期末综合性复习（四）-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word版含答案）

高二第二学期期末物理选择性必修第二册综合性复习（四）
一、单项选择题
1．关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（　　）
A．天波是无线电波传播的唯一方式
B．音频信号应经调制以后发射，调频是调制的唯一方式
C．手机接收的信号属于微波段的无线电波
D．无线电波的发射过程必须使信号产生电谐振
2．为探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上（线圈电阻忽略不计），如图所示，他将线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，当闭合电源开关时，发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）指示灯亮。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是（　　）
A．增大电源电压 B．适当减小原线圈a的匝数
C．适当减小副线圈b的匝数 D．换一个电阻更小的灯泡
3．随着高层建筑的日益增多，电梯安全问题愈发引起人们的关注。下图是某学习小组设计的防止电梯坠落的应急安全装置示意图。在电梯轿厢上安装永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈A、B，该小组成员认为，这样能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。当电梯坠落至图示位置时（　　）
A．线圈A中的感应电流沿顺时针方向（俯视）
B．磁铁对线圈B有向上的安培力
C．线圈A和线圈B中感应电流方向相反
D．电梯已经穿过了线圈A，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有线圈B阻碍电梯下落
4．如图所示，带电粒子在以下四种器件中运动的说法正确的是（　　）
A．甲图中从左侧射入的粒子，只有带正电的粒子才有可能沿直线射出
B．乙图中等离子体进入上下极板之间后上极板A带正电
C．丙图中通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小
D．丁图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得任意速度
5．如图甲所示，一小型发电机内有矩形线圈，线圈电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，发电机线圈两端与R=10Ω的电阻构成闭合回路。通过电阻R的电流随时间变化如图乙所示，下列判断正确的是（　　）
A．图甲时刻，线圈的位置与图乙中t=0.005s时相对应
B．该发电机产生交流电的最大感应电动势为200V
C．线圈转动的角速度为
D．电阻R的热功率为4kW
6．某同学用图甲电路探究自感现象对电流的影响，闭合开关后灯泡发光，过一会再断开开关，图乙为电流传感器采集的电流随时间变化的图像。已知乙图中单元格边长为0.4s和0.1A，线圈直流电阻与灯泡电阻相同，电流传感器内阻不计。则（　　）
A．开关闭合后通过线圈的电流恒为0.4A
B．开关断开后灯泡闪一下然后逐渐熄灭
C．开关断开后通过灯泡的电流方向向左
D．开关断开后流过灯泡的电荷量约为0.2C
7．有一间距为L=0.5m的光滑金属导轨倾斜放置，与水平面成θ=37°角。在导轨上垂直放置一根金属棒，接通如图所示的电源，电流强度为I=0.6A。若磁感应强度大小为B=1T、方向垂直斜面向上，金属棒恰好静止，取g=10m/s2，则（　　）
A．金属棒的质量为0.05kg
B．金属棒的质量为0.1kg
C．其他条件不变，若磁场方向变为竖直向上，则金属棒的机械能增大
D．其他条件不变，若磁场方向变为竖直向上，则金属棒的加速度大小为2.4m/s2
8．如图甲所示，用一根导线做成一个半径为的圆环，其单位长度的电阻为，将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度大小随时间做周期性变化，如图乙所示，则（　　）
A．在时刻，圆环中无感应电流
B．在时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变
C．在时间内通过圆环横截面的电荷量为
D．圆环在一个周期内的发热量为
9．如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为，方向垂直纸面向里。质量为、边长为的正方形导线框始终沿竖直方向穿过该磁场，已知边进入磁场时的速度为，边离开磁场时的速度也为，重力加速度的大小为。下列说法正确的是（　　）
A．线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同
B．线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反
C．从边进入磁场到边离开磁场的过程中，安培力所做的功为
D．从边进入磁场到边离开磁场的过程中，线框可能先做加速运动后做减速运动
10．如图所示，纸面内间距为d的平行边界、间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向均匀向磁场中射入质量均为m，电荷量均为q的带正电粒子，粒子射入磁场的速度大小均为，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，则从边界射出的粒子数目与从边界射出的粒子数目之比为（　　）
A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．3∶1
二、多项选择题
11．下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波中最容易发生衍射现象的是无线电波
B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进人体对钙的吸收
C．X射线和γ射线的波长比较短，穿透能力比较强
D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线
12．理想变压器原线圈接如图甲所示的正弦交变电压，变压器原线圈匝数匝，P是副线圈上的滑动触头，当P处于图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数匝，电容器C恰好不被击穿，灯泡L恰能正常发光，R是滑动变阻器。以下判断正确的是（　　）
A．若向上移动P，电容器将会被击穿
B．若保持P不动，向下移动R的滑片，灯泡变暗
C．若保持R的滑片不动，向下移动P，灯泡变亮
D．电容器的击穿电压为
13．现用220V和11kV两种电压来输电，如果输送的电功率、导线的材料和长度都相同，下列说法正确的是（　　）
A．若输电线上损失的功率相同，则对应的输电线直径之比为50∶1
B．若输电线上损失的功率相同，则对应的输电线质量之比为2500∶1
C．若输电线的直径相同，则对应的输电线上损失的功率之比为2500∶1
D．若输电线的质量相同，则对应的输电线上损失的功率之比为1∶50
14．如图，在直角三角形abc区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，ab边长为L，∠acb＝30°。一质量为m、电量为q的带电粒子以某一速度v从a点沿ab方向射入磁场，且恰好能从bc边射出磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）
A．粒子带负电 B．粒子的速度大小为
C．粒子在磁场中的运动时间为 D．洛伦兹力对带电粒子做正功
15．如图所示，光滑放置的平行轨道，间距为L，导轨与水平面的夹角为θ=30°，导轨上端连有定值电阻阻值，在导轨平面上ab和cd间、cd和ef间分别有垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场，磁感应强度分别为和，两磁场的宽度也为L，一长为L的导体棒从导轨某位置静止释放，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触，导体棒在磁场中运动的速度时间图象如图所示，不计导轨和导体棒的电阻，，则下列说法正确的是（　　）
A．导体棒的质量为
B．导体棒穿过整个磁场时通过电阻R的电量为（）C
C．导体棒穿过磁场B2的时间为1s
D．导体棒穿过整个磁场时通过电阻R的产生的焦耳热为4J
三、实验题
16．（1）为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、______三者的关系。
（2）在实验过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清______中导线的绕制方向。（选填“A”“B”或“A和B”）
（3）试在图中画线连接电路___________。
（4）已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与线圈串联接成如图所示电路，从上往下看线圈的绕制方向为_____________（填顺时针方向或逆时针方向）
（5）某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置。在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的；分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应______（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
（6）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，发现灵敏电流计的指针向左偏转，若让指针向右偏转，可采取的操作是______；
A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．闭合电键S瞬间 D．断开电键S瞬间
17．酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常。如题图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度x的关系如图乙所示。
（1）某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器、电源（电动势为，内阻未知）、电流表（满偏电流为，内阻为9.5），闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为___________；用该仪器___________（选填“能”“不能”）检测酒驾；
驾驶员状态 非酒驾 酒驾
酒精气体浓度标准 小于0.2 大于或者等于0.2
检测器状态 只有绿灯亮 绿灯红灯都亮
（2）另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者酒驾。图丁中电源电动势为，内阻不计，为定值电阻，为酒精气体传感器，是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到才会发光，则红灯为___________（选填“”），当红灯刚亮时通过其的电流为___________A（保留两位有效数字）。
四、解答题
18．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=30cm的正方形线圈abcd共200匝，线圈电阻r=3Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，外电路连接的两个定值电阻的阻值均为R=4Ω。求：
（1）交变电压表的示数；
（2）线圈从图示位置转过30°的过程中通过线圈的电荷量。
19．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。
20．如图所示，间距为且足够长的光滑平行金属导轨与，由倾斜与水平两部分平滑连接组成。倾角的倾斜导轨间区域Ⅰ有垂直导轨平面斜向，上的匀强磁场，磁感应强度。水平导轨间区域Ⅱ有一个长度、竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。质量、阻值的金属棒a从倾斜导轨某位置由静止开始释放，穿过前已做匀速直线运动，以大小不变的速度进入水平导轨，穿出水平磁场区域Ⅱ与另一根质量、阻值的静止金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻不计，求：
（1）金属棒a到达斜面底端时的速度的大小；
（2）金属棒a第一次穿过区域Ⅱ的过程中，电路中产生的总焦耳热Q；
（3）金属棒a最终停在距区域Ⅱ右边界距离x。
参考答案
1．C 2．C 3．C 4．C 5．D 6．D 7．A 8．D 9．C 10．C
11．AC 12．AD 13．ABC 14．BC 15．AB
16． 感应电流的磁场方向 A和B 如图所示
逆时针方向 A 断开开关 BD
17． 0.5 不能 L1 0.28
18．【解析】
（1）电动势的最大值为
电动势的有效值为
设电压表的示数为U，电压表测两电阻并联部分两端电压，并联部分电阻为
有
所以有U=72V
（2）线圈从图示位置转过30°的过程中平均电动势为
磁通量变化为
平均电流为
解得
19．【解析】
（1）根据速度的合成与分解可得粒子进入磁场时的速度大小为
（2）根据类平抛运动速度方向反向延长线过位移中点可得
解得x=OQ＝2L
（3）作出粒子刚好能够再进入电场的轨迹如图所示，粒子在磁场的运动轨迹左侧与y轴相切，此时磁感应强度有最小值，设粒子的运动半径为r，根据几何关系可得
解得
由于磁场右边界为x＝3L，根据几何关系则
故粒子不会飞出右侧边界，根据牛顿第二定律可得
联立解得
所以要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围是
20．【解析】
（1）导体棒a匀速穿过，由受力平衡得
（2）规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得
金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量即
联立并带入数据得
（3）规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得
联立并带入数据解得金属棒a反弹的速度为
设金属棒a最终停在距磁场右边界x处，规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得
联立并带入数据解得