2020_2021学年高二下学期人教版（2019）选择性必修第二册期末复习基础过关练习（二）（word含答案）

2020~2021学年高二下学期提升练习（二）（2019人教版选择性必修二）
一、单选题
1．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A．下列说法正确的是（ ）
A．线圈消耗的电功率为1 W
B．线圈中感应电流的有效值为2 A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝2falsecosfalset(V)
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝falsesinfalset (Wb)
2．如图甲所示电路中，L1、L2、L3为三只“6 V，3 W”的灯泡，变压器为理想变压器，各电表均为理想电表，当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（　　）
A．变压器原副线圈的匝数比为3 ∶1
B．输出端交流电的频率为50 Hz
C．电流表的示数为0.5 A
D．电压表的示数为18 V
3．关于安培力、磁感应强度的下列说法，正确的是 (　　)
A．通电导线不受磁场力作用的地方一定没有磁场
B．将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，受安培力一定相同
C．磁感线指向磁感应强度减小的方向
D．以上说法都不正确
4．如图示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸里．一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场．若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是
A．在b、n之间某点 B．在n、a之间某点
C．就从a点射出 D．在a、m之间某点
5．如图甲所示，一铝制圆环处于垂直环面的磁场中，圆环半径为r，电阻为R，磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示，false时刻磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（　　）
A．在false时刻，环中的感应电流沿逆时针方向
B．在false时刻，环中的电功率为false
C．在false时刻，环中的感应电动势为零
D．0~t0内，圆环有收缩的趋势
二、多选题
6．半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于举圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圈心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在N、Q之间接有一阻值为R的电阻，导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计，则（　　）
A．导体棒AB两端的电压为falseBr2ω
B．电阻R中的电流方向从Q到N
C．外力的功率人小为false
D．若导体棒不动，要产生同方向的电流，磁感应强度应该减小
7．如图所示,有一带正电q，质量为m的粒子从距B点falsea的D点垂直AB方向进入磁场在边长为2a的正△ABC区域内存在垂直纸面向外的磁感强度为B的匀强磁场，若粒子能从AC间离开磁场，则下列说法正确的是（ ）
A．若粒子与BC相切，则粒子的速度false
B．若粒子与BC相切，则粒子的速度false
C．若粒子与AC相切，则粒子的速度false
D．若粒子与AC相切，则粒子的速度false
8．如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示．粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的速度
C．粒子打在S板上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
D．打在同一点的粒子，在磁场中运动的时间相同
9．如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为false的定值电阻。两导轨间有一边长为false的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（　　）
A．金属杆匀速运动时的速率为false
B．出磁场时，dc间金属杆两端的电势差false
C．从b到c的过程中，金属杆产生的电热为false
D．从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为false
10．如图所示，在匀强磁场的上方有一质量为m、半径为R粗细均匀的细导线做成的圆环，圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h。将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为v。已知匀强磁场的磁感应强度为B，细导线单位长度的电阻为r，重力加速度为g，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）
A．圆环刚进入磁场的瞬间，速度false
B．圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动
C．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为2mgR
D．圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为false
三、实验题
11．研究电磁感应现象的实验电路如甲图所示，所用的器材有：电流计（若电流 从左接线柱流入电流计，则电流计的指针向左偏），直流电源，带铁心的线圈 A，线 圈 B，电键，滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱），导线若干．将线圈 A 插 入线圈 B 中后，闭合开关，线圈 A 中的电流方向如乙图中的箭头所示，经过多次实验 发现，当线圈 B 中磁通量增加时，电流计指针向左偏，线圈 B 中感应电流的磁场方向 总与线圈 A 的磁场方向_____（选填“相同”“相反”）；当线圈 B 中磁通量减少时， 电流计指针向右偏，线圈 B 中感应电流的磁场方向总与线圈 A 的磁场方向______选 填“相同”“相反”）．可见感应电流的磁场总要______（选填“阻碍”“阻止”）引起 感应电流的磁通量的变化．若甲图中滑动变阻器滑片向左滑动，电流计指针将__________（选填“向左偏”“向右偏”“不偏”）．
四、解答题
12．如图所示，匝数N=10、横截面积S=0.04 m2的线圈中有方向竖直向上的均匀增加的匀强磁场；两相足够长的平行金属导轨间距为L=0.5m，固定在倾角为30°的斜面上；导轨通过开关S与线圈相连。一光滑金属杆质量m=0.05 kg，阻值R1=0.2 Ω，放置在导轨的M、N位置，M、N等高；导轨底端连接一阻值为R2=0.8 Ω的电阻；导轨所在区域有垂直于斜面向上的匀强磁场B2=0.5 T。闭合S，金属杆恰能静止；线圈与导轨的电阻忽略不计。g取10 m/s2。求：
（1）B1变化率的大小；
（2）断开S，金属杆从静止开始运动，金属杆达到稳定状态时速度的大小。
13．在学习了电磁驱动和电磁制动后，某物理兴趣小组的同学设计了如下装置进行研究。如图所示，足够长平行光滑导轨的间距L＝0.2m，b1b2右侧轨道水平，左侧曲线轨道与水平轨道相切于b1b2，所有轨道均电阻不计。在水平轨道内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.8T。质量为M＝0.2kg、电阻为R1＝0.1Ω的金属棒b垂直于轨道静止放置在与b1b2相距1m远的水平轨道上，并用插销固定。质量为m＝0.1kg、电阻为R2＝0.2Ω的金属棒a由曲线轨道上端a1a2处静止释放，a1a2处到水平轨道的竖直高度h＝0.45m，若金属棒a在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，金属棒a与b相撞时无能量损失，g＝10m/s2。求：
(1)金属棒a第1次滑到b1b2处时的速度大小；
(2)金属棒a与金属棒b碰撞的次数；
(3)若撤去固定金属棒b的插销，使其能自由移动，金属棒a还是由曲线轨道上端a1a2处静止释放，金属棒b初始静止在水平轨道上，两棒最终运动达到稳定状态。要使两棒不相碰，则金属棒b初始位置距离b1b2至少多远？整个运动过程中金属棒b上产生的焦耳热是多少?
14．如图所示，匀强电场中一带负电的点电荷q在恒力F作用下，从A点沿水平方向匀速运动至B点。已知falseN，false，q的电荷量为falseC，AB之间的距离L=0.5m，A点电势falseV，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计点电荷重力。 求：
(1)匀强电场场强大小和方向；
(2)q在从A到B的过程中电势能的变化量；
(3)A、B间的电势差及B点电势。
15．如图所示，在x轴上方有一匀强电场，场强大小为E，方向竖直向下，在x轴下方有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。在x轴上有一点P，离原点距离为a，现有一带电量为正q，质量为m的粒子，从00区域，粒子重力不计）
参考答案
1．D
【详解】
从垂直中性面开始其瞬时表达式为i＝Imcos θ，则电流的最大值Im＝false＝2 A；线圈消耗的电功率P＝I2r＝falser＝4 W，选项A错误；有效值false，选项B错误；感应电动势的最大值Em＝Imr＝2×2 V＝4V，任意时刻线圈中的感应电动势e＝Emcosfalset＝4cosfalset(V)，选项C错误；任意时刻穿过线圈的磁通量Φ＝BSsinfalset，根据公式Em＝NBSω得BS＝false，Φ＝falsesinfalset(Wb)，选项D正确；故选D．
【点睛】
本题考查交流电的产生的及计算，要注意明确在计算中求解电功率及电表示数时要用有效值；求解电量时要用平均值．
2．B
【详解】
A．根据乙图可得ab端接入的交流电有效值为
false
灯泡正常发光，说明灯泡电压为额定电压，那么变压器输入电压
false
变压器副线圈为两个灯泡并联，灯泡电压等于副线圈输出电压即
false
原副线圈匝数比为
false
选项A错误；
B．根据乙图可知输入交流电的频率
false
经过变压器后交流电频率不变，选项B正确；
C．灯泡正常发光的额定电流
false
电流表测量副线圈干路电流所以读数为false，选项C错误；
D．电压表示数为原线圈输入电压即
false
选项D错误；
故选B。
3．D
【分析】
本题考查了安培力产生条件、大小与方向，当电流方向与磁场平行时不受安培力，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直；
【详解】
A、当电流方向与磁场平行时不受安培力，故A错误；
B、将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，若I与B的方向不同，则受安培力不一定相同，故B错误；
C、磁感线的疏密表示磁场的强弱，并不是沿磁感线的方向磁场减弱，故C错误，D正确．
【点睛】
解决本题的关键知道当导线的方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，最小，当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大，为F=BIL．
4．C
【详解】
设边长为a，则从n点射出的粒子其半径恰好为false；
由牛顿第二定律可得
false
当磁感应强度变为原来的2倍时，由
false
得
false
故粒子应从a点穿出；
故选C。
5．B
【详解】
A．由磁场的磁感应强度B随时间变化关系图象可知，磁场反向后，产生的感应电流的方向没有改变，0~t0时间内，磁场垂直纸面向里，B减小，所以线圈中的磁通量在减小，根据楞次定律可判断线圈的电流方向为顺时针，所以A错误；
BC．由图象可得斜率为
false
则由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的感应电动势为
false
线圈的电功率为
false
所以B正确，C错误；
D ．0~t0内，磁感应强度在减小，线圈的磁通量在减小，所以根据楞次定律可知，线圈有扩张趋势，所以D错误。
故选B。
6．BCD
【详解】
A、AB中感应电动势的大小为false
则回路中感应电流大小为：false
则导体棒AB两端的电压为：false，故选项A错误；
B、根据右手定则可知，AB中感应电流的方向为false，即B端相当于电源的正极，所以电阻R中的电流方向从Q到N，故选项B正确；
C、根据能量守恒可知，外力做功全部转化为整个电路的热量，则外力的功率等于整个电路的电功率，即false，故选项C正确；
D、根据楞次定律，当原磁场减弱时，产生感应电流的磁场与原磁场方向相同，则根据右手定则可知产生的感应电流的方向与原方向相同，故选项D正确．
7．AC
【详解】
若粒子与BC相切，则由几何图形可知， false ，解得false，根据false ，解得false，选项A正确，B错误；
若粒子与AC相切，则：false ，解得r2=falsea，则根据false ，解得false，故C正确，D错误；故选AC.
点睛：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是：1、画轨迹：确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹．2、找联系：轨迹半径与磁感应强度、速度联系；偏转角度与运动时间相联系，时间与周期联系．3、用规律：牛顿第二定律和圆周运动的规律．
8．BD
【解析】
【详解】
A．带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电．故A错误；
B．粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有：qE=qvB．则v=E/B，即能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的速度，选项B正确；
C．经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据false 知，粒子打在AlA2上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大，故C错误；
D．打在同一点的粒子，在磁场中运动的半径相同，又因为速度也相同，则时间相同，选项D正确．
9．BD
【详解】
A．设流过金属杆中的电流为false，由平衡条件得
false
解得
false
根据欧姆定律有
false
所以金属杆匀速运动的速度为
false
故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为
false
所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为
false
故B正确；
C．设整个过程电路中产生的总电热为false，根据能量守恒定律得
false
代入false可得
false
所以金属杆上产生的热量为
false
故C错误；
D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为
false
故D正确。
故选BD。
10．ACD
【详解】
A．圆环开始进入磁场时下落的高度为h-R，根据自由落体运动规律可知
false
false
所以，圆环刚进入磁场的瞬间，速度false。故A正确；
B．由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，圆环进入磁场的过程中感应电流是变化的，安培力也是变化的，故线圈不可能匀速直线运动。故B错误。
C．由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，根据动能定理
false
false
false
克服安培力做功产生的热量是false。故C正确；
D．根据电荷量与电流的关系
false
已知
false
可知
false
圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量false。故D正确。
故选ACD。
11．相反 相同 阻碍 向右偏
【解析】
【详解】
解：闭合开关，线圈 A 中的电流方向如乙图中的箭头所示，根据右手安培定则可知线圈 A 的磁场方向向下；当线圈 B 中磁通量增加时，电流计指针向左偏，说明线圈 B 中的感应电流从左接线柱流入电流计，根据右手安培定则可知线圈 B 中感应电流的磁场方向向上，所以当线圈 B 中磁通量增加时，线圈 B 中感应电流的磁场方向总与线圈 A 的磁场方向相反；当线圈 B 中磁通量减少时， 电流计指针向右偏，说明线圈 B 中的感应电流从右接线柱流入电流计，根据右手安培定则可知线圈 B 中感应电流的磁场方向向下，所以当线圈 B 中磁通量减小时，电线圈 B 中感应电流的磁场方向总与线圈 A 的磁场方向相同；由此可见感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；
若甲图中滑动变阻器滑片向左滑动，线圈A中电流减小，产生的磁场减小，穿过副线圈线圈 B的磁通量减小，电流计指针将向右偏．
12．（1）false；（2）false
【详解】
（1）线圈中的感应电动势
false
导线中的电流为
false
金属杆受力平衡
false
解得
false
（2）匀速时
false
解得
vm=4m/s
13．(1)3m/s (2)2次 (3)2.34m；0.1J
【解析】
【详解】
（1）根据动能定理可得
false
解得
v=3m/s；
（2）对a棒用动量定理可得：
false
解得：
false
根据
false
解得
x=3.5m
因此金属棒a与金属棒b碰撞2次；
（3）最终两棒匀速，且va=vb
根据动量守恒定律可得：
mv=mva+Mvb
解得
va=vb=1m/s
系统产生的焦耳热
false
则B棒产生的焦耳热
false
a刚要追上b，二者速度相同，此过程对b根据动量定理可得：
BIl△t=Mvb
根据q=I△t、false、false可得：
联立解得
△Φ=BL△x
解得：
△x=2.34m。
14．(1)5N/C，与恒力F方向一致；(2)falseJ；(3)2V，falseV
【详解】
(1)点电荷做匀速直线运动，电场力与恒力F大小相等、方向相反，则有
false
解得
false
场强方向与恒力F方向一致
(2)q从A到B，电场力做负功
falseJ
电势能变化量
falseJ
(3)A、B间的电势差
falseV
由false可得
falseV
15．false，n=1、2、3……
【详解】
粒子必须从电场中释放，根据洛仑兹力方向可知释放点必须从在P点的左侧空间false， y满足：
false，
false，
粒子通过P点需满足：
false，
从而得：
false，n=1、2、3……。