物理
一、（本题共12小题：每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选错或不答得0分，选不全得2分。）
1．下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有( )
A．两个静止电荷之间的相互作用 B．两根通电导线之间的相互作用
C．两个运动电荷之间的相互作用 D．磁体与运动电荷之间的相互作用
2．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( )
A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小
3．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )
A．由 可知，B与F成正比与IL成反比
B．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关。
C．通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场（即B=0）
D．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零。
4．下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线分布情况，其中正确的是( )
5．如图所示四种情况，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力作用的是 ( )
6.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直.电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场. 则（ ）
A．电子在磁场中运动的时间为
B．电子在磁场中运动的时间为
C．OP两点间的距离为
D．OP两点间的距离为
7．右图中（a）（b）两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，（b）图的闭合电路中只比（a）图的闭合电路中多串联了一只电阻不计的自感线圈L，其余完全相同. 若导体ab以相同的加速度从静止开始做匀加速直线运动，则拉它们的外力在相同位移中所做的功（ ）
A．a图中的外力做功多
B．b图中的外力做功多
C．两图中外力做功相同
D．条件不足，无法比较
8.如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈两端 、 接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻 时，电流表A的示数为1A.各电表均为理想电表，则初级和次级线圈的匝数比为( )
A．1:5 B．5:1 C．1:10 D．10:1
9．一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动
轨迹如图所示，下列情况可能的是（ ）
A．粒子带正电，沿逆时针方向运动
B．粒子带正电，沿顺时针方向运动
C．粒子带负电，沿逆时针方向运动
D．粒子带负电，沿顺时针方向运动
10．如图所示，长2m，质量为1kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2，要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，g取10m/s2,则木块初速度的最大值为( )
A．1m/s B．2 m/s C．3 m/s D．4 m/s
11．在如右图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（ ）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例减小
12．如图所示，线圈由位置A开始自由下落，如果在运动中受到的磁场力总小于重力，则它通过A、B、C、D四个位置时(B、D位置恰使线圈面积有一半在磁场中)，加速度的关系正确的为( )
A．aA>aB>aC>aD B．aA＝aC>aB＝aD
C．aA＝aC>aD>aB D．aA＝aC>aB>aD
二、题 (每空2分, 共14分)
13.面积0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_________ Wb，当导线环转过90°时，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量为__________Wb .
14.如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用，则磁铁的上端是________极.
15．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相 等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r．现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为________，方向________．
16．如图所示，M、N为水平位置的两块平行金属板，板间距离为d，两板间电势差为U．当带电量为q、质量为m的正离子流以速度v0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动，偏向M板（重力忽略不计）．今在两板间加一匀强磁场，使从中央O处射入的正离子流在两板间作直线运动．则磁场的方向是___________；磁感应强度B＝__________．
三、（共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤、只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位）
17．（12分）如图所示。光滑的水平面上有一个矩形导体框abcd，ab＝0.4m，cd＝0.6m，它的电阻为0.4Ω。它的右侧有一宽度为L＝0.4m 、磁感应强度为B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。现用一外力将该导体框以大小为V＝5.0m／S的速度匀速地拉到磁场的右侧。试求：
（1）ab在磁场中运动时线框中的感应电流大小和方向。2.5A
（2）导体框穿过磁场的过程中产生的电热。
18．（12分） 如图所示，一高空作业的工人质量为m=70kg,腰系一条安全带，若工人不慎跌落，当他的重心位置下降L=5m时，安全带呈竖直状态且开始绷直。已知安全带从开始绷直到拉伸至最长的缓冲时间为t=1.4s，求安全带受到的平均冲力是多大？(不计空气阻力，g取10m/s)
19. （12分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径R的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求：
⑴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍；
⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
20. （12分）一带电粒子在xOy平面内运动，其轨迹如图所示，它从O点出发，以恒定的速率v沿y轴正方向射出，经一段时间到达P点. 图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆，下方都是半径为r的半圆，不计重力的影响.
（1）如果此粒子带正电，且以上运动分别是在两个不同的匀强磁场中发生的，试判断磁场的方向，并求出这两个匀强磁场的磁感应强度的大小之比.
（2）求此粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度的大小.
参考答案：
1-5 BCD D B D C 6-10 AC A B AD D 11-12 C D
13. 0.2, 0 14. N 15. ，垂直纸面向外 16. U/V0d 垂直纸面向外
17.解：（1）ab在磁场中运动时线框中的感应电动势为
E＝BLV＝0.5×0.4×5.0＝1.0V
由闭合电路欧姆定律得
I＝E／（R+r）＝1.0／0.4＝2.5A
（2）导体框的ab穿过磁场的过程中产生的电热为
Q1＝I2Rt1 t1＝L／V
两式联立解得Q1＝I2R L／V＝（2.52×0.4×0.4 ）／5.0＝0.2J
导体框的ab穿过磁场的过程中产生的电热为
Q2＝Q1
所以导体框穿过磁场的过程中产生的电热为Q＝2Q1＝0.4J
18.解：人跌落时先做自由落体运动，设刚要拉紧安全带时的速度为v1 由
解得 =10m/s
再经过1s缓冲时间后人的速度变为零，取向下为正方向，人作为研究对象，设安全带对人的平均冲力为F
由 (mg-F)t=0-mv1
有 F=mg+
代入数据解得 F=1200N
根据牛顿第三定律可知人给安全带的冲力为1200N
19.解：⑴设物块开始下落处的位置距BC的竖直高度为h，圆弧轨道半径为R。
由机械能守恒定律得：
在B点根据牛顿第二定律得：
解得：h＝4R
⑵物块滑到C点时与小车的共同速度为v1
由动量守恒定律得：
对物块和小车应用动能定理得：
解得：μ＝0.3
20.解：（1）z轴正方向. 设带电粒子的电荷量为q，质量为m，在y>0区域的磁场的磁感应强度为B1，y<0区域的磁场的磁感应强度为B2，粒子受洛仑兹力作用而做匀速圆周运动
则有
粒子在y>0区域
联立解得
（2）粒子在磁场中均速圆周运动的周期
在y>0区域的周期 ，在y<0区域的周期
粒子在一个周期内沿x轴移动的距离x=2(R－r)
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