人教版（2019）高中物理选择性必修二复习检测卷（二）（Word版含解析）

人教版（新课标）高中物理选择性必修二复习检测卷（二）

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 关于电磁波，下列说法正确的是（    ）

A. 麦克斯韦预言和验证了电磁波的存在
B. 只要有变化的电场，就一定有电磁波存在
C. 接收电磁波时，通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D. 发射电磁波的振荡电路中电流增大时电场能反而在减小

2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，将原线圈接到正弦交流电源上，副线圈接有两个相同的灯泡、，电路中的交流电压表、为理想电表，导线电阻不计，副线圈电压按图乙所示规律变化，现闭合开关，则下列说法正确的是   

A. 两端的电压瞬时值的表达式为
B. 电压表的示数为
C. 的实际功率减小
D. 变压器的输入功率增大

3. 如图，理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨，导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场．一金属杆在导轨上左右来回运动，始终与导轨垂直且接触良好，其速度随时间的变化规律为，两灯、均发光．线圈的直流电阻、导轨和金属杆的电阻均忽略不计．则    

A. 只增大，则灯变暗、灯变亮
B. 当时间时，两灯都亮着，理想交流电压表的示数恰好为零
C. 只将变阻器的滑片下滑时，通过副线圈的电流变大，理想交流电压表的示数变大
D. 只增大，两灯都变亮，杆来回运动的最大距离变小

4. 如图所示，在的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为在时刻，从原点发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与轴正方向的夹角分布在范围内．其中，沿轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是   

A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B. 粒子的发射速度大小为
C. 带电粒子的荷质比为
D. 带电粒子在磁场中运动的最长时间为

5. 如图所示，由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框，它的六个顶点均位于一个半径为的圆形区域的边界上，为圆形区域的一条直径，上方和下方分别存在方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于圆形区域，上方磁感应强度大小为，下方磁感应强度为现给线框接入从点流入、从点流出的大小为的恒定电流，则金属线框受到的安培力的大小为   

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，两平行金属板中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。板带正电荷，板带等量负电荷，电场强度为；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为。平行金属板右侧有一挡板，中间有小孔，是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为。为磁场边界上的一绝缘板，它与板的夹角，，现有大量质量均为，含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子不计重力，自点沿方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线方向运动，并进入匀强磁场中，则能击中绝缘板的粒子中，所带电荷量的最大值为    

A.  B.
C.  D.

7. 如图所示，两电阻不计的足够长光滑导轨倾斜放置，上端连接一电阻，空间有一垂直导轨平面向上的匀强磁场，一质量为的导体棒与导轨接触良好，从某处自由释放，下列四幅图像分别表示导体棒运动过程中速度与时间关系、加速度与时间关系、机械能与位移关系、以及通过导体棒电量与位移关系，其中可能正确的是

A.  B.
C.  D.

8. 如图所示，水平面上固定着两根间距的光滑平行金属导轨、，、两点间连接一个阻值的电阻，一根质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场，磁场宽度。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进入磁场开始计时，其运动的图象如图所示，运动过程中金属棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。则金属棒

A. 刚进入磁场时，点电势高于点
B. 刚进入磁场时，通过电阻的电流大小为
C. 通过磁场过程中，通过金属棒横截面的电荷量为
D. 通过磁场过程中，金属棒的极限速度为

9. 如图所示，在水平面内存在半径为和半径为两个同心圆，半径为的小圆和半径为的大圆之间形成一环形区域，小圆和环形区域内分别存在垂直于水平面、方向相反的匀强磁场。小圆内匀强磁场的磁感应强度大小为。位于圆心处的粒子源沿水平面向各个方向发射速率为的正粒子，粒子的电荷量为、质量为，为了将所有粒子束缚在半径为的圆形区域内，环形区域磁感应强度大小至少为  

A.  B.  C.  D.

10. 自行车速度计的工作原理主要依靠的就是安装在前轮上的一块磁铁，当磁铁运动到霍尔传感器附近时，就产生了霍尔电压，霍尔电压通过导线传入一个小型放大器中，放大器就能检测到霍尔电压，这样便可测出在某段时间内的脉冲数。当自行车以某个速度匀速直线行驶时，检测到单位时间内的脉冲数为，己知磁铁和霍尔传感器到前轮轮轴的距离均为，前轮的半径为，脉冲的宽度为，峰值为，下列说法正确的是

A. 速越快，脉冲的峰值越大 B. 车速越快，脉冲的宽度越大
C. 车速为 D. 车速为

二、实验题（本大题共1小题，共12.0分）

11. 如图所示，厚度为、宽度为的半导体材料放在垂直于它的磁感应强度为的均匀磁场中。当电流通过导体时，在导体的上侧面和下侧面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时电势差、电流和的关系为，式中的比例系数称为霍尔系数。假设电流是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为、电量为、导体单位体积的自由电子个数。

达到稳定状态时，导体板上侧面的电势   填“高于”、“低于”或“等于”下侧面的电势

电子所受的洛伦兹力的大小为   

当导体板上下两侧之间的电势差为时，电子所受的静电力的大小为   

由静电力和洛伦兹力平衡的条件，推导可知霍尔系数   用微观量表示。

三、计算题（本大题共4小题，共48.0分）

12. 如图所示，一小型发电机内有匝的矩形线圈，线圈面积，线圈电阻。在外力作用下矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中，以恒定的角速度从图示位置开始，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。求：
    线圈转动时产生的感应电动势的最大值；

写出线圈转动时产生的感应电动势瞬时值表达式；

交流电压表的示数；

从图示位置开始，线圈转过的过程中通过电阻的电荷量；

线圈匀速转动，电流通过电阻产生的焦耳热。





 

13. 如图所示，质量为、长度为的滑板，静置于水平面上，滑板与地面间的动摩擦因数，水平面右端的固定挡板与滑板等高。在挡板的右边有一个区域，区域内有竖直向上的匀强电场，还有两个半径分别为和的半圆构成的半圆环区域，在半圆环区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，半圆环圆心到固定挡板顶点的距离为。现有一质量为带电量为的小物块可看为质点以初速度滑上滑板，与之间的动摩擦因数。当小物块运动到滑板右端时两者刚好共速，且滑板刚好与挡板碰撞，从挡板上方飞入区域，并能够在半圆环磁场区域内做匀速圆周运动。求：
    刚滑上时，和的加速度大小；

刚滑上时，右端与挡板之间的距离；

区域内电场强度的大小，以及要保证小物块只能从半圆环区域的开口端飞出，磁感应强度的取值范围。



 

14. 如图所示，在倾角为的斜面上固定两足够长的平行光滑金属导轨，两导轨间的距离为。在两导轨的上端接入滑动变阻器和直流电源，电源的电动势为，内阻为。整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为。一质量为的金属棒始终与两导轨垂直并保持良好的接触，金属棒接入电路的阻值为，导轨的电阻不计。重力加速度。

若金属棒始终保持静止状态，求滑动变阻器接入电路的阻值；

若仅取下直流电源，直接用导线接在两导轨的上端，滑动变阻器接入电路的阻值仍为，现将金属棒由静止释放，求金属棒在下滑过程中所能达到的最大速度大小；
在第问的条件下，若金属棒刚达到最大速度时其下滑的距离为，则在金属棒从开始下滑至刚达到最大速度的过程中，求金属棒中产生的焦耳热。




 

15. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨、，相距为，右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度的大小如图乙变化。开始时棒和棒锁定在导轨如图甲位置，棒与棒平行，棒离水平面高度为，棒与之间的距离也为，棒的质量为，有效电阻，棒的质量为，有效电阻为设、棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计。在末解除对棒和棒的锁定。问：
    时间段通过棒的电流大小与方向；
    稳定后棒和棒将以相同的速度作匀速直线运动，试求这一速度；
    从解除锁定到两棒以相同的速度作匀速运动，棒产生的热量为多少？
    棒和棒速度相同时，它们之间的距离为多大？用分数表达计算结果
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】

2.【答案】

【解答】根据图乙知副线圈电压的周期，角速度，则两端电压的瞬时值表达式，故A错误；
B.副线圈电压的有效值，根据电压与匝数成正比得，原线圈两端的电压，即示数为，故B错误；
C.闭合开关后，两端的电压不变，则的实际功率不变，故C错误；
D.闭合开关后，输出功率为两只灯泡的功率之和，增加了的功率，所以输出功率增大，则输入功率也增大，故D正确．  

3.【答案】

【解答】A.只增大，即减小频率，电容器的特性：通交流，隔直流，通调频，阻低频，所以灯变暗，电感的特性：通直流，阻交流．通低频，阻高频，所以灯变亮。故A正确；
B.当时间时，两灯都亮着，电压表的示数为有效值，不为零，故B错误；
C.只将变阻器的滑片下滑时，变阻器阻值减小，通过副线圈的电流增大，电压表的示数不变，故C错误；
D.只增大，两灯都变亮，根据速度时间图象面积表示位移，所以杆来回运动的最大距离变大，故D错误。故选A。  

4.【答案】

【解答】A.根据题意作出沿轴正方向发射的带电粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图甲所示，圆心为，设粒子做圆周运动的半径为，根据几何关系，有，解得，A错误；
B.沿轴发射的粒子在磁场中运动的圆心角，运动时间，解得，B错误；
C.粒子运动的周期，由，则，C错误；
D.在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图乙所示，由几何知识得该粒子做圆周运动的圆心角为，在磁场中的运动时间为，D正确．

  5.【答案】
【解析】设总电流大小为，由题知，线框流过边的电流，流过边的电流，那么、受到的安培力同向，斜向左下方，同理 、受到的安培力同向，斜向右下方，、边所受安培力的大小为，而边与边所受安培力的大小为，则、、、所受的安培力合力为，方向向下，边受到的安培力，方向向下，边受到的安培力，方向向上，故线框受到的安培力，故D正确，ABC错误。故选D。
6.【答案】
 

【解析】解：沿直线运动的带电粒子，设进入匀强磁场的带电粒子的速度为，则有
解得
粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动，则
得
因此，电荷量最大的带电粒子运动的轨道半径最小，设最小半径为，此带电粒子运动轨迹与板相切，则有
得
所以电荷量最大值
故选：。
带电粒子沿方向进入电磁场，则电场力和洛伦兹力大小相等，可以知道速度，而粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动，由此判断电荷量与场的关系。
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径与场强成反比，临界情况紧抓运动轨迹与场边界相切这点。

7.【答案】

【解答】A.由左手定则判断导体棒所受的安培力沿斜面向上，导体棒开始阶段速度增大，感应电动势增大，感应电流增大，安培力增大，由于导轨足够长，当时棒做匀速直线运动，故A错误；
B.设导体棒长为，根据牛顿第二定律可得，因为随时间增加的越来越慢，则随时间减小的越来越慢，故B错误；
C.机械能减少量等于克服安培力做的功，而安培力越来越大，则相同位移内安培力做功越来越多，所以机械能减少的越来越快，故C正确；
D.由法拉第电磁感应定律可得，平均感应电流为，通过导体棒电量为，则与成正比，即与的图像应是过原点的直线，故D错误。故选C。  

8.【答案】

【解答】A、金属棒刚进入磁场时，由右手定则判断可知，金属棒中感应电流方向由到，端相当于电源的正极，电势较高，故A错误；
B、金属棒刚进入磁场时，速度为，产生的感应电动势为：，感应电流大小为：，故B错误；
C、通过磁场过程中，通过金属棒横截面的电荷量为，又，，可得，故C正确；
D、通过磁场过程中，金属棒的极限速度为匀速直线运动的速度，设为，由平衡条件得，解得，故D错误。故选C。  

9.【答案】
【解析】粒子运动过程合外力为洛伦兹力，故粒子做圆周运动，速度恒为：；
由洛伦兹力做向心力可得：
故粒子在小圆中做圆周运动的半径为：，
故根据粒子从小圆进入环形区域运动速度大小不变，洛伦兹力方向相反，故粒子偏转方向相反，那么，根据粒子束缚在半径为的圆形内，
由几何关系可得：
在环形区域做圆周运动的轨道半径最大值满足关系式：
故；
那么，为了将所有粒子束缚在半径为的圆形内，粒子在环形区域做圆周运动的半径；
故由洛伦兹力做向心力可得：，所以，，故C正确，ABD错误。
 

10.【答案】

【解答】A.根据得，，由电流的微观定义式：，是单位体积内的电子数，是单个导电粒子所带的电量，是导体的横截面积，是导电粒子运动的速度。整理得：，联立解得：，由此式可知霍尔电压与车速无关，故A错误；
B.磁铁经过传感器一次出现一个脉冲，车速越大，脉冲宽度越小，故B错误；
根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小故C正确，D错误。故选C。  

11.【答案】低于；；；。

【解答】导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向端面，板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面的电势低于下侧面的电势；
电子所受的洛伦兹力的大小为：；
电子所受静电力的大小为：；
当电场力与洛伦兹力平衡时，则有：得：
导体中通过的电流为：
由得：
联立得：    故答案为：低于；；；。  

12.【答案】解：线圈中感应电动势的最大值；
线圈转动时产生的感应电动势瞬时值表达式；
交流电压表的示数为电阻上电压的有效值，故；
设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过角所用时间为，线圈中的平均感应电动势，
通过电阻的平均电流
在时间内通过电阻横截面的电荷量；
电阻的发热量为。

13.【答案】解：根据牛顿第二定律，对小物块有：  
解得：
对滑块有： 
解得
由题，设的共同速度为，根据速度位移关系，对小物块有：
对滑块有：
解得：
进入区域，并能够在半圆环磁场区域内做匀速圆周运动，则可知重力与电场力平衡，洛伦兹提供向心力，则有： 
解得：
粒子做匀速圆周运动，洛伦兹提供向心力，则有： 
要小物块不从半圆环区域的内环和外环飞出磁感应强度要满足：
 ，解得：，即
，解得：，即
综上，要小物块不从半圆环区域的内环和外环飞出磁感应强度要满足：
或

14.【答案】 解：由于金属棒静止在金属轨道上，受力平衡，安培力，
根据平衡条件知，
联立得，
设变阻器接入电路的阻值为，根据闭合电路欧姆定律有，
联立解得，
即滑动变阻器接入电路的阻值为；
金属棒达到最大速度时，将匀速下滑，此时安培力大小、回路中电流大小应与上面情况相同，即金属棒产生的电动势，
由， 得，
即金属棒在下滑过程中所能达到的最大速度大小为；
根据能量守恒可知，，
电路中产生的热量为，
金属棒中产生的焦耳热，
代入数据，解得，
即金属棒中产生的焦耳热为。

15.【答案】解：时间段，根据法拉第电磁感应定律得：

通过棒的电流大小为：
方向自指向。
棒下滑过程，由机械能守恒定律得： 
      
得：；
棒进入磁场后产生感应电流，受到向左的安培力，做减速运动，棒在安培力作用下向右加速运动，稳定后棒和棒将以相同的速度作匀速直线运动，两棒组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得两棒稳定时共同速度为：   
根据能量守恒定律得：。
棒产生的热量为：   
联立解得：               
设整个的过程中通过回路的电荷量为，

对棒，由动量定理得：
又，解得：
设稳定后两棒之间的距离是，则有：
联立以上两式得：