里的有界磁場中（磁場均勻分布），下半部分在磁場外，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g=10m/s2，求：（1）05s內(nèi)，金屬框產(chǎn)生感應(yīng)電流大小；（2）5s內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱；（3）t=2s時繩子所受拉力大小。15（2021福建莆田一中高二期末）如圖所示，在空間AA與B

12、B間存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度為B=2T的勻強磁場區(qū)域，邊界AA與BB的間距為H=1.55m，BB到水平地面CC的高度為h=0.2m?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg、邊長為L=0.5m、電阻為R=2的正方形線框，由AA上方某處豎直自由落下，恰能勻速進入磁場區(qū)域。重力加速度g=10m/s2，空氣阻力不計。求：（1）線框勻速進入場區(qū)的速度大小v1及此過程產(chǎn)生的熱量Q1；（2）cd邊從AA運動到BB所需的時間；（3）若在cd邊剛離開BB時，對線框施加一與重力等大反向的恒力，則在cd邊離開BB直至到達CC的過程中線框產(chǎn)生的熱量Q2。16（2021福建寧德高二期末）質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，

13、自y軸正半軸上處的M點，以速度v0垂直于y軸射入電場，電場方向沿y軸的負方向。經(jīng)x軸上處的P點進入垂直于坐標(biāo)平面向外的半圓形磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，最后垂直于y軸的負方向射出磁場，不計粒子重力。求：（1）電場強度大??；（2）粒子在磁場運動的時間；（3）粒子離開半圓形磁場的坐標(biāo)。17（2021福建省連城縣第一中學(xué)高二期末）如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N正對著放置，S1，S2分別為M、N板上的小孔，S1，S2，O三點共線，它們的連線垂直M、N，且S2O=R。以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場。D為收集板，板上各點到O點的距離以及板兩端點的距離

14、都為2R，板兩端點的連線垂直M、N板。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，經(jīng)S1進入M、N間的電場后，通過S2進入磁場，粒子在S1處的速度和粒子所受的重力均不計。（1）當(dāng)M、N間的電壓為U時，求粒子進入磁場時速度的大小v；（2）若粒子恰好打在收集板D的中點上，求M、N間的電壓值U0；（3）當(dāng)M、N間的電壓不同時，粒子從S1到打在D上經(jīng)歷的時間t會不同，求t的最小值。18（2021福建福清西山學(xué)校高二期末）一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子，從x軸上的P（l，0）點以速度v，沿與x正方向成60的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限，不計重力。求：（1）判斷帶電粒子的電性，在圖中規(guī)

15、范畫出帶電粒子的軌跡；（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大??；（3）帶電粒子在第一象限運動的時間。19（2021福建莆田一中高二期末）如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌電阻忽略不計。導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量，電阻，與導(dǎo)軌接觸良好。電源電動勢，內(nèi)阻，電阻。外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度，方向垂直于，與導(dǎo)軌平面成。與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），不計其余摩擦細繩垂直于且沿水平方向跨過一輕質(zhì)定滑輪懸掛一重物。重力加速度，處于靜止?fàn)顟B(tài)已知。求：（1）受到的安培力大小；（2）重物重力G的取值范圍。20（2021福建泉州科技中學(xué)高二期末）如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌AB、CD固定在傾角為的絕緣斜面上，

16、BP、DQ為水平放置的平行且足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌在B、D兩點處平滑連接，水平部分處在磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距均為L。兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量分別為m、2m，電阻均為R，初始時，金屬棒cd垂直放置在水平導(dǎo)軌上，金屬棒ab從傾斜導(dǎo)軌上距底端距離為s處由靜止釋放，不計導(dǎo)軌電阻。求：（1）金屬棒cd的最大加速度am；（2）金屬棒cd的最大速度vm；（3）流過金屬棒ab的電荷量q；（4）金屬棒ab上產(chǎn)生的熱量Qab。21（2021福建莆田二中高二期末）如圖所示，一個電子（電量為e）以速度v0垂直射入磁感應(yīng)強度為B，寬為d的勻強磁場中，穿出磁場的速度方向與電子原來的入射方向

17、的夾角為30，（電子重力忽略不計）求：（1）電子的質(zhì)量是多少？（2）穿過磁場的時間是多少？（3）若改變初速度大小，使電子剛好不能從A邊射出，則此時速度v是多少？22（2020福建莆田二中高二期末）如圖所示，一個內(nèi)壁光滑絕緣的環(huán)形細圓筒軌道豎直放置，環(huán)的半徑為R，圓心O與A端在同一豎直線上，在OA連線的右側(cè)有一豎直向上的場強的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。現(xiàn)有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的小球（可視為質(zhì)點）從圓筒的C端由靜止釋放，進入OA連線右邊的區(qū)域后從該區(qū)域的邊界水平射出，然后，剛好從C端射入圓筒，圓筒的內(nèi)徑很小，可以忽略不計。（1）小球第一次運動到A端時，對軌道的壓力為多大？（2）小球電荷

18、量q的大小？（3）勻強磁場的磁感應(yīng)強度為多大？23（2021福建省同安第一中學(xué)高二期末）如圖，長度均為l的兩塊擋板豎直相對放置，間距也為l，兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上，在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強電場，電場強度大小為E；兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)節(jié)的勻強磁場。一質(zhì)量為m，電荷量為q（q0）的粒子自電場中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從P點處射入磁場，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場，運動過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場時的速度方向與PQ的夾角為60，不計重力。（1）求粒子發(fā)射位置到P點的距離；（2）求磁感應(yīng)強度大小的取值范圍；（3）若粒子正好從QN的中點射出磁場，求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離。24（2021福建省泰寧第一中學(xué)高二期末）如圖，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0.5T，邊長為L10cm的正方形線圈abcd共N100匝，線圈電