期末复习练习与检测（一）-2020-2021学年高二下学期人教版（2019）选择性必修二（word含答案）

2020-2021学年高二下学期期末复习练习与检测（一）（2019人教版选择性必修二）
一、单选题
1．在赤道上方沿东西水平放置一根直导线并通以自东向西方向的电流，那么该处地磁场的方向及该导线所受地磁场作用力的方向为false　　false
A．地磁场向南，磁场作用力向上 B．地磁场向南，磁场作用力向下
C．地磁场向北，磁场作用力向上 D．地磁场向北，磁场作用力向下
2．如图，一束正离子平行纸面、从两极板中央平行极板射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转，接着进入另一匀强磁场B2，发现这些离于分成几束，不计离子间的相互作用，可以判断这几束粒子（　　）
A．质量一定不同 B．速率一定不同
C．动能一定不同 D．比荷一定不同
3．如图（a），在同一平面内固定有一长直导线false和一导线框R，R在false的右侧．导线false中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A．在false时为零 B．在false时改变方向
C．在false时最大，且沿逆时针方向 D．在false时最大，且沿顺时针方向
4．两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2
B．两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1
C．t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零
D．t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上
5．如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴O′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在t=π/2ω时刻（?）
A．线圈中的电流最大
B．穿过线圈的磁通量为零
C．线圈所受的安培力为零
D．穿过线圈磁通量的变化率最大
二、多选题
6．如图所示，竖直平行线MN、PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界PQ），磁感应强度为B，MN上O处的粒子源能沿不同方向释放比荷为q/m的带负电粒子，速度大小相等、方向均垂直磁场．粒子间的相互作用及重力不计．设粒子速度方向与射线OM夹角为θ，当粒子沿θ=60°射入时，恰好垂直PQ射出．则
A．从PQ边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间为false
B．沿θ=120°射入的粒子，在磁场中运动的时间最长
C．粒子的速率为false
D．PQ边界上有粒子射出的长度为false
7．如图所示，x轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框OMN绕O点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流I顺时针方向为正方向，从图示时刻开始计时，则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图正确的是
A． B．
C． D．
8．如图，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i、穿过三角形回路的磁通量Φ、MN上安培力F的大小、回路中的电功率P与时间t的关系图线．可能正确的是
A． B．
C． D．
9．法拉第发明了世界上第一台发电机。如图所示，圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷M、N分别与盘的边缘和中心电接触良好，且与灵敏电流计相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动，则（　　）
A．电刷N的电势高于电刷M的电势
B．若只将电刷M移近N，电流计的示数变大
C．若只提高金属盘转速，电流计的示数变大
D．若只将变阻器滑片向左滑动，灵敏电流计的示数变大
三、实验题
10．1831年法拉第进行了大量的实验研究电磁感应现象，器材比现在的要简陋许多。我们现在的实验室使用如下图器材探究感应电流产生的条件，其中包含电池组、滑动变阻器、线圈两个、灵敏电流计、导线、开关。
（1）下列说法中正确的是________。
A．开关闭合瞬间，电流计指针不会发生偏转
B．开关断开，线圈A放在线圈B中，或线圈A插入和拔出线圈B，两种情况电流计都会偏转
C．开关闭合，线圈A插入或拔出线圈B的过程中会产生感应电流，且速度越大，电流计指针偏转越大
D．开关闭合，滑动变阻器的滑片D匀速滑动时，电流计指针不会发生偏转
（2）在实验中，我们可以知道产生感应电流的条件有：________、_________。
四、解答题
11．如图所示，一带电粒子（重力忽略不计）质量为m＝2.0×10－11kg、电荷量q＝＋1.0×10－5C，从静止开始经电压为U1＝100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，粒子射出电场时的偏转角θ＝60°，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，粒子射出磁场时的偏转角也为θ＝60°，已知偏转电场中金属板长L＝2cm，圆形匀强磁场的半径R＝10cm，求：
（1）带电粒子经U1＝100V的电场加速后的速率；
（2）两金属板间偏转电场的电场强度E；
（3）匀强磁场的磁感应强度的大小。
12．如图所示，水平U形光滑框架，宽度为l=1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg，电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 1T，方向垂直框架向上．现用F =6N的恒定外力由静止开始向右拉ab棒，求：
（1）当ab棒的速度达到2m/s时，ab棒产生的感应电流的大小和方向；
（2）当ab棒的速度达到2m/s时，ab棒的加速度大小；
（3）ab棒运动的最大速度．
13．如图所示，在平面直角坐标系xOy第一象限内，有沿着y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有垂直xOy平面向外的匀强磁场（含边界）。t=0时刻，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，然后经过x轴上的B点进入磁场已知A点坐标为false，B点坐标为（L，0），不计粒子重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）要使带电粒子限制在电场、磁场中运动，匀强磁场磁感应强度的最小值；
（3）若匀强磁场的磁感应强度为false，粒子从A点出发后做周期性运动的周期以及第n次经过x轴时的坐标。
参考答案
1．D
【分析】
根据“该处地磁场的方向及该导线所受地磁场作用力的方向”可知，本题考查地磁场的方向和左手定则，根据地磁场的性质和左手定则，确定地磁场的方向和安培力的方向．
【详解】
地磁场N极在地理南极处，故赤道处的磁场方向从南向北，电流方向自东向西，根据左手定则，安培力的方向向下．故D正确，A、B、C错误．
故选D．
2．D
【详解】
因为粒子进入电场和磁场正交区域时，不发生偏转，说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，有
qvB＝qE
得出不发生偏转的粒子速度应满足
false
粒子进入磁场后受洛伦兹力作用，粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
qvB＝mfalse
则得圆周运动的半径
R＝false
由于粒子又分裂成几束，也就是粒子做匀速圆周运动的半径R不同，进入第二个匀强磁场时，粒子具有相同的速度，由R＝false得知，所以粒子能分裂成几束的粒子的false比值一定不同，则电荷量与质量之比false一定各不相同，而质量m、电荷量可能相同，则动能也可能相同，故选D。
3．A
【详解】
根据右手螺旋定则可知，当电流为正时，穿过线框R的磁通量垂直纸面向内，而且磁感强度的大小与电流大小成正比，在0~false时间内，穿过线圈的磁通量向内的逐渐增多，感应电流的磁场向外，感应电动势为逆时针方向，由于QP中的电流增加的越来越缓慢，感应电动势越来越小，在false图像中，图像的斜率与感应电动势成正比，因此在false时刻，感应电动势为零；在false~false时间内，穿过线框R的磁通量先向内的减少，然后再向外的增多，感应电动势为顺时针方向先增大后减小，在t=false时刻，感应电动势最大；在false~false时间内，穿过线框R的磁通量向外的减少，感应电动势为逆时针方向，且在t=T时刻达到最大值。
故选A。
4．C
【详解】
A．由图象知甲的周期为1s，乙的周期为2s，所以
false
A错误；
B．甲的有效值为
false
乙的有效值为
false
所以
false
B错误；
CD．t=1s时，甲乙瞬时电压为零，磁通量的变化率为零，此时线圈处于中性面位置，C正确D错误．
故选C.
5．C
【解析】
试题分析：false时刻 ，线圈转过的角度为false，此时线圈平面和磁感线垂直，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，此时的安培力为零，选项C 正确．
考点：交流电的产生及变化规律．
6．BD
【解析】
粒子在磁场中运动过程中，洛伦兹力充当向心力，运动半径false因为所有粒子false和速度都相同，故所有粒子的运动半径都一样，当粒子沿false射入时，恰好垂直PQ射出，可得false，故false，解得false，当粒子轨迹与PQ边界相切时，轨迹最长，运动时间最长，此时根据几何知识可得θ=120°，此时是粒子打在PQ边界上的最低的点，故相对Q的竖直位移为false，B正确C错误；由于v一定，则弧长最短时，时间最短，根据分析可知当粒子沿着边界MN方向向上射入时最短，此时圆心在MN上，false，所以false，此时是粒子打在边界PQ的最上端，根据几何知识可得该点相对O点竖直位移为false，故PQ边界上有粒子射出的长度为false，A错误D正确；
7．AD
【详解】
设OM=ON=R，线圈的电阻为r．在0～t0时间内，线框从图示位置开始（t=0）转过90°的过程中，产生的感应电动势为 E1=falseBω?R2，由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为false，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向，为负．ON边在磁场外，不受安培力．在t0～2t0时间内，线框进入第二象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向，为正．回路中产生的感应电动势为 E2=falseBω?R2+falseBω?R2=BωR2=2E1；感应电流为I2=2I0．ON边所受的安培力大小 F2=BI2R=2BI0R．在2t0～3t0时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向，为负．回路中产生的感应电动势为 E3=falseBω?R2=E1；感应电流为I3=I0．ON边所受的安培力大小 F3=BI3R=BI0R，所以F2=2F3=F0．在3t0～4t0时间内，线框在磁场外，没有感应电流，故AD正确，BC错误．故选AD．
【点睛】
对于电磁感应现象中的图象问题，磁场是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路．
8．AC
【详解】
设false，单位长度电阻为false，起始时MN距a为false，则时刻t，MN切割产生的感应电动势
false
回路总电阻
false
A．时刻t，回路电流
false
即电流与时间无关．故A图正确．
B．时刻t，回路磁通量
false
即磁通量与时间不是一次函数．故B图错误．
C．时刻t，MN上安培力
false
电流为定值，则安培力的大小与时间是一次函数．故C图正确．
D．时刻t
false
电动势与时间是一次函数，电流为定值；回路中的电功率false与时间是一次函数．故D图错误．
故选AC。
9．AC
【详解】
A．根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向右，由右手定则判断可知，金属盘产生的感应电流方向从M到N，则电刷M的电势低于电刷N的电势，电刷N的电势高于电刷M的电势，故A正确；
B．若仅将电刷M移近N，使电刷MN之间距离减小，切割磁感线的有效长度减小，产生的感应电动势减小，感应电流减小，则电流计的示数变小，故B错误；
C．若只提高金属盘转速，感应电动势增大，故电流计的示数变大，故C正确；
D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流减小，磁场减弱，电流计的示数将减小，故D错误。
故选AC。
10．C 闭合电路 磁通量发生变化
【详解】
（1）[1] A．开关闭合瞬间，线圈A电流由无至有，线圈B中磁通量由无至有，发生变化，则引起电流计指针偏转，故A错误；
B．开关断开，不能形成回路，不满足产生感应电流的条件，故B错误；
C．滑动变阻器的滑片D滑动越快，穿过线圈的磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大，那么电流计指针偏转的角度越大，故C正确。
D．滑动变阻器的滑片D匀速滑动时，穿过线圈的磁通量发生变化，则电流计指针会发生偏转，故D错误；
故选C。
（2）[2][3]产生感应电流的条件有：必须是闭合回路且穿过闭合回路的磁通量发生变化。
11．（1）1.0×104 m/s（2）10 000 V/m（3）0.13 T
【详解】
试题分析：（1）带电粒子经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理：qU1＝mv
v1＝＝1.0×104 m/s
（2）带电粒子在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动．在水平方向粒子做匀速直线运动．
水平方向：
带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，且v2＝at，
由几何关系，
（3）设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则v＝＝2.0×104 m/s
由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则轨迹半径为r＝Rtan 60°＝0.3 m
由，得
考点：带电粒子在电场中的加速及偏转.
12．（1）4A，从a经过棒到b（2）10m/s2（3）vm=3m/s
【解析】
【详解】
（1）根据
false
false
得
I=4A
电流方向：从a经过棒到b；
（2）根据
false
解得
false；
（3）当棒加速度为零时，棒达到最大速度，有
false
false
得
false．
13．（1） false；（2） false；（3） false，false
【详解】
（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有
L=v0t
竖直方向有
false，false，
解得
false
（2）粒子运动到B点时
false
运动到B点的速度
false
速度方向与x轴夹角
θ=60°
在磁场中运动
false
要使带电粒子限制在电场、磁场中运动，运动轨迹与y轴相切，根据几何关系有
R+Rsinθ=L
联立解得
false
（3）若匀强磁场的磁感应强度为
false
根据
false
可得
false
在磁场运动的时间为
false
根据运动轨迹可知粒子从A点出发后做周期性运动的周期：
false
根据运动轨迹可以求得∶
第一次经过x轴，坐标
x1=L
时间
false
第二次经过x轴，坐标
false
时间
false
第三次经过x轴，坐标
false
时间
false
第四次经过x轴，坐标
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时间
false
根据规律可得粒子第n此经过x轴时的坐标为
false