高二第二学期期末物理选择性必修第二册综合性复习(二)
一、单项选择题
1.关于电磁波下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦用实验验证了“变化的电场产生磁场”,并证实了电磁波的存在
B.医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关
D.电磁波的传播需要介质,其在介质中的传播速度等于光速
2.如图所示,是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图像,根据图像可知( )
A.此交变电动势的瞬时表达式为
B.此交变电动势的瞬时表达式为
C.时,穿过线圈的磁通量为零
D.时,穿过线圈的磁通量的变化率最大
3.如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上放一小铁锅冷水。现接通交流电源,几分钟后,锅中的水沸腾起来,时刻的电流方向已在图中标出,且此时电流正在增大,下列说法正确的是( )
A.线圈中电流变化越大,自感电动势越大,自感系数也增大
B.小铁锅中产生涡流,涡流的热效应使水沸腾起来
C.时刻,从上往下看,小铁锅中的涡流沿逆时针方向
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
4.如图,在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处,有一条形磁铁(S极朝上,N极朝下)由静止开始快速向右运动时,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)和相互作用情况,下列说法正确的是( )
A.圆环中感应电流的方向是逆时针 B.圆环中感应电流的方向是顺时针
C.圆环有向左的运动趋势 D.圆环对水平桌面的压力增大
5.如图所示为一种呼气酒精测试仪的原理图,其中酒精气体传感器的电阻值r′的倒数与接触到酒精气体的浓度c成正比。则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数无法表示浓度c的变化
B.电压表的示数越大,表示浓度c越小
C.酒精气体传感器把电信息转化成非电信息
D.当醉酒人员对传感器呼气时,电压表示数变大
6.下列四幅图是带电粒子在匀强磁场中运动的实例应用示意图,关于四幅图的分析正确的是( )
A.图甲是回旋加速器的结构示意图,若要增大粒子的最大动能,可增加电压
B.图乙是磁流体发电机的结构示意图,正离子进入后会偏向板,故板电势高于B板电势
C.图丙是速度选择器的结构示意图,带电粒子(不计重力)能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器的条件是
D.图丁是质谱仪的结构示意图,粒子打在底片上的位置距离狭缝越远,说明粒子的比荷越小
7.如图所示,真空匀强磁场中,一质量为m的直导线两端用两平行绝缘细线悬挂于O、O′两点,O、O′间距离为L。当导线中通入电流I,导线再次保持静止时,两悬线与竖直方向夹角均为θ=30°。则匀强磁场的磁感应强度的最小值为( )
A. B. C. D.
8.如图为远距离输电示意图,其变压器均为理想变压器,输电线总电阻r=50 Ω。用户可等效为图中滑动变阻器。已知,n3:n4=50:1,用户额定电压为220 V,正常情况下用户消耗的总功率为110kW。下列说法正确的是( )
A.变压器T1的输入功率为125 kW
B.升压变压器匝数比n1:n2=2:115
C.当滑动变阻器触头向下滑动时,输电线损失电压减小
D.当滑动变阻器触头向上滑动时,输电效率降低
9.如图所示,由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd,其总电阻为R,现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0,规定电流方向沿顺时针为正,U0=Blv。线框中电流及a、b两点间电势差Uab随线框ad边的位移x变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,两个完全相同的半圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上,使轨道两端在同一高度上,右边轨道置于匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向外。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动,P、M分别为两轨道的最低点,则下列有关判断正确的是( )
A.两小球第一次到达轨道最低点的速度关系:
B.两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系:
C.两小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系:
D.左边小球能回到出发点位置,右边小球不能回到出发点位置
二、多项选择题
11.如图甲为LC振荡电路,其中图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线,假设回路中电流顺时针方向为正。则下列说法正确的是( )
A.在第末到第末的过程中电容器正在向外电路放电
B.在第末到第末的过程中电容器的下极板带负电
C.在第末到第末的过程中M点的电势比N点的电势低
D.在第末到第末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
12.如图,理想变压器的原线圈接在交流电源上。为定值电阻,R为滑动变阻器,A和V为理想电表。下列说法中正确的是( )
A.当开关由a拨向b时,V示数增大,A示数增大
B.当开关由a拨向b时,V示数减小,A示数减小
C.当滑片P向下滑动时,V示数减小,A示数增大
D.当滑片P向上滑动时,V示数增大,A示数增大
13.如图所示,L是自感系数很大、直流电阻不计的电感线圈,D1、D2是完全相同的灯泡,E是一内阻不计的电源,S是开关。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S时,D2先亮,D1后亮
B.闭合开关S时,D1、D2同时亮,然后D2由亮变的更亮,D1逐渐变暗,直至熄灭
C.先闭合开关S,电路稳定后再断开开关S时,D1、D2同时熄灭
D.先闭合开关S,电路稳定后再断开开关S时,D2熄灭,D1突然变亮再逐渐变暗,直至熄灭
14.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形区域内,点是边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从点沿纸面以垂直于边的速度射入正方形内,经过时间刚好从点射出磁场,现设法使该带电粒子从点沿纸面与成的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是( )
A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从边射出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从边射出磁场
15.如图,MN和PQ是电阻不计的平行光滑金属导轨,金属棒与导轨间接触良好,其间距为L,右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
A.通过电阻R的电流方向为从Q到N
B.金属棒刚进入磁场时产生的感应电动势为
C.通过金属棒的电荷量为
D.金属棒产生的焦耳热为mgh
三、填空题
16.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)观察变压器的铁芯,它的结构和材料是___________;(填字母)
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数___________;(填“多”或“少”)
(3)以下给出的器材中,本实验需要用到的是___________;(填字母)
A. B. C. D.
(4)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的输入电压可能为___________;(填字母)
A.1.5V B.6.0V C.9.0V
17.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,则产生感应电动势的最大值为__________V,交流电压表的示数为__________V:从图示位置起,转过90°过程中,通过线圈截面的电荷量为__________C;从图示位置起,转过60°时通过电阻R的电流为__________A。
四、解答题
18.如图所示,电子发生器S发射的电子由静止经P、Q两板间的加速电压加速后,以速度从点沿ab方向进入边长为L的正方形abcd区域。不计电子受到的重力与阻力,静电力常量为k。
(1)求电子的比荷;
(2)若在d点固定一个带正电的点电荷,电子恰好沿圆弧经过c点,求点电荷所带的电荷量q;
(3)若abcd区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,电子仍经过c点,求匀强磁场的磁感应强度大小B;
(4)若abcd区域存在竖起向下的匀强电场,电子仍能经过c点,求匀强电场的电场强度大小E。
19.如图,有两根足够长的、相距为L=1m的光滑平行金属导轨与水平面成固定放置,底端接有阻值为R=3Ω的电阻。导轨所在空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场。将一质量为m=0.1kg、长为L=1m、电阻为r=1Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,且接触良好。在平行于导轨向上的拉力F的作用下,金属棒ab由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动,t=4s后撤去拉力F,此时金属棒ab的速度大小为v。最后金属棒ab恰能匀速回到底端,且到达底端时的速度大小也为v,重力加速度大小为,其余部分电阻不计。求:
(1)金属棒ab回到底端时的速度大小v;
(2)金属棒ab沿导轨向上做匀加速直线运动的过程中,通过金属棒ab某一横截面的电荷量q;
(3)写出0~4s内,拉力F与时间t的关系式。
20.在图所示的坐标系中,x轴水平,y轴垂直,x轴上方空间只存在重力场,第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场,在第Ⅳ象限有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等。一质量为m,带电荷量大小为q的质点a,从y轴上处的点以一定的水平速度(大小未知)沿x轴负方向抛出,它经过处的点进入第Ⅲ象限,在第Ⅲ象限内质点恰好做匀速圆周运动,又经过y轴下方的点进入第Ⅳ象限。重力加速度为g。试求:
(1)质点a到达点时的速度大小和速度方向与x轴负方向的夹角;
(2)第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)质点a进入第Ⅳ象限到速度减为零时运动的距离。
参考答案
1.C 2.B 3.B 4.B 5.D 6.D 7.A 8.B 9.B 10.B
11.AC 12.AC 13.BD 14.AC 15.AB
16. D 少 BD C
17.
18.【解析】
(1)电子在加速过程中,根据动能定理有
解得
(2)电子在点电荷的引力作用下做匀速圆周运动,由库仑力提供向心力得
解得
(3)电子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,有
解得
(4)电子在匀强电场中做类平抛运动,设电子从a点运动到c点所用的时间为t,
则有
解得
19.【解析】
(1)金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势大小为E=BLv
根据闭合电路欧姆定律
金属棒ab受到的安培力大小为
当回到底端时金属棒ab做匀速直线运动,合力为0,则
代入数据得
(2)在金属棒ab做匀加速直线运动的过程中
加速度大小为
上滑的距离为
所以通过金属棒ab某一横截面的电荷量为
(3)0~4s内,金属棒ab做匀加速直线运动,速度为v=at
由牛顿第二定律有
所以
代入数据得F=0.125t+0.7(N)
20.【解析】
(1)质点a在第Ⅱ象限中做平抛运动,设质点a到达点时的速度大小为v速度方向与x轴负方向的夹角为θ,有
解得,
(2)在第Ⅲ象限中做匀速圆周运动,有
解得
由几何关系得
运动过程中由洛伦兹力提供向心力
解得
(3)进入第Ⅳ象限时速度大小为v,方向与y轴正方向夹角为45°,所受电场力与重力的合力为 ,方向与点的速度方向相反,因此质点做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得
解得