福建省各地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）

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福建省各地2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编：解答题1．（2021·福建·福清西山学校高二期末）如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。长方形硬质金属框ABCD放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=2Ω，AB边长a=0.5m，BC边长b=0.4m，求（1）在t=0到t=0.1s时间内，金属框中的感应电动势E；（2）t=0.05s时，金属框AB边受到的安培力F的大小和方向；（3）在t=0到t=0.1s时间内，流过AB边的电荷量q。2．（2021·福建·福鼎市第六中学高二期末）如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为x＝3L的直线（边界上均有磁场）。磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向45°角进入匀强磁场。已知OP＝L，不计粒子重力。求：（1）粒子进入磁场时的速度v；（2）Q与O点的距离x；（3）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围。

13．（2021·福建·寿宁县第一中学高二期末）如图所示交流发电机的矩形线圈中，、、匝数匝、线圈电阻，外电阻。线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。（1）求产生感应电动势的最大值；（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；（3）从图示位置起，转过90°过程中，通过线圈横截面的电荷量为多少？4．（2021·福建三明·高二期末）如图所示，是交流发电机示意图，正方形线圈的匝数匝，线圈的边长，正方形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度的大小，线圈总电阻，外接电阻，线圈以的转速在磁场中匀速转动。求：（1）若线圈从中性面开始计时，写出感应电动势随时间变化关系式；

2（2）交流电压表的示数；（3）求线圈从图示位置转过时通过电阻的电量是多少。5．（2021·福建·厦门一中高二期末）轻质细线吊着一质量为m＝0.06kg、边长为L＝0.4m、匝数n＝20的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R＝2Ω。边长为d＝0.2m的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10m/s2。求：（1）t=0时刻线圈的感应电动势大小；（2）t=0时刻细线的拉力大小；（3）从t=0时刻起，经过多长时间绳子拉力为零。6．（2021·福建福州·高二期末）如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在，的区域存在竖直方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为。将一个半径R

3的四分之一的光滑绝缘圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，是轨道的圆心，A点与等高，轨道末端水平，。将一质量为m、电荷量为q的带负电的小球，从A点静止释放，离开C点后进入到区域，在区域恰好做匀速圆周运动，重力加速度为g。求：（1）匀强电场的电场强度大小和方向；（2）小球在区域做匀速圆周运动的半径；（3），小球从圆弧轨道上的A点和B点静止释放，在磁场做圆周运动的弦长会一样吗？（请说明理由）7．（2021·福建·厦门一中高二期末）如图所示，在坐标平面的第一象限内有一沿轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为，带电量为的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（，）的点时的速度大小为。方向沿轴负方向，然后以与轴负方向成角进入磁场，最后从坐标原点射出磁场，求：（1）匀强电场的场强的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；（3）粒子从点运动到原点所用的时间。

48．（2021·福建省诏安县桥东中学高二期末）如图，在y＞0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y＜0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核从y轴上y＝h点射出，速度方向沿x轴正方向。已知进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。的质量为m，电荷量为q。不计重力。求：（1）第一次进入磁场的位置到原点O的距离；（2）磁场的磁感应强度大小。9．（2021·福建·莆田第七中学高二期末）如图所示，水平放置的平行金属导轨和，相距，导轨左端接一电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度大小，电阻的导体棒垂直导轨放在导轨上，不计导轨的电阻及棒与导轨的摩擦。当棒在水平外力作用下，以的速度水平向右匀速滑动时：（1）判断棒中感应电流的方向（填写“到”或“到”），并求出回路中感应电流的大小；

5（2）求棒两端的电压；（3）求外力的大小和方向。10．（2021·福建·福清西山学校高二期末）如图所示，间距为L两根平行长直金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为R的电阻，一根长为L、质量为m、电阻为3R的直导体棒ab垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。ab由静止释放后沿导轨运动，加速下滑位移大小为s时到达cd位置后开始做匀速运动。ab在运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻及一切摩擦均不计，重力加速度大小为g。求：（1）ab棒的最大速度vm；（2）ab在匀速运动过程中的热功率P；（3）从ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q。11．（2021·福建宁德·高二期末）如图所示，在xOy坐标系中有一半径为R、圆心P的坐标为（R，0）的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xOy平面向里，在y≥R范围内，有沿x

6轴负方向足够大的匀强电场。从坐标原点O处有大量相同带正电粒子以相同速率v沿不同方向垂直射入磁场，沿x轴正方向射入的粒子恰好从M（R，R）点射入电场，并经过y轴上坐标为（0，2R）的点。已知粒子比荷为k，不计粒子重力及粒子间的相互作用。（1）求磁感应强度、电场强度的大小；（2）若某粒子沿与x轴正方向夹角为30°射入第四象限，求该粒子从O点运动到y轴的时间；（3）若粒子速率变为2倍，要使粒子射出磁场后不能进入匀强电场，求粒子从O点射入磁场时速度方向与x轴正方向夹角的正弦值应满足的条件。12．（2021·福建·莆田第十五中学高二期末）如图，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，导轨平面与水平夹角θ＝37°，空间分布着垂直于导轨平面的匀强磁场B＝0.5T。导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源。现把一个质量为m＝0.040kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒恰好静止。导体棒的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力大小。

713．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期末）如图甲所示空间有一宽为3L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻阻值为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。设线框刚进入磁场的位置x＝0，x轴沿水平方向向右。求：（1）cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；（2）线框在穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；（3）在图乙中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象，其中U0＝BLv。14．（2021·福建省德化第一中学高二期末）如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=0.5kg，边长L=1m，金属框的总电阻为R=2Ω，金属框的下半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），下半部分在磁场外，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2，求：（1）0～5s内，金属框产生感应电流大小；（2）5s内金属框产生的焦耳热；（3）t=2s时绳子所受拉力大小。

815．（2021·福建·莆田一中高二期末）如图所示，在空间AA'与BB'间存在方向垂直纸面向里，磁感应强度为B=2T的匀强磁场区域，边界AA'与BB'的间距为H=1.55m，BB'到水平地面CC'的高度为h=0.2m。现有一质量为m=0.5kg、边长为L=0.5m、电阻为R=2Ω的正方形线框，由AA'上方某处竖直自由落下，恰能匀速进入磁场区域。重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计。求：（1）线框匀速进入场区的速度大小v1及此过程产生的热量Q1；（2）cd边从AA'运动到BB'所需的时间；（3）若在cd边刚离开BB'时，对线框施加一与重力等大反向的恒力，则在cd边离开BB'直至到达CC’的过程中线框产生的热量Q2。16．（2021·福建宁德·高二期末）质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，电场方向沿y轴的负方向。经x轴上处的P点进入垂直于坐标平面向外的半圆形磁场，磁感应强度大小为B，最后垂直于y轴的负方向射出磁场，不计粒子重力。求：（1）电场强度大小；（2）粒子在磁场运动的时间；（3）粒子离开半圆形磁场的坐标。

917．（2021·福建省连城县第一中学高二期末）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1，S2分别为M、N板上的小孔，S1，S2，O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场，粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。18．（2021·福建·福清西山学校高二期末）一个质量为m电荷量为q的带电粒子，从x轴上的P（l，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y

10轴射出第一象限，不计重力。求：（1）判断带电粒子的电性，在图中规范画出带电粒子的轨迹；（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；（3）带电粒子在第一象限运动的时间。19．（2021·福建·莆田一中高二期末）如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计。导体棒垂直导轨放置，质量，电阻，与导轨接触良好。电源电动势，内阻，电阻。外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于，与导轨平面成。与导轨间动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计其余摩擦．细绳垂直于且沿水平方向跨过一轻质定滑轮悬挂一重物。重力加速度，处于静止状态．已知。求：（1）受到的安培力大小；（2）重物重力G的取值范围。

1120．（2021·福建·泉州科技中学高二期末）如图所示，光滑平行金属导轨AB、CD固定在倾角为θ的绝缘斜面上，BP、DQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在B、D两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为L。两金属棒ab、cd的质量分别为m、2m，电阻均为R，初始时，金属棒cd垂直放置在水平导轨上，金属棒ab从倾斜导轨上距底端距离为s处由静止释放，不计导轨电阻。求：（1）金属棒cd的最大加速度am；（2）金属棒cd的最大速度vm；（3）流过金属棒ab的电荷量q；（4）金属棒ab上产生的热量Qab。21．（2021·福建·莆田二中高二期末）如图所示，一个电子（电量为e）以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，（电子重力忽略不计）求：（1）电子的质量是多少？（2）穿过磁场的时间是多少？   （3）若改变初速度大小，使电子刚好不能从A边射出，则此时速度v是多少？        

1222．（2020·福建·莆田二中高二期末）如图所示，一个内壁光滑绝缘的环形细圆筒轨道竖直放置，环的半径为R，圆心O与A端在同一竖直线上，在OA连线的右侧有一竖直向上的场强的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。现有一个质量为m、电荷量为＋q的小球（可视为质点）从圆筒的C端由静止释放，进入OA连线右边的区域后从该区域的边界水平射出，然后，刚好从C端射入圆筒，圆筒的内径很小，可以忽略不计。（1）小球第一次运动到A端时，对轨道的压力为多大？（2）小球电荷量q的大小？（3）匀强磁场的磁感应强度为多大？

1323．（2021·福建省同安第一中学高二期末）如图，长度均为l的两块挡板竖直相对放置，间距也为l，两挡板上边缘P和M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子自电场中某处以大小为v0的速度水平向右发射，恰好从P点处射入磁场，从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，不计重力。（1）求粒子发射位置到P点的距离；（2）求磁感应强度大小的取值范围；（3）若粒子正好从QN的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离。24．（2021·福建省泰宁第一中学高二期末）如图，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共N＝100匝，线圈电阻r＝1Ω.线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω。（1）求感应电动势的最大值；（2）取π2＝10，求电阻R的功率。

14参考答案：1．（1）0.4V；（2）0.01N，方向垂直AB向左；（3）0.02C2．（1）；（2）x=2L；（3）3．（1）；（2）A；（3）0.15C4．（1）；（2）；（3）5．（1）0.2V；（2）0.2N；（3）1s6．（1），电场强度方向竖直向下；（2）；（3）一样7．（1）；（2）；（3）8．（1）s＝h；（2）9．（1）电流方向由到；大小为2A；（2）；（3）外力F的方向向右；大小为0.4N10．（1）；（2）；（3）11．（1）；；（2）；12．（1）1.5A；（2）0.30N；（3）0.06N13．（1）；（2）答案第3页，共1页

1514．（1）0.5A；（2）2.5J；（3）3N15．（1）10m/s，2.5J；（2）0.15s；（3）1.09J16．（1）；（2）；（3）17．（1）；（2）；（3）18．(1)带正电，；(2)；(3)19．（1）5N；（2）0.5N≤G≤7.5N20．（1）；（2）；（3）；（4）mgssinθ21．（1）；（2）；（3）22．（1）4mg；（2）；（3）23．（1）；（2）；（3）24．（1）πV；（2）0.8W答案第3页，共1页

16答案第3页，共1页