辽宁省阜蒙县育才高中2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

阜蒙县育才高中高二期末考试选择性必修二复习卷
姓名：___________班级：___________
一、多选题
1．一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场，在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。下列能正确表示运动速率以v、半径R、周期T之间关系的图像是（　　）
A．B．C． D．
2．一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，如图所示。则（　　）
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现
D．电子的径迹与AB中电流的方向无关
3．关于变压器，下列说法正确的是（　　）
A．它可以改变交流电的电压
B．它可以改变交流电的电流
C．它可以改变交流电的频率
D．它可以改变输送电功的大小
4．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右加速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
5．回旋加速器主要结构如图，两个中空的半圆形金属盒接高频交流电源置于与盒面垂直的匀强磁场中，两盒间的狭缝宽度很小。粒子源S位于金属盒的圆心处，产生的粒子初速度可以忽略。现用回旋加速器分别加速两种不同的粒子a、b，a、b的质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，已知加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。不计粒子受到的重力，则（　　）
A．要使两粒子a、b每经过窄缝都被加速，交变电压的频率相同
B．两粒子a、b所能达到的最大动能不相等
C．两粒子a、b在D盒中第n个半圆的半径之比
D．两粒子 a、b在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数的次数之比2：1
二、单选题
6．如图所示，用一根光滑金属导线制成圆弧状导轨 MN，竖直放置在垂直纸面向里的水平匀强磁场中。OC 是一根绕垂直于纸面的 O 轴转动的金属杆，并始终可以在导轨上滑动。当 OC 从 M 点无初速释放后下列说法中不正确的是（　　）
A．由于无摩擦存在，可在导轨上一直往复运动下去
B．由于无摩擦存在，摆动幅度不变，机械能守恒
C．摆动中 OC 杆总受到阻碍它运动的磁场力
D．摆动中 OC 杆不受到阻碍它运动的磁场力
7．如图所示，均匀分布有负电荷的橡胶圆环A和金属圆环B为同心圆，保持金属圆环位置固定，让橡胶圆环绕圆心O在金属圆环的平面内沿顺时针方向从静止开始加速转动，下列判断正确的是（　　）
A．金属圆环B中的感应电流沿顺时针方向
B．金属圆环B中的感应电流越来越大
C．金属圆环B有收缩趋势
D．金属圆环B有沿顺时针转动的趋势
8．下面关于交变电流的“四值”说法中正确的是（ ）
A．交变电流的有效值就是交流电在一周期内的平均值
B．交流电表上显示的电流数值是该交变电流的瞬时值
C．交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值
D．与交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交变电流的有效值
9．（多选）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　）
A．仅将滑片P向上滑动
B．减小交流电的频率
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻
10．输电过程中电能的损耗不可避免，如图是常见的家庭输电线路模拟电路，控制电路输入电压恒定，理想变压器原、副线圈匝数可以调整，下列说法正确的是（　　）
A．若将滑动变阻器的滑片移至最左端，稳定后滑片下移，同时滑片上移，电灯L变暗
B．闭合开关，电灯L变暗
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，电灯L变暗
D．将滑动变阻器的滑片向右移动，电灯L变亮
11．一个质量为m的条形磁体，磁体长为l，在磁体下方h处固定一总电阻为R的矩形线框，磁体由静止释放，当磁体上端离开线框时，速度为v，不计空气阻力，这个过程中，线框产生的焦耳热为（　　）
A．mgh B． C． D．
12．图甲为一理想变压器，其原副线圈匝数比为5∶1，副线圈所接电阻R＝10 Ω，原线圈两端输入电压u是如图乙所示的正弦交流电。则下列说法正确的是（　　）
A．原线圈的输入电压u＝100sin 100πt（V）
B．电流表的示数为0.4 A
C．电压表的示数为
D．在1 min内电阻R产生的的电热为1200 J
三、解答题
13．如图所示，将边长为、总电阻为的正方形闭合线圈，从磁感强度为的匀强磁场中以速度匀速拉出（磁场方向垂直线圈平面），求：
（1）线圈中感应电流的大小；
（2）线圈克服安培力所做的功。
14．如图所示，正方形线圈的边长是，共150匝，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速绕中心轴线匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线图转过时电动势的瞬时值。
15．离子注入是芯片技术中的一道重要工序。如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆片。速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为，方向均垂直纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为和的四分之一圆环，其两端中心位置和处各有一个小孔；偏转系统中电场的分布区域是一边长为的正方体，其底面与晶圆片所在水平面平行。当偏转系统不加电场时，离子恰好竖直注入到晶圆片上的点。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：
（1）判断离子的电性和离子通过速度选择器的速度大小；
（2）磁分析器选择出来离子的比荷；
（3）偏转系统加电场时，要求离子从偏转系统底面飞出，若晶圆片所在的水平面是半径为的圆面，为了使偏转粒子能打到晶圆片的水平面上，晶圆片平面到偏转系统底面的距离应满足什么条件？
16.如图所示，在竖直平面的坐标系中，竖直向上，Ox水平向右，x轴的下方有一半径为r的圆形匀强磁场区域与x轴相切于坐标系的原点O，磁场方向垂直于纸面向外，其中是圆的半径。第Ⅰ象限和第Ⅱ象限存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场，ST和x轴为其上下边界，两边界距离为，第Ⅰ象限电场强度方向水平向左，第Ⅱ象限电场强度方向水平向右。一电荷量为、质量为m的带电粒子由ST边界上的距y轴1.2r处的M点垂直电场以初速度v射入，粒子经轴上的点N由第Ⅱ象限进入第Ⅰ象限，经电场偏转后垂直于x轴从P点射出，P点距O点距离为0.6r，经过一段时间后进入磁场区域，若带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场中做圆周运动周期的四分之一（粒子重力不计）。求：
（1）第Ⅰ象限电场强度的大小；
（2）第Ⅱ象限电场强度的大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小；
（4）带电粒子从M点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间。
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参考答案：
1．AC
【解析】
AB. 根据牛顿第二定律
解得
A正确，B错误；
CD．再根据
解得
由此可知，T与v无关，C正确，D错误。
故选AC。
2．BC
【解析】
AB．电子往下偏，说明受向下的洛伦兹力，由左手定则判断出磁场的方向向里，由右手定则得到AB中电流的方向由B向A，故A错误，B正确；
CD．若要使电子束的轨迹往上偏，即使电子受向上的洛伦兹力，则可以使电流的方向改变为由A向B，故C正确，D错误。
故选BC。
3．AB
【解析】
A．变压器电压之比等于线圈匝数之比，故变压器可以改变电压，A正确；
B．变压器电流之比等于线圈匝数的反比，故变压器可以改变电流，B正确；
C．变压器不能改变交流电的频率，C错误；
D．输送的电功取决于用电器的多少，与变压器无关，D错误。
故选AB。
4．BC
【解析】
AB．设PQ向右运动，用右手定则和安培定则判定可知穿过L1的磁感线方向向上。若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是N→M，对MN用左手定则判定，可知MN向左加速运动，A错误，同理可知B正确；
CD．若PQ向右减速运动，则穿过L1的磁通量减少，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是M→N，对MN用左手定则判定，可知MN是向右运动，C正确，同理可知D错误。
故选BC。
5．CD
【解析】
A．带电粒子在磁场中运动的周期与电场变化的周期相等，周期，与粒子的速度无关，交变电场的周期也为，频率为。因两粒子a、b比荷不相同，A错误；
B．当粒子的半径到达D型盒的半径R时，速度最大，由公式
可得，动能之比等于电荷量的平方之比与质量反比的积，所以所能达到的最大动能相等，故选项B错误；
C．带电粒子在D盒中第n个半圆是带电粒子经过窄缝被加速2n-1次后的运动轨道，设其被加速2n-1次后的速度由动能定理和牛顿第二定律得
因两粒子a、b的质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，所以第n个半圆的半径之比，C正确；
D．粒子每加速一次增加的动能为，粒子能达到的最大动能为
所以要加速的次速为，所以在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数之比为2：1，D正确。
故选CD。
6．C
【解析】
A．由于导线没有闭合，故杆在转动中切割磁感线，没有产生感应电流，故导线不受安培力，也没有摩擦力，故可以在导轨上一直运动下去，A正确；
B．由于没有重力之外的其他力做功，杆的机械能守恒，摆的幅度不变，B正确；
C．由A项分析可知，杆不受磁场力作用，C错误；
D．由A项分析可知，杆不受磁场力作用，D正确．
故选C。
7．A
【解析】
A．橡胶圆环顺时针转动，产生沿逆时针方向的电流，且电流越来越大，因此金属圆环中垂直于环面向外的磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环中感应电流沿顺时针方向，故A正确；
B．尽管是加速转动，若磁通量均匀增大，则感应电流不变，故B错误；
CD．根据楞次定律，为了阻碍金属圆环中磁通量增大，金属圆环B有向外扩张的趋势无转动趋势，因为取一段小圆环的安培力都是背离圆心向外的。故CD错误；
故选A。
8．D
【解析】
AD．依据交变电流的有效值的定义知，与交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的有效值，并且不等于其平均值，故A错误，D正确；
B．用电表测量的电流、电压均为交流电的有效值，故B错误；
C．交流电器设备（电容器除外）上所标的电压和电流值均是交变电流的有效值，故C错误。
故选D。
9．BD
【解析】
A．原线圈电压有效值
则次级电压有效值
则为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，则需要减小灯泡两端电压，即仅将滑片P向下滑动，A错误；
B．减小交流电的频率能减小灯泡两端的电压，B正确；
C．仅在副线圈电路中并联一个电阻，不能减小灯泡电压，C错误；
D．仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为
D正确。
故选D。
10．C
【解析】
A．若将滑动变阻器的滑片移至最左端，稳定后原线圈两端电压等于控制电路的输入电压，保持恒定，滑片下移，同时滑片上移，副线圈两端电压U2则有
可知增大，增大，电灯L变亮，故A错误；
B．闭合开关，整个电路的等效电阻变小，原线圈电流变大，则变大，电灯L变亮，故B错误；
CD．将滑动变阻器的滑片向右移动，或将滑动变阻器的滑片向右移动，整个电路的等效电阻变大，原线圈电流变小，则变小，电灯L变暗，故C正确，D错误。
故选C。
11．C
【解析】
对条形磁体和线框整体根据能量守恒定律
解得线框中产生的焦耳热
C正确，ABD错误。
故选C。
12．B
【解析】
A．由图乙可知原线圈的输入电压
A错误；
C．根据
可知副线圈电压的有效值
因此电压表的示数为20V，C错误；
B．流过副线圈电流
根据
可得流过原线圈的电流
因此电流表的示数为0.4A，B正确；
D．在1 min内电阻R产生的的电热
D错误。
故选B。
13．（1）；（2）
【解析】
（1）感应电动势的大小为E=Blv
根据闭合欧姆定律得I=Blv/R
（2）因为线圈被匀速拉出，所以F=F安
则拉力为F=F安=B2l2v/R
线圈克服安培力所做的功W=F安l==B2l3v/R
14．（1）；（2）
【解析】
【分析】
分别将、的数值推出，代入一般式就得出了瞬时值表达式。求瞬时值时，只需把t的时刻代入表达式就可以了。
（1）根据从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为
代入数据可得
（2）当时，电动势的瞬时值
15．（1），离子带正电；（2）；（3）
【解析】
（1）离子沿直线通过速度选择器，根据平衡条件有
所以离子的速度
离子在磁分析器中向下偏转，由左手定则可以知道，离子带正电；
（2）从磁分析器中心孔N射出离子的运动半径为
在磁分析器中做圆周运动有
联立解得
（3）经过偏转系统过程中有
偏移的距离为
偏转角度
设平面到偏转系统底面距离为x，离开电场后，偏移的距离为
注入晶圆的位置到点的距离
可得
16.（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
（1）（2）设第Ⅱ象限电场强度的大小为，第Ⅰ象限电场强度的大小为，
粒子由M点到N点和由N点到P点的时间分别为与，
到达N点时水平速度为，则：由M点到N点，水平方向有
由N点到P点，水平方向有
到达N点时水平速度
由M点到P点，竖直方向有
联立解得第Ⅱ象限电场强度的大小为
第Ⅰ象限电场强度的大小
（3）如图所示，粒子从点垂直射入匀强磁场，
根据题意，带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场中运动周期的四分之一，
所以粒子从点垂直射入匀强磁场中做四分之一圆周运动。
设粒子做匀速圆周运动的半径为R，
在中有
解得
在中有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
联立解得匀强磁场的磁感应强度大小
（4）带电粒子在电场中运动时间为
匀速运动的时间为
在磁场中的运动时间为
带电粒子从M点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间为
答案第1页，共2页