沪科版（2019）高二物理 选择性必修第二册 期末复习题一（含答案）

高二上学期物理沪科版（2019）选择性必修第二册期末复习题一
一、单选题
1．图中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O点为三角形的中心（O到三个顶点的距离相等），则（　　）
A．O点的磁感应强度为零
B．O点的磁场方向垂直Oc向下
C．导线a受到的安培力方向水平向右
D．导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c
2．如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核和氦核。下列说法中正确的是（　　）
A．氘核的最大速度较大
B．它们的最大动能不相同
C．它们在D形盒内运动的周期不相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
3．如图，无限长的通电直导线竖直固定，电流方向由，整个空间存在匀强电场（图中未画出），导线右侧有一带负电的粒子（不计重力），粒子竖直向上做直线运动，则匀强电场方向为（　　）
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向上 D．竖直向下
4．如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的金属导轨，间距d=0.5m。导轨右端连接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，aC长为2m。在t=0时，电阻为1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.6N作用下，由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从CD运动到EF过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。则：（　　）
A．金属杆产生的感应电动势始终为2.4V
B．金属杆在t时刻的加速度大小为
C．金属杆的质量为0.15kg
D．从a到F，水平恒力对金属杆做的功为15.6J
5．如图所示，理想变压器的原线圈与内阻不计的交流发电机相连，副线圈与定值电阻R相连。若仅改变发电机线圈的转速，使R消耗的功率P变为原来的，则发电机线圈的转速n应变为原来的（　　）
A． B． C． D．
6．实验装置如图：装有导电液的玻璃器皿放在蹄形磁铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连。接通电源后，从上往下俯视，液体顺时针旋转，则以下说法中正确的是（　　）
A．蹄形磁铁上端为S极
B．液体中电流由边缘流向中心
C．液体旋转方向与蹄形磁铁的磁极无关
D．若只互换电源的正负极，则液体旋转方向不变
7．长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的办法是(　　)
A．使粒子的速度v< B．使粒子的速度v>
C．使粒子的速度v> D．使粒子的速度8．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q = 0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力；现对木板施加方向水平向左，大小为F=0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则滑块（　　）
A．先做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动
B．一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动，直到滑块飞离木板为止
C．速度为6m/s时，滑块开始减速
D．最终做速度为10m/s的匀速运动
9．如图所示，矩形金属线圈abed与理想变压器的原线圈组成闭合电路，灯泡L1、L2完全相同，当变压器原线圈中的抽头P置于最上端时，原、副线圈的匝数比为n：1．矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，且磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动的角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。则下列说法正确的是（　　）
A．若减小矩形线圈abcd的转速，灯L1会变亮
B．在图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大
C．当抽头P置于最上端时，在线圈abcd转动的过程中，电压表示数为
D．若仅将线圈abcd的转轴平移至ad边处，且转速不变，则电压表示数也不变
10．如图所示，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒AB斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为（　　）
A．I＝ B．I＝ C．I＝ D．I＝
11．如图所示，在xOy平面的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。两个相同的带电粒子，先后从y轴上的P点（0，a）和Q点（纵坐标b未知），以相同的速度v0沿x轴正方向射入磁场，在x轴上的M点（c，0）相遇。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，由题中信息不能确定的（　　）
A．Q点的纵坐标b B．带电粒子的电荷量
C．两个带电粒子在磁场中运动的半径 D．两个带电粒子在磁场中运动的时间
12．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（　　）
A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（）越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高
D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小
13．倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（　　）
A． B．
C． D．
14．如图所示，正确表明带正电的离子所受洛伦兹力f方向的是（　　）
A． B． C． D．
二、解答题
15．如图所示，光滑水平面上存在方向竖直向下的匀强磁场，磁场的宽度，磁感应强度大小为1.0T。现给放在水平面上的正方形金属线框abcd一个水平向左的恒定拉力F=5N，使得线框由静止开始加速向左运动。当ab边进入磁场时，线框刚好能做匀速运动；当线框完全进入磁场时，磁感应强度以1T/s的变化率开始均匀增大。已知线框边长为1.0m、质量为0.5kg、总电阻为2.0。求：
(1)线框做匀速运动的速度；
(2)线框从开始运动直到ab边刚要离开磁场需要的时间；
(3)线框从开始运动直到ab边刚要离开磁场产生的焦耳热。
16．如图所示，正方形ABCD区域内有一匀强磁场，方向垂直于正方形所在平面向外，磁感应强度大小为B。一不计重力的带电粒子从A点以初速度v0沿着AB方向射入磁场，经磁场偏转后从C点离开，粒子在磁场中的运动时间为t0（未知）；若撤去磁场，在该区域内加上一方向与BC边平行的匀强电场，该带电粒子仍从A点以初速度v0沿着AB方向射入，经电场偏转后也从C点离开，粒子在电场中的运动时间为t（未知）。求：
(1)t0与t之比；
(2)匀强电场的电场强度E。
17．离子从容器A下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电压为U的加速电场区，加速后通过狭缝S2垂直于磁场边界射入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，离子经偏转磁场后最终到达照相底片上，不考虑离子间的相互作用和离子的重力。
(1)若离子的电荷量为q，它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S2的距离为d，求粒子的质量m；（结论用题中已知量的符号表示）
(2)若容器A中有电荷量相等、质量分别为56m0、58m0的两种离子1、2，它们经电场加速后垂直于MN进入磁场中会发生分离，但实际工作时加速电压的大小会在U1和U2之间做微小变化（U1＜U2），为使这两种离子打在照相底片上的区域不发生重叠，则应小于多少？（结果可用分数表示）
18．“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为R1=1m，电势φ1=25V，内圆的半径R2=0.5m，电势φ2=0。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L=1m。假设太空中漂浮着质量为m=l×10-10kg、电荷量q=2×l0-4C的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。
(1)求粒子到达O点时速度的大小；
(2)如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；
(3)如图3所示，在ＦQ（与ACDB重合且足够长）和收集板MN之间区域加一个垂直MN的匀强电场，电场强度的方向如图所示，大小E=V/m，若从AB圆弧面收集到的某粒子经O点进入电场后到达收集板MN离O点最远，求该粒子到达O点的速度的方向和它达到收集板时离O点的距离。
参考答案
1．B2．B3．B4．D5．B6．B7．D8．D9．C10．B11．B12．B13．C14．B
15．(1)10m/s；(2)1.6s；(3)5.25J
16．(1)；(2)
17．(1)；(2)
18．(1)104m/s；(2)；(3)垂直于x方向，