沪科版（2019）高二物理 选择性必修第二册 期末复习题二（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二
一、单选题
1．质谱仪最初是由英国物理学家阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖的两种同位素氖20和氖22，从而证实了同位素的存在。如图所示，让氖20和氖22原子核从质谱仪小孔飘入电压为U的加速电场（初速度可看作零），然后从垂直进入匀强磁场发生偏转，最后打在底片上的不同地方。已知氖20和氖22原子核带电量相同，质量之比约为，从底片上获得在磁场中运动轨迹的直径分别为、，则，应为（　　）
A． B．
C． D．
2．图示为回旋加速器的原理图，已知交流电源的周期不可改变，D形盒半径R不可改变，先用该加速器对质子从静止开始加速，然后调整参数再对α粒子从静止开始加速。已知α粒子的电量是质子的2倍，质量是质子的4倍，则质子与α粒子离开回旋加速器时速度之比为（ ）
A．1：1 B．2：1
C．1：2 D．：1
3．科研人员在检测某种物质时，发现该物质发出的射线在磁场中分裂为多束（如图所示），若它们射入磁场时的速度相同，则下列说法正确的是（　　）
A．该物质发出的所有射线均带有电荷
B．a射线的粒子比b射线的粒子质量大
C．a射线的粒子比b射线的粒子带电量小
D．a射线的粒子比b射线粒子的质荷比小
4．在光滑绝缘水平面上，有三个单匝正方形金属线框按如图所示方式等间距放置（俯视图），在线框2对称轴位置的正上方固定一根通电直导线（通电直导线与金属线框2相距很近）当导线中的电流变大时，则下列说法正确的是（　　）
A．线框1将向右运动，线框3将向左运动
B．线框2静止不动，但其面积有缩小的趋势
C．线框2对桌面的压力变大
D．线框1中电流为顺时针方向，线框3中电流为逆时针方向
5．如图所示，一根固定的通有电流I1的长直导线，与可以自由移动的矩形线圈共面，当矩形线圈通有电流I2时，线圈将会出现的现象是（　　）
A．绕轴OO'转动 B．远离导线移动
C．向着导线移动 D．绕轴NN'转动
6．如图表示，矩形线圈绕垂直于匀强磁场磁感线的固定轴O以角速度逆时针匀速转动时，下列叙述中正确的是（　　）
A．若从图示位置计时，则线圈中的感应电动势
B．线圈每转1周交流电的方向改变1次
C．线圈的磁通量最大时感应电动势为零
D．线圈的磁通量最小时感应电动势为零
7．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电流的有效值是（　　）
A．A B．5A C．A D．3.5A
8．交流电电压的瞬时值为 ，当t=s时，（V），则从交流电压表中测到的读数是（　　）
A． B． C．10 D．10V
9．如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场垂直于纸面向里，一个带电小球进入此空间后做直线运动，速度方向垂直磁场斜向右上方，与电场方向夹角。已知小球质量为，电量为，匀强磁场的磁感应强度为，重力加速度为，则（　　）
A．小球带负电
B．小球运动的速度大小为
C．匀强电场的电场强度大小为
D．小球运动到图中点时，撤去磁场，小球运动到与点等高位置所用时间为
10．在同一光滑斜面上放同一导体棒，如图所示是两种情况的剖面图。它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上。两次导体棒分别通有电流和，都处于静止状态。已知斜面的倾角为，则（　　）
A．甲中导体棒所受的安培力竖直向上 B．乙中导体棒所受的安培力水平向左
C．甲中导体棒所受的安培力大小为 D．乙中导体棒所受的弹力大小为
11．下列物理史实说法正确的是（　　）
A．伽里略用“理想实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点
B．牛顿提出了万有引力定律，并测出了引力常量G
C．库仑最早引入电场概念并提出用电场线表示电场
D．法拉第最早发现电流的磁效应
12．如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的磁感应强度为B，匀强电场的电场强度为E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述不正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
13．某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L1、L2规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯泡L1正常发光，则（　　）
A．仅将滑片P上移，A的输入功率不变
B．仅将滑片P上移，L1变暗
C．仅闭合S，L1变亮
D．仅闭合S，A的输入功率变小
14．如图所示，把长为的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为，当导体棒中通以方向向左的恒定电流时，下面关于通电导体棒在磁场中受到的安培力大小和方向正确的是（　　）
A．大小为，方向竖直向上
B．大小为，方向竖直向上
C．大小为，方向竖直向下
D．大小为，方向竖直向下
二、解答题
15．长质量为，粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感强度为，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，金属棒处于静止，若不计弹簧力，问（）
（1）若弹簧不伸长，则金属棒中电流的大小和方向如何？
（2）如果在金属中通入的是自左向右、大小为的电流，则金属棒最终静止时，弹簧伸长，若通入金属棒中的电流为，但方向相反，则金属棒最终静止时弹簧形变量为多少?
16．如图所示，MN和PQ是两根相距l=0.5m的相互平行。竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆的质量m=0.2kg（g=10m/s2），电阻r=1Ω。PM之间接有R=4Ω的电阻，板间距离d=1cm的平行板电容器与R并联。导轨间PM下侧有垂直纸面向里的匀强磁场，电容器之间有垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度与导轨间大小相同。开始时，开关S处于断开状态，杆ab从静止开始下落，当杆下落h=8m时，杆达到匀速，此时开关闭合，同时有一正电荷（重力不计）以v0=400m/s竖直向上射入电容器两板之间，恰好匀速通过（电容器充电时间极短，忽略不计）。
（1）请判断电容器之间磁场方向，并说明理由；
（2）匀强磁场磁感应强度B的大小为多少？
（3）上述过程，电阻R上产生的热量Q是多少？
17．如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，第一象限中有沿轴正方向的匀强电场，在第二象限和第三象限的区域中存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小均为，在的第二象限内还存在垂直平面向里的匀强磁场、在的第三象限内还存在垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为。一个质量为，电荷量为（）的带电微粒以初速度从轴上（位置未知）点射入第三象限、恰好从点进入电场区域，已知带电微粒在只存在电场的区域中都做直线运动，并且能够连续两次通过轴上的同一个点（未画出），已知和重力加速度均为已知量。求：
（1）初速度与正方向的夹角；
（2）带电微粒在第一象限中运动所用的时间；
（3）点的坐标和微粒从点第一次运动到点的时间。
18．如图所示，同一水平面上的两平行导轨，左端用导线接入阻值为R的电阻，导轨间有一半径为a的圆形区域，圆形区域内存在垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在圆形磁场区域的左侧，有一电阻为r的直导体棒PQ，垂直导轨放置且刚好与圆形区域相切，导体棒PQ的长度与导轨间距相等，导线和导轨电阻不计。现使导体棒PQ沿导轨方向向右以速度v匀速运动，导体棒PQ与两导轨始终接触良好。求：
(1)导体棒PQ中的电流方向和流过的最大电流；
(2)经时间t导体棒PQ运动到如图所示虚线位置时，导体棒PQ受到的安培力。
参考答案
1．C2．A3．D4．D5．C6．C7．B8．D9．D10．D11．A12．D13．B14．C
15．（1）0.25A 向右 （2）15cm
16．(1)见解析；(2) 2T；(3)
17．（1）；（2）；（3），
18．(1)，方向由P流向Q；(2)，方向向左