全书综合提优测试-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019 江苏专用)

所以降压变压器的输人电压，=U?-△U=99950V, 流增大的反向自感电动势，所以a、b灯先同时变亮，随着 变压器原、副线圈的匝数比为二==9 金属棒℃的加速度减小，速度增加得越来越慢，电流增大 得越来越慢，自感电动势越来越小，流过电感线圈的电流 增大，流过灯泡a的电流越来越小，灯泡a逐渐变暗，当 全书综合提优测试 金属棒c匀速运动后，灯泡α被短路熄灭，故D正确.故 1.C2.A3.A4.B5.A6.A7.B8.C9.C 选C. 10.C11.B12.C 16.(1)B(2)向上(3)如图所示 13.B解析：A.根据楞次定律可知，感应电流的方向均一定 为逆时针方向，选项A错误：B.甲、乙同时进入磁场，设此 E 4L 时的速度为o,则E=BLo,I= R,R=p5,由牛顿定律 B'to mg-B=ma,m=4Lp,联立解得a=g16pp 则进人磁 (4)左(5)C 场时两线框的加速度相同，进入磁场的过程中加速度也 17.(1)M(2)如图所示1.5×103(1.2×103-1.8×103均 相同，完全进人时加速度也都是为g,可知甲、乙线框的加 可)(3)bc 速度时时相同，选项B正确；C因加速度相同，则线框进 x10 V) 8.0 人碰场时任意时刻的速度相同，则由Q=.B R -tx 7.0 4pL 6.0 S,可知，乙线框的焦耳热是甲线框的2倍，选项C错误； 5.0 △中BL2 4.0 D.根据q= S,可知通过乙线框的电荷量是甲线 R 4pL 3.0 2.0 框的2倍，选项D错误故选B. 1.0 14.C解析：B.粒子碰撞过程满足动量守恒，可得m,,= 03.06.09.012.015.018021.01M×101A9 (=,故。==，B箭误：AC由洛 解析：(1)如题图甲所示，半导体中电流由P流向Q,根据 2m。 左手定则，正电荷移向M端，把半导体看成电源，M端为 b2 B,碰撞前后 伦兹力作为向心力可得B=m，,解得= 电源的正极，故电压表的“+”接线柱与M端导线相连； (2)画出U.-1图线如答案图所示. 动量不变，可知粒子x与：的电荷量与轨迹半径成反比， 半径之比为1：2，解得9：9=2：1，根据左手定则及粒子 根据公式U,二得图像的斜率=化80 d27=038, 运动轨迹的偏转方向可知，x与x均带正电，由于：的电荷 代人数据解得k=1.5×103V·m·A1·T1, 量较小，可知y带负电，A错误，C正确：D.粒子的运动周 (3)如题图乙所示，为使电流从Q端流人，P端流出，即Q 期为T2_2,轨迹运动时间为一360T,粒子x与： 端接电源正极，P端接电源负极，所以S,掷向b,S,掷向c 的质量比为1：5，电荷量之比为2：1，可知周期比为1： 18.(1)a→b(2)10V(3)9.6V 解析：(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场 10,粒子运动轨迹对应圆心角为180°（用时宁周期）， 增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知 线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培 粒子运动轨迹对应圆心角为90°（用时。周期），联立解 定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所通过电阻 得41：k2=1:5,D错误故选C. R的电流方向为a+b. 15.C解析：A.金属棒c在力F和安培力作用下先做加速运 (2)根据法拉第电磁感应定律 动，速度增大，安培力增大，加速度减小，当加速度减为零 EN4 =200x0.015-0.010 =10V 时，金属棒c做匀速运动，故A正确：B.当金属棒做匀速 △ 0.10 运动后，产生感应电流恒定，电感线圈不再产生自感电动 (3)电阻R两端的电压为路端电压，根据分压规律可知 势，因不计线圈电阻，所以灯泡α被短路熄灭，回路中只 U=RE=48 ×10V=9.6V. 有灯泡b,且此时金属棒c受力平衡，有F=B=阳 R+r48+2 R 19.(1)Q+R+F(2)5m/s(3)2.25J 解得：尽放B正确：C根据能量守恒定律可 解析：(1)释放重物A后，金属杆向上运动，由右手定则可 R 知，电阻R中的感应电流方向为Q→R→F 知，力F所做的功一部分变为整个回路中产生的电能，另 (2)重物A匀速下降时，金属棒匀速上升，对金属棒，由平 一部分变为金属棒c的动能，故C错误：D.在金属棒c加 衡条件得：T=mg+F, 速过程中，流过灯泡6的电流增大，电感线圈产生阻碍电 金属棒受到的安培力F=BL, 参考答案学霸47 金属棒切割磁场产生的电动势E=Bm, 值，设为B2,设离子运动半径为2，如图丙所示， 电路中的电流1点对重物A由平衡条件得7T心，g 解得=5m/s (3)设电路中产生的总焦耳热为Q,由能量守恒定律得： 1 m,8h=2(m+m)r2+mgh+0, R 电阻R中产生的焦耳热QeR+,Q,解得Qa=2251 es30+0c-2）广+(d-,m30y2=, 20(210,(a品。(85r度 0C=2rcos30°，9WB2=m ,解得B,=3 100 70 T 3 即当酸场方向垂直于纸面向里时，>35 T满足题意 70 70 87 解析：(1)设离子在磁场中运动的周期为T,半径为。，出 2】1、4sV/109m/82(2)32320m(3)1sT 15 射方向与+y夹角分别为30°的离子运动到达x轴的时间 解析：(1)导体棒切割磁感线E=BL=6V, 间隔最长，则gmB,=mT,9pB,=m ，= T- a点电势高于b点电势，则由串联电路电压的关系有U To 3 6=45, 解得4-249x0* 根影欧饰维：合24 所受安培力F=BL=3N, (2)离子第一次在磁场中运动时可能到达区域如图甲所 根据牛顿第二定律√F+(mg了=ma,解得 示，S,为粒子不能到达的区域面积， a=√109m/s2. (2)b边从分界面P运动到分界面Q,由法拉第电磁感 应定律，电路中产生的感应电动势E,-BL, 根据欧姆定律1= ,以向右为正方向，对线框ad由动 R 量定理得-BL△l=mw,-m,解得=3.25m/s, 1 1 又根据题意有+=后，而竖直方向上有=2gh,所以 则打到的区域面积为S=26+12m(2)2-5, 1 1 下落的高度一易一， 其中S=了m6-2×20s30°xrosin30,解得S= 由于动能没增加，所以根据能量守恒定律得Q=mgh,解 6m+35 m2 得Q=贸1 100 (3)①若所加匀强磁场方向垂直于纸面向里，当与-x方 (3)线框最终能竖直下落的临界条件为d边运动到分界 而N时水平速度为零，此时磁感应强度最小从开始进人 向夹60°角出射的离子与屏相切时，磁感应强度有最小 磁场到最终出磁场过程中，线圈中有感应电流的阶段为： 值，设为B,设离子运动半径为，如图乙所示， ①ab边切割，运动的水平距离为d, ②cd边切割，运动的水平距离为2d-L, ③ab边、cd边都切割，运动的水平距离为L-d, ④ab边切割，运动的水平距离2d-L, ⑤cd边切割，运动的水平距离为d, 一个边切割的总水平距离为6d-2L,此过程中安培力的 冲量为1，=BP(6d-2 R 万由0，d,8=m三解得县-语。 两个边同时切割的总水平距离为L-d,此过程中安培力 即当赋场方向直于纸面向里时，>r满足题意： 的冲量为1=48LL-d) R 20 对线框abcd水平方向全程应用动量定理得1，+l2=mwo, ②若所加匀强磁场方向垂直于纸面向外，当与+x方向夹 解得B=4压 t 60°角出射的离子恰好打到M点时，磁感应强度有最小 15 选择性必修第二册学霸48全书综合提优测试 一、选择题 关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高， 1.(2022·江苏盐城模拟)如图所示，某同学在 闭合开关后，下列说法正确的是 电磁炉面板上竖直放置一纸质圆筒，圆筒上 套一环形轻质铝箔，电磁炉产生的交变磁场 的频率、强度及铝箔厚度可以调节现给电磁 炉通电，发现铝箔悬浮了起来，若只改变其中 一个变量，则 A.增强磁场，铝箔悬浮高度 A.M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度 将不变 B.M处氯离子浓度小于N处氯离子浓度 B.铝箔越薄，铝箔中产生的 C.M处电势高于N处电势 感应电流越大 D.P管中液面低于Q管中液面 C.增大频率，铝箔中产生的感应电流增大 4.(2023·吉林长春二中期末)如图所示的电路 D.在刚断开电源产生如图磁场的瞬间，铝箔 中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电 中会产生如图所示的电流 阻可以忽略，下列说法中正确的是 ( 2.(2022·广东肇庆二模)等边三角形的三个顶 A.闭合开关S接通电路 点上垂直纸面放置3根长直导线，导线中通以 时，A2始终比A1亮 B.闭合开关S接通电路 大小相同的电流，电流方向如图所示，一束 时，A2先亮，A1后亮，最 带正电的粒子垂直纸面向里射入三角形中 后一样亮 心，关于粒子束所受洛伦兹力方向，下列示意 C.断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A,过 图正确的是 ( 一会儿才熄灭 ⊙ ⊙ D.断开开关S切断电路时，A,先熄灭，A2过 一会儿才熄灭 ⊕ 5.(2023·江苏连云港期中)如 A B 图所示的LC振荡电路中，已 ⊙ Q 知某时刻电流的方向如图，则 ©f A.若A板此时已经带正电，则电流i正在 增大 C D B.若A板此时已经带负电，电容器两极板间 3.(2023·湖北四地七校期中联考)如图所示， 的电场能正在减小 一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛 C.若在线圈中插入铁芯，振荡频率增大 有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A D.若减小平行板电容器A、B间的距离，振荡 和C,置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开 频率增大 全书综合提优测试学霸127 6.(2022·河南郑州三模)如图甲所示，同心放 置的两个圆环a、b,是由同一根导线裁制而成 机 的，半径分别为r和2r.过圆环直径的虚线为 磁场边界，在虚线的右侧存在一个足够大的 A,电压表V,的示数增大 匀强磁场.=0时刻磁场方向垂直于圆环平面 B.电压表V2的示数增大 向里，磁感应强度B随时间t的变化关系如图 C.电流表A,的示数增大 乙所示，不考虑两圆环之间的相互作用，在0 D.电流表A,的示数减小 ~t时间内，下列说法正确的是 9.(2023·浙江温州质检)如图甲所示，理想变 压器的原、副线圈匝数比为1：2，变压器原线 圈两端所接电压U按图乙正弦规律变化，定 值电阻R=5D,相同的灯泡L,、L2电阻恒为 10D,下列说法正确的是 A.两圆环中的感应电流均为顺时针方向的恒 u/V 定电流 B.两圆环受到的安培力始终为向右的恒力 5W2 C.两圆环a、b中的感应电流大小之比为2：1 D.两圆环a、b中的电功率之比为1：4 A.当开关S闭合时，理想电压表示数为 7.(2023·山东泰安新泰中学质×××××× 7.07V 检)如图所示的区域内有垂直 B.当开关S闭合时，理想电流表示数为1A 于纸面的匀强磁场，磁感应强 C.当开关S由闭合到断开，L,变亮，L2变暗 ××××.￥.为 459 度为B,电阻为R、半径为L、 D.当开关S由闭合到断开，原线圈输人功率 L 圆心角为45°扇形闭合导线框绕垂直于纸面 变大 的0轴以角速度ω匀速转动(0轴位于磁场 10.(2022·湖北部分学 边界)，则线框内产生的感应电流的有效值为 校联考)如图所示，直 ( 角三角形ABC内（包 430P× 0 A.BLo 括边界)存在垂直纸 BLo B. 4R 4R 面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.已 BL'@ 知∠A=30°，0为AC中点.两个带异种电荷 2BL2w C. D. 2R 2R 的粒子从O点以相同的速度沿垂直AC方向 8.(2022·北京丰台二模)某水电站输电线路简 射入磁场，向左偏转的粒子恰好没有从AB 化模型如图所示，已知R为输电线总电阻（可 边射出磁场，向右偏转的粒子恰好从B点 视为定值电阻)，发电机输出电压恒定.由于用 射出磁场，忽略粒子的重力和粒子间的相 户端负载变化，使发电机输出功率增加.设升 互作用，则正、负粒子的比荷之比为( 压变压器和降压变压器均为理想变压器，下 A.2:√3 B.2:1 列说法正确的是 ( C.3:1 D.3:3 选择性必修第二册学霸128 11.(2023·河南周口质检)磁流体发电机的原13.(2022·北京101中学适应考)如图，边长、 理如图所示.将一束等离子体连续以速度v 材料相同，粗细不同的单匝正方形金属线框 垂直于磁场方向喷入磁感应强度大小为B 甲、乙.乙线框导线的横截面积是甲的2倍 的匀强磁场中，可在相距为d、正对面积为S 在竖直平面内距磁场相同高度由静止开始 的两平行金属板间产生电压现把上、下板和 同时下落，一段时间后进入方向垂直于纸面 电阻R连接，上、下板等效为直流电源的两 的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图 极.等离子体稳定时在两极板间均匀分布，电 所示.不计空气阻力，则在甲、乙线框进入磁 阻率为ρ，回路中有稳定的电流.忽略边缘效 场的过程中 () 应及离子的重力，下列说法正确的是( 甲 B 等离子体 A.上板A为正极，下板B为负极 A.感应电流的方向一定均为顺时针方向 B.甲、乙线框的加速度时时相同 B.稳定时，A、B两板间电压U=Bd C.甲线框的焦耳热是乙线框的2倍 C.把电阻R更换为阻值更大的电阻，稳定 时，A、B两板间电压变大，且U<Bd D.通过甲线框的电荷量是乙线框的2倍 D.稳定时，发电系统提供的能量全部转化为 14.(2023·河北张家口一中质检)如图所示， acd是半径为r的半圆，圆心为O,dh是半径 电阻R的内能（焦耳热） 12.(2023·湖北智学联盟 为2r的四分之一圆弧，两圆弧相切于d点， 联考)利用质谱仪检 空间有垂直于纸面向外的匀强磁场B.从粒 D 测电量相等(4价)的 子源a射出的质量为m的粒子x沿圆弧acd ×××Px0 气态C14和C12离子 B 运动，经时间t1与静置于d点的质量为4m xX义8×××× ×××xX”××× 的浓度比，结合C14衰 的靶粒子y发生正碰，碰撞时间很短，碰撞 后结合成一个粒子z,粒子z沿圆弧dh经过 变为N14的半衰期，可以判断古代生物的年 时间，第一次到达h点.不计其他作用，则 龄.如图所示，离子从容器A下方的狭缝S飘 人电场，经电场加速后通过狭缝S2、S,垂直 () 于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂 A.y带正电 直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离， B.x和z的速率之比为G:: 5:2 ·。·1· 检测分离后离子的电流强度可得离子的浓 C.x和z的电荷量之比为2：1 度比测得-4 则C14和C12的浓度 1.5 D.41:t2=2:5 15.(2023·四川绵阳南山中学模拟)L是自感系 比为 数很大、电阻不计的线圈，a、b是两个型号相 A.14 B.3 1 C. D.2 同的小灯泡，假设灯泡电阻为R不变，如图 3 14 2 1 全书综合提优测试学霸129 所示接入电路中，在图示虚线的右侧区域接 C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 入两平行光滑轨道，轨道间距为d,金属棒c D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 与轨道接触良好，不计金属棒电阻.现用水平 (2)通过实验得知：当电流从图b中电流计 恒力F拉着金属棒由静止开始向右运动，右 的正接线柱流入时指针向右偏转：则当 侧轨道足够长，虚线右侧空间存在垂直于轨 磁体 (填“向上”或“向下”)运 道平面的匀强磁场B,则下列说法错误的是 动时，电流计指针向右偏转。 (3)为进一步探究影响感应电流方向的因 素，该小组设计了如图c的电路，请用实 X B x 线完成其余部分电路的连接 (4)若图c电路连接正确，在闭合开关前，滑 动变阻器滑片应移至最 (填 A.金属棒c做加速度减小的加速运动 “左”或“右”)端 B.金属棒c的最终速度大小为FR B'd (5)若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指 针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速 C.力F所做的功将全部变为整个回路中产 抽出时，观察到电流计指针 生的电能 A.不偏转B.向左偏转C.向右偏转 D.a、b灯先同时变亮，后a灯逐渐变暗至 17.(2023·山东淄博期中)霍尔效应是电磁基 熄灭 本现象之一，近期我国科学家在该领域的实 二、非选择题 验研究上取得了突破性进展如图甲所示，在 16.(2023·江苏扬州期中)某兴趣小组在探究 感应电流的产生条件和影响感应电流方向 一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流1，同 时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现 的因素 电压U,这个现象称为霍尔效应，U为霍尔 电压，且清足U,=公式中4为薄片的厚 本 A☒B☒ 度，k为霍尔系数某同学通过实验来测定该 图 半导体薄片的霍尔系数， (1)若该半导体材料是空穴（可视为带正电 粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所 示，该同学用电压表测量U时，应将电 图c 压表的“+”接线柱与 (填“M” (1)图a中，将条形磁铁从图示位置先向上 或“N”)端通过导线相连 后向下移动一小段距离，出现的现象是 (2)已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持 磁感应强度B=0.10T不变，改变电流1 A.灯泡A、B均不发光 的大小，测量相应的U,值，记录数据如 B.灯泡A、B交替短暂发光 表所示： 选择性必修第二册学霸130 1/(×103A)》 3.06.09.012.015.018.0 (3)求电阻R两端的电压U. t中h 0m/(×10-3V) 1.1 1.93.44.56.26.8 0.015 根据表中数据在下面坐标图上画出U, 0.010 1图线，利用图线求出该材料的霍尔系数 0.005 0 为 V·m·A1·T1(保留2位 0.10/s 有效数字) B 甲 19.(2023·广西柳州期初)如图，在竖直平面内 8r0×103y 固定有足够长的平行金属导轨PQ、EF,导轨 7.4 间距L=20cm,在QF之间连接有阻值R= 6 5. 0.3Ω的电阻，其余电阻不计.轻质细线绕过 4 导轨上方的定滑轮组，一端系有质量为m4= 3 2 0.3kg的重物A,另一端系有质量为m= 1 0.1kg、电阻r=0.12的金属杆ab,开始时金 03.06.09.012.015.018.021.01∥×10*A) 属杆置于导轨下方，整个装置处于磁感应强 (3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中 度B=2T、方向垂直于导轨平面向里的匀强 的电流反向再次测量，取两个方向测量 磁场中.现将重物A由静止释放，下降h=4m 的平均值，可以减小霍尔系数的测量误 后恰好能匀速运动.运动过程中金属杆始终 差，为此该同学设计了如图乙所示的测 与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦，g取 量电路.S,、S2均为单刀双掷开关，虚线框 10m/s,求： 内为半导体薄片（未画出）.为使电流自 (1)电阻R中的感应电流方向； Q端流入，P端流出，应将S掷向 (2)重物A匀速下降的速度大小： (填“a”或“b”),S2掷向 (填“c”或 (3)重物A下降h的过程中，电阻R中产生 “d”) 的焦耳热QR 18.(2020·北京高考)如图甲所示，N=200匝的 LLLLELLLL4E ●P 线圈（图中只画了2匝），电阻r=2Ω，其两 端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有指 向纸内方向的磁场线圈中的磁通量按图乙 所示规律变化. (1)判断通过电阻R的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势E; 全书综合提优测试学霸131 20.(2022·江苏南通期末)如图所示，x0y竖直21.(2023·吉林长春东北师大附中糢拟)如图 平面坐标系中，x轴上方有垂直于xOy平面 所示，P、Q、M、N为四个互相平行的竖直分 向里的匀强磁场，磁感应强度大小B,=10 3 界面，间距均为d=1m,P、Q之间充满竖直 向上的匀强磁场，M、N之间充满竖直向下的 离子源从0处射出速度大小均为。=20× 匀强磁场，磁感应强度的大小均为B=1T在 10m/s,速度方向在纸面内，发散角为20= 分界面P的左侧有一边长为L=1.5m的正 60°且关于y轴对称的正离子，离子经磁场偏 方形线框abcd,线框水平放置，ab边平行于 转后在x轴上C、D两点间射出.MN为放置 分界面P,与界面P的距离也为d=1m线框 在x轴下方长L=1.6m的荧光屏，y轴垂直 以水平初速度。=4m/s飞出，当ab边刚好 3 到达分界面Q时，线框的速度大小仍为。= 平分MN,屏到x轴的距离d= 5m已知离 4m/s.已知线框由同种规格导线制成，总质 子的比荷9=x10C/kg,不计离子间相互 量为m=1kg,总电阻为R=3D,重力加速 m 3 度g取10m/s2.求： 作用及重力的影响，离子到达荧光屏即被吸 (1)ab边刚好进入分界面P时，a、b两点间 收求： 的电势差大小以及线框加速度的大小； (1)从0同时射入磁场的离子到达x轴的最 (2)ab边刚好到达分界面Q时，线框产生的 长时间间隔△； 焦耳热以及下落的距离； (2)离子第一次在磁场中运动时可能到达区 (3)改变磁感应强度，若想线框最终能竖直 域的面积S; 下落，求磁感应强度的最小值 (3)为使第一次经过x轴上方磁场并从C点 飞出的离子不能打到屏上，在屏与x轴 间区域加一垂直于纸面的匀强磁场，该 磁场磁感应强度B满足的条件。 B XXXXXXXXXXXX× X×XX×为流×××X× x××x××职x关×x× D 0 选择性必修第二册学霸132