期末综合复习能力过关（一）—2020_2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（Word含答案）

2020~2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修二期末综合复习能力培优过关（一）
一、单选题
1．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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动是（　　）
A．向右加速运动 B．向左减速运动
C．向右减速运动或向左加速运动 D．向右加速运动或向左减速运动
2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，在垂直于磁场方向的平面内，有一个长度为l的金属棒OP绕垂直于纸面的转动轴O沿逆时针方向以角速度ω逆时针匀速转动，则金属棒OP转动过程中（　　）
A．产生的感应电动势的大小为false
B．产生的感应电动势的大小为false
C．P点的电势比O点的电势高
D．棒中电流方向由O点流向P点
3．如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下判断正确的是（ ）
A．闭合S瞬间，灯泡不发光
B．闭合S带电路稳定后，灯泡发光
C．断开S瞬间，灯泡发光
D．断开S瞬间，电阻R上无电流通过
4．如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域宽度均为a，一正三角形(中垂线长为a)导线框ABC从图示位置方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是( )
A． B．
C． D．
5．如图所示，灯光A、B完全相同，L是自感系数很大的线圈，其自身电阻与定值电阻R相等，下列说法正确的是(??)
A．闭合电键S瞬间，灯泡A、B立即发光
B．闭合电键S，当电路稳定后，灯泡A、B的亮度不同
C．断开电键S时，灯泡A缓慢熄灭，灯泡B立即熄灭
D．断开电键S时，灯泡A、B均缓慢熄灭，流过灯泡B的电流方向与原来相反
6．如图所示，电源电动势为E、内阻不计，R1、 R2为定值电阻，R0为滑动变阻器，C为电容器，电流表A为理想电表、当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是
A．A的示数变大，电容器的带电量增多
B．A的示数变大，电容器的带电量减少
C．A的示数不变，电容器的带电量不变
D．A的示数变小，电容器的带电量减少
7．1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S及电流计G组成另一个回路。如图所示，通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．闭合S的瞬间，G中有a→b的感应电流
B．闭合S的瞬间，G中有b→a的感应电流
C．闭合S后，R的滑片向左移动的过程，G中有a→b的感应电流
D．闭合S后，R的滑片向左移动的过程，G中有b→a的感应电流
二、填空题
8．如图所示，两个用相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的1.5倍?现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a?b两点间电压为U1，若将小环放入这个磁场中，大环处于磁场外，a?b两点间电压为U2，则U1∶U2=________?
9．如图所示，用细棉线悬挂一水平放置的导线，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，电流从左往右，大小为I，通电导线长为L，导线处于静止．则通电导线受到安培力大小为F=_____．如果只减小电流，导线受到的安培力将_____，细棉线受到的拉力将_____．（填“增大”、“减小”或“不变”）
三、解答题
10．如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
(1)ab棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)ab棒受到的安培力的大小．
11．在倾角为false的光滑斜面下，放置一通有电流I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试求：
(1)使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；
(2)使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场磁感应强B的最小值和方向。
12．如图所示，一平面框架与水平面成θ=37°角，宽L=0.4m，上、下两端各有一个电阻R0=1Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长。垂直于框架平面的方向存在向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T．ab为金属杆，其长度为L=0.4m，质量m=0.8kg，电阻r=0.5Ω，金属杆与框架的动摩擦因数μ=0.5．金属杆由静止开始下滑，直到速度达到最大的过程中，金属杆克服磁场力所做的功为W=1.5J．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：
（1）ab杆速度v=1m/s时的加速度；
（2）ab杆的最大速度；
（3）ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离；
（4）在该过程中通过ab的电荷量。
13．如图所示，在倾角false的斜面上，固定一宽false的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器false，电源电动势false，内阻false，一质量false的金属棒false与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度大小false、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。金属棒与导轨间动摩擦因数false，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，false，调节滑动变阻器使金属棒在导轨上保持静止，导轨与金属棒的电阻不计。求:
(1)滑动变阻器false接入电路中的阻值范围；
(2)满足题中要求条件下，滑动变阻器false的最大功率。
14．如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角false的绝缘斜面上，顶部接有一阻值falsefalse的定值阻值，下端开口，轨道间距false。整个装置处于磁感应强度false的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量false的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻falsefalse，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab向下运动的最大速度false
（1）求金属棒ab达到最大速度时，电阻false上的最大电功率false；
（2）求金属棒ab与轨道之间的动摩擦系数；
（3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，导体棒沿导轨下滑的距离为false，求电阻R上产生的焦耳热。
15．如图1所示，间距false的两倾斜导轨与水平面的夹角为37°，导轨上端与阻值false的电阻相连，一阻值false、质量为false与导轨等宽的金属棒垂直放在导轨上，初位置距导轨上端lm，金属棒与导轨间的动摩擦因数false，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。现施加一垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，false，false，g取false。则：
(1)经多长时间金属棒开始移动？
(2)从0时刻开始到金属棒刚开始移动的时间内，金属棒产生的电热是多少（结果保留2位有效数字）？
参考答案
1．C
【详解】
根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈L2中产生的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．B
【详解】
AB．产生的感应电动势的大小为
false
选项A错误，B正确；
CD．由右手定则可知，P点的电势比O点的电势低；棒中电流方向由P点流向O点，选项CD错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．闭合S瞬间，线圈L与灯泡并联与R串联，线圈阻碍电流的增加，灯泡中有电流，故灯泡发光，A错误；
B．由于线圈L的直流电阻不计，闭合S，稳定后，灯泡被短路，电流强度为零，灯泡熄灭，故B错误．
CD．断开S的瞬间，电容器放电，R中电流不为零，线圈中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，灯泡中电流过一会儿为零．故C正确，D错误．
故选C．
4．C
【详解】
电路的电阻是不变的，电流的变化规律就是电动势的变化规律，整个图线可分为三段，在第一段内，有效切割长度越来越大，电动势线性增大，电流的方向是逆时针的；在第二段内， BCA和BA都在切割，而且产生的电流方向相同，被加强，是顺时针的，所以选项C正确，其余的选项均被排除．
5．D
【解析】闭合S时，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光．由于线圈的阻碍，A灯后发光，由于线圈的电阻与R的电阻相等，灯A逐渐变亮，最后A、B一样亮，故AB错误．断开S时，线圈与两灯一起构成一个自感回路，由于线圈的自感作用，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源左端为高电势，故两灯逐渐均缓慢熄灭，此时流过B灯的电流方向向右，而断开前流过B灯的电流方向向左，故C错误，D正确．选D.
【点睛】当S闭合时，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和作用，分析哪个灯先亮。断开瞬间也可以按照同样的思路分析。
6．A
【详解】
电容器接在false（或滑动变阻器）两端，电容器两端电压和false（或滑动变阻器）两端电压相等，滑动变阻器滑片向右移动，电阻增大， false和滑动变阻器构成的并联电路分压增大，所以false两端电压增大，根据欧姆定律：
false
可知电流表示数增大；电容器两端电压增大，根据：
false
可知电荷量增多，A正确，BCD错误。
故选A。
7．D
【详解】
AB．在滑片不动的情况下，线圈A中通过的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，所以线圈B中不产生感应电流，选项A、B错误；
CD．在向左移动滑片的过程中，线圈A中电流减小，即线圈B处于逐渐减弱向下的磁场中，由安培定则和楞次定律知，电流表中的电流从b到a，故选项C错误，D正确。
故选D。
8．3：2
【解析】
大环与小环的半径之比为false，故周长之比为false，根据电阻定律false，电阻之比为false；a、b两点间电势差大小为路端电压，为：false；磁感应强度变化率恒定的变化磁场，故根据法拉第电磁感应定律公式false，得到两次电动势的大小之比为false；故两次的路段电压之比为false．
9．BIL 减小 减小
【解析】
由安培力定义式F=BIL可得，导线受到的安培力为BIL，如果只减小电流，导线受到的安培力将减小；
导体棒受到安培力F，由左手定则可知安培力竖直向下，两条棉线拉力总和为T，大小等于重力和安培力之和：T=F+mg，故若拉力减小则棉线的拉力减小．
点睛：由安培力定义式F=BIL可得导线受到的安培力；进而分析电流引起的安培力变化；对导体棒受力分析可知棉线的拉力变化．
10．（1）0.8V （2）4A （3）0.8N
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为
E=Blv=0.8V；
（2）由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流大小为
false，
根据右手定则可判定电流方向从b到a；
（3）由于ab棒通电在磁场中受安培力
F安=BIl=0.8N，
方向由左手定则知水平向左。
11．(1)false，垂直于斜面向上；(2)false，方向水平向左
【详解】
(1)当安培力平行于斜面向上时磁感应强度最小，即
false
解得
false
磁感应强度B的方向垂直于斜面向上。
(2)由平衡条件可以知道
false
解得
false
根据左手定则知方向水平向左。
12．（1）ab杆速度v=1m/s时的加速度为1.2m/s2；（2）ab杆的最大速度为2.5m/s；（3）ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离为2.5m；（4）在该过程中通过ab的电荷量为2C。
【解析】
【详解】
（1）对于ab杆：ma=mgsinθ-BIL-μmgcosθ?? ①
??则闭合电路欧姆定律得：BLv=I(false）????? ②
由①②式代入数据可得：a=1.2m/s2
（2）当ab杆匀速运动时速度最大，杆受到重力、支持力、摩擦力与安培力的作用，
由平衡条件得：BIL+μmgcosθ=mgsinaθ，
最大感应电流：Im=false=falseA=0.5A
流过R0的最大电流为I0=0.25A，
感应电动势：ε=IR总=0.5×2V=1.0V，
此时杆的速度为：vm=false=falsem/s=2.5m/s；
（3）由能量守恒得：mgSsinθ=falsemvm2+μmgScosθ+Q总，
代入数据解得下滑的距离S=2.5m；
（4）流过导体棒的电量：q=I△t，
感应电流：I=false=false△t=false，
代入数据解得：q=2C.
13．(1)滑动变阻器false接入电路中的阻值范围是false；(2)满足题中要求条件下，滑动变阻器false的最大功率是false。
【详解】
(1)对金属棒受力分析，由平衡条件得：
false
最大静摩擦力：
false
由安培力公式得：
false
由闭合电路的欧姆定律得：
false
当滑动变阻器false取最大值时，回路中电流最小，金属棒刚好不下滑，此时false向上。由平衡条件得：
false
解得：
false
当滑动变阻器false取最小值时，回路中电流最大，金属棒刚好不上滑。此时false向下。由平衡条件得：
false
解得：
false
滑动变阻器false接入电路中的阻值范围：
false；
(2)滑动变阻器false的功率：
false
当false时功率最大，最大功率为：
false。
14．（1）false；（2）false；（3）false
【详解】
（1）导体棒中产生的感应电动势
false
false
导体R的电功率
false
false
（2）速度最大时，ab棒加速度为零
false
解得
false
（3）由能量关系可知
false
false
解得
false
15．(1)3s；(2)0.58J
【详解】
(1)根据楞次定律，感应电流逆时针方向，根据左手定则，安培力沿斜面向上，根据平衡条件得
false
根据欧姆定律
false
根据法拉第电磁感应定律
false
根据图像
false
false
解得
false
false
false
false
(2)根据焦耳定律，从0时刻开始到金属棒刚开始移动的时间内，金属棒产生的电热为
false