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

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广东省各地2020-2021学年高二下期期末物理试题分类选编：解答题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________1．（2021·广东·高二期末）质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，板间距离为，c为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：（1）粒子的速度v为多少；（2）速度选择器的电压为多少；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大。2．（2021·广东茂名·高二期末）在水平空间有一直角坐标系，如图所示，在坐标系的第一象限有场强大小为的匀强电场，方向沿轴负方向。在第四象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在轴上坐标为的点有一质量为、电荷量为的带正电粒子，以初速度，沿轴正方向射入电场。在轴上的点坐标为。不考虑重力，其中。求：（1）粒子第一次经过轴的坐标﹔（2）粒子第一次经过轴的速度；（3）如果磁场的磁感应强度为，要让粒子经过点，求的值。

13．（2021·广东茂名·高二期末）如图所示，倾斜的平行光滑导轨间的间距为，导轨与水平面的倾角为，在导轨间加有垂直导轨平面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度为。在导轨顶端接有电动势为，内阻为的电源。质量、电阻为的金属杆静止在导轨上，金属杆与导轨垂直，（重力加速度取，）求：（1）匀强磁场的方向；（2）电源的电动势。4．（2021·广东·化州市第一中学高二期末）ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为θ=37°，导轨电阻不计，ac、bd间都连接有一个R=4Ω的电阻，如图所示。空间存在磁感应强度B0=3T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上。将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处，金属棒的质量m=0.5kg，电阻r=1Ω。现闭合开关K将金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好。已知当金属棒从初始位置向下滑行x=2m到达MN处时已经达到稳定速度，金属导轨足够长，g取10m/s2。则：（）（1）开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少？（2）开关处于闭合状态时金属棒从释放到运动至MN处的过程中，忽略电流变化引起的电磁辐射损失，连接在ac间的电阻R上产生的焦耳热是多少？（结果保留两位小数）（3）开关K断开后，若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0，从此时刻开始，为使金属棒中不产生感应电流，可让磁感应强度按一定规律变化。试写出磁感强度B随时间t变化的表达式。

25．（2021·广东广州·高二期末）如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有电动势E=3V内阻r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω时，导体棒恰好刚要向上滑动，假定滑动摩擦力等于最大静摩擦力，金属导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）ab棒受到的安培力；（2）ab棒与导轨的动摩擦因数μ。6．（2021·广东·化州市第一中学高二期末）如图所示，在x>0的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场；紧挨着y轴有一个平行的金属板，板长L，板间距d，两板间电压为U，上极板带正电，中线与x轴重合，两个正粒子a和b先后以v0和2v0从极板左边缘中间射入电场，速度方向沿x轴正方向。已知a进入磁场后，从坐标原点O处射出磁场。a的比荷为k，b的比荷为2k，不计粒子的重力。粒子都不能打在极板上，求：（1）匀强磁场强度B的大小？（2）b粒子进入磁场后再次到达y轴时距离坐标原点O的距离S。

37．（2021·广东·化州市第一中学高二期末）如图1所示，一个圆形线圈的匝数n=1000匝，线圈半径a=0.2m，线圈的电阻r=1Ω，在线圈的内部半径b=0.1m的圆形区域，有垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图2所示，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，连接处电阻不计（结果可以保留π）。求：（1）前4s内流过电阻R的电流大小I和方向；（2）前4s内，AB两点间的电势差；（3）0-6s时间内的平均感应电动势E2。8．（2021·广东·化州市第一中学高二期末）如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带正电的粒子以速度v0沿y轴负方向从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，再回到x轴的交点到O的距离为L，求：（1）该粒子的比荷（2）如果粒子的入射方向与x轴正向的夹角为θ。则在磁场运动过程中与x轴的最远距离d和带电粒子在磁场中运动的时间t

49．（2021·广东·广州大学附属中学高二期末）半径为的光滑的圆形导体环处于垂直纸面向里的匀强磁场内，其左侧留有一小缺口，右侧与磁场外的电路连接，如图所示。磁感应强度为，总阻值为、长为、质量为的金属棒在恒力的作用下从位置由静止沿导轨向右运动，经过圆环圆心时的速度为，外电路定值电阻阻值也为，其余电阻不计，电容器的电容为。求：（1）金属棒经过点时，金属棒两端的电势差；（2）金属棒经过点时，电容器的带电量；（3）从开始到金属棒经过点的过程中，金属棒克服安培力做的功。10．（2021·广东惠州·高二期末）如图，电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器右侧并联接入一平行板电容器，间的距离，电容器加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，一质量为，带电量为的小球以水平速度沿中轴线射入电容器中，当滑动变阻器的阻值调到时，带电小球恰好做匀速直线运动。重力加速度，求：（1）电容器两板之间的电场强度的大小；（2）小球的入射速度的大小；

5（3）若撤去磁场，已知上下两极板长为，求小球飞出极板时的竖直偏移量。11．（2021·广东惠州·高二期末）电磁炮是一种新型武器，下图为简化后的原理图，恒流源的电流通过金属杆EF（装有弹头），两平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，金属杆受磁场力推动向右加速。设弹头质量（含金属杆EF的质量），轨道宽度，长度，通过的电流大小恒为，弹头从导轨最左端开始由静止匀加速至最右端，达到的发射速度，重力加速度，（轨道摩擦不计），求：（1）弹头在导轨上运动的时间；（2）导轨间匀强磁场的磁感应强度的大小；（3）采取哪些措施能提高弹头的发射速度。（至少提两条）12．（2021·广东肇庆·高二期末）如图甲所示电路，定值电阻、小灯泡L与金属圆线圈连成闭合回路，在金属圆线圈区域内存在匀强磁场，时刻，磁感应强度方向垂直线圈所在平面向里，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。已知线圈匝数匝、半径、总电阻

6，定值电阻，小灯泡电阻且阻值不随温度变化。取，求：（1）线圈中产生的感应电动势和感应电流的大小；（2）内流过小灯泡的电流方向和小灯泡消耗的电能。13．（2021·广东·深圳实验学校光明部高二期末）如图直角坐标系xOy中，在第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，大小为；在第三、第四象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的粒子从y轴上P点（0，h）以初速度v0垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点进入磁场。粒子重力不计。求：（1）求粒子进入磁场时的速度大小和方向；（2）若使粒子能够进入第三象限，求第四象限内磁感应强度B的取值范围。（3）若第四象限内磁感应强度大小为，第三象限内磁感应强度大小为，且第三、第四象限的磁场在处存在一条与x轴平行的磁场下边界MN（图中未画出），求粒子第一次从第四象限垂直边界MN飞出磁场时，L的取值。

714．（2021·广东·深圳实验学校光明部高二期末）水平导轨间距为L=1m，导体棒ab与导轨接触良好且质量m=2kg，导轨和导体棒ab电阻忽略不计；电源电动势E=10V，内阻r=4Ω，定值电阻R=6Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=6T，磁场方向与水平方向成30°角，导体棒ab始终处于静止状态。重力加速度g=10m/s2。求：（1）导体棒ab受到的安培力大小；（2）导体棒ab受到的摩擦力的大小。15．（2021·广东肇庆·高二期末）如图甲所示，竖直放置的平行板电容器的两个极板A、B分别开有小孔S1、S2，两极板间存在加速电场，加速电压。B板右侧水平放置的平行板电容器M、N两极板间距，板间存在偏转电场，其两极板间所加电压如图乙所示，所加电压周期T远大于粒子在偏转电场中的运动时间。紧邻极板M、N右端分别竖直放置两个足够大可吸收带电粒子的光屏，光屏右侧有范围足够大且垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小。现有质量，电荷量的大量带正电的粒子（重力忽略不计），从小孔S1无初速度地射入加速电场，经加速后从小孔S2沿中央OO＇方向垂直偏转电场进入M、N极板间，粒子从偏转电场射出后立即进入匀强磁场，经磁场偏转后打在屏上，忽略粒子间的相互作用。（1）求带电粒子从小孔S2射出时的速度大小；（2）已知当M、N两板间电压时，粒子恰好从N极板边缘射出，求偏转电场极板的最大长度；（3）若偏转电场极板的长度，求带电粒子射在屏上的区域长度。

816．（2021·广东广州·高二期末）如图所示，空间有三个圆心角均略大于的扇形、、围成的区域。内为无场区，与之间存在辐射状电场，与之间有扇环形恒定的匀强磁场，方向垂直纸面向外。电子以初动能从圆上点沿方向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知与之间的电势差为，的半径为，的半径为，电子的质量为，电荷量为，不计电子重力，取。（1）电子被电场加速后进入磁场，又从磁场返回电场，其运动轨迹如图，图中。求磁感应强度的大小；（2）电子按（1）中的运动返回电场，从O点离开扇形区域，求电子在磁场中运动的时间；（3）如果a与b之间的电场不变，电子沿PQ方向进入磁场，要保证电子不与磁场边界c相碰，磁感应强度应满足什么条件。17．（2021·广东茂名·高二期末）如图所示，在无限长的竖直边界和间，上、下部分分别充满方向垂直于平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为，为上、下磁场的水平分界线，质量为m、带电荷量为的粒子从边界上与O点相距为a的P点垂直于边界射入上方磁场区域，经上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q点与O点的距离为，不考虑粒子重力。（1）求粒子射入时的速度大小；

9（2）要使粒子不从边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度应满足的条件；（3）若下方区域的磁感应强度，粒子最终垂直边界飞出，求边界与间的距离L与a的关系。18．（2021·广东惠州·高二期末）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度大小分别为E和；区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、带电荷量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度水平射入电场，经水平分界线上的A点与成60°角射入区域Ⅱ的磁场，并垂直竖直边界进入区域Ⅲ的匀强电场中.求：（1）粒子在区域Ⅱ匀强磁场中运动的轨迹半径；（2）O、M间的距离；（3）粒子从M点出发到第二次通过边界所经历的时间。19．（2021·广东·金山中学高二期末）真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界，质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）沿着与MN夹角为的方向垂直射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求：（1）粒子射入磁场的速度大小；

10（2）粒子在磁场中运动的时间。20．（2021·广东惠州·高二期末）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源.现把一个质量为的导体棒放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻，金属导轨电阻不计，g取10，，。求：（1）导体棒中电流的大小；（2）导体棒受到的安培力大小及方向；（3）导体棒受到的摩擦力大小及方向。21．（2021·广东阳江·高二期末）如图所示，足够长的竖直放置的“”形光滑导轨的间距L=0.2m，导轨上端接一阻值R1=0.4Ω的定值电阻，一电阻R2=0.1Ω的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，整个装置处于磁感应强度大小B=1T，方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场中。现将ab由静止释放，最终导体棒以大小v=20m/s的速度匀速下滑。导轨电阻及空气阻力均不计，取重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）当导体棒ab匀速下滑时，回路中通过的电流I；（2）导体棒ab的质量m。

1122．（2021·广东广州·高二期末）如图所示，在坐标平面内的第一象限中存在一匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面向里。一个质量为m、带电荷量为q的正粒子，从x轴上的M点以初速度沿与x轴正方向成角射入第一象限中，粒子在磁场中做圆周运动，之后恰好垂直y轴射出第一象限，已知长为L，不计粒子重力。求：（1）粒子运动的半径大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。

12参考答案：1．（1）；（2）；（3）2．（1）；（2），方向与轴正方向的夹角为斜向下；3．（1）垂直导轨平面向下；（2）4．（1）1m/s；（2）1.92J；（3）5．（1）0.4N；（2）0.56．（1）；（2）7．（1），向下；（2）；（3）8．（1）；（2），9．（1）；（2）；（3）10．（1）900V/m；（2）500m/s；（3）11．（1）0.2s；（2）20T；12．（1）6V，1.5A；（2），3J13．（1），方向与x轴正方向夹角为45°；（2）；（3）14．（1）6N；（2）3N15．（1）；（2）；（3）16．（1）；（2）；（3）答案第3页，共1页

1317．（1）；（2）时，粒子不会从边界飞出；（3）18．（1）；（2）；（3）19．（1）若粒子带正电，速度为，若粒子带负电，速度为；（2）若粒子带正电，运动时间为，若粒子带负电，运动时间为20．（1）1A；（2）0.2N，沿斜面向上；（3）0.04N，沿斜面向上21．（1）8A；（2）0.16kg22．（1）2L；（2）答案第3页，共1页

14答案第3页，共1页