新题型专练一 新情境专练-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(教科版)

物理 选择性必修 第二册 JK 1 0 新题型专练一 新情境专练 刷素养 2 1.【模型构建】［浙江A9协作体2025高二上期中］如图甲为一款网红魔术玩具——磁力“永动 机”，小钢球放入漏斗后从中间小洞落入下面的弧形金属轨道，从轨道另一端抛出后再次回到漏 斗，由此循环往复形成“永动”的效果.其原理如图乙所示，金属轨道与底座内隐藏的电源相连， 轨道下方藏有永磁铁.当图乙中永磁铁 极朝上放置，小钢球逆时针“永动”时，下列分析正确的 是( ) 3 甲 乙 A.右侧抛出点与圆弧对应的圆心 等高 B.小钢球换成小木球，依然可以实现“永动” C.轨道应接电源的正极，轨道 应接电源的负极 D.若不改变电源接法，只将永磁铁 极朝上放置，小钢球依然可以逆时针“永动” √ 4 解析 小钢球从点飞出后,速度沿圆弧在点的切线方向,所以 点应高于圆心的高度,这样小钢球从 点飞出后才能回到漏斗中,故A错误；若换成小木球,在磁场中不受安培力的作用,无法实现“永 动”,故B错误；小钢球在永磁铁正上方时应受到向右的安培力,根据左手定则可知,小钢球中的电流 方向应从轨道流向轨道,故轨道应接电源的正极,轨道 应接电源的负极,故C正确；根据上述分 析可知,若只将永磁铁 极朝上放置,依据左手定则可知,小钢球在永磁铁正上方时受到的安培力方向 向左,安培力阻碍小钢球运动,无法实现逆时针“永动”,故D错误. 5 2.【科学思维】［辽宁县级重点高中协作体2025高二上联考］如图所示，纸面内固定的两平行长 直导线、中通有大小相同、方向相反的电流，位于纸面内两导线间处（靠近 ）的粒子源 沿平行于方向发射一速度为的带正电粒子.已知通有电流为 的长直导线产生的磁场在距离导 线为处的磁感应强度为，为常量.不计粒子重力，图中虚线到、 的距离相等.则粒子 在导线间的运动轨迹可能是( ) C A. B. C. D. 6 解析 根据安培定则可知,两导线中的电流产生的磁场在导线间任一点的方向均相同,设两导线间的 距离为,距离导线为处的磁感应强度,当时, 最小,带电粒子在磁 场中运动过程中,速度大小不变,由,解得轨迹的曲率半径 ,即在虚线附近曲率半径 较大,靠近导线处曲率半径较小,则粒子可能的运动轨迹如C项所示.故C正确. 7 3.【科学思维】［四川泸州2024高二上期末］（多选）如图所示 为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中， 电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产 生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安 培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示.旁边固定着一块 形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过.关于家用单相电 能表，下列说法正确的是( ) BD A.用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大 B.用户功率越大，电流线圈在铝盘中产生的涡流越大 C.永久磁铁在铝盘中产生的安培力推动铝盘转动 D.当停止用电时，永久磁铁可以使铝盘尽快停止转动，避免由于惯性继续转动而带来计量误差 8 解析 电流线圈串联在电路中,用户功率越大,则电流越大,产生的磁场越强,则涡流越大,而电压线圈 并联在电路中,其电压与用户功率无关,电流大小不变,因此涡流不变,A错误,B正确；由题意可知,交 变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动,C错误；当停止用电时,铝盘失去继续转动的动力,铝盘 转动切割永久磁铁的磁感线产生电磁阻尼效果,避免由于惯性继续转动而带来计量误差,D正确. 9 4.【科学思维】如图所示，在方向竖直向下的匀强磁场中，水平地面上 放置一长方体粒子收集装置，其中， ， 该装置六个面均为荧光屏，吸收击中荧光屏的粒子时可显示粒子位置. 在长方体中心处的粒子放射源，可在水平面 内沿各个方向均匀 发射速率为 的带正电粒子，发现在一段时间内，粒子源发射出的粒 D A.匀强磁场的磁感应强度大小为 B.匀强磁场的磁感应强度大小为 C.荧光屏上亮线的长度为 D.荧光屏上亮线的长度为 子中有被荧光屏所吸收.已知这些粒子的比荷均为 ，不计粒子重力及粒子间的相互作用. 下列说法正确的是( ) 10 解析 沿磁场方向看去,射出的粒子中有被荧光屏 所吸收,粒子的运动轨迹如图所示.轨迹1、 3为粒子被吸收的临界轨迹,根据几何知识可得 ,由洛伦兹力提供向心力得 ,解得,故A、B错误；根据几何知识可得,轨迹2为击中 最 右侧的轨迹,由几何知识可得,轨迹3为击中 最左侧的轨迹,由几何知识可 得,因此荧光屏上亮线的长度为 ,同理可得,荧光屏 上亮线的长度为 ,故C错误,D正确. 11 5.【科学思维】［广东广州七中2024高二下期中］（多选）如图为高铁供电流程的简化图.牵引变 电所的理想变压器将高压降压；动力车厢内的理想变压器再将较高的电压降至 后为动力车厢 内的动力系统供电；某段时间，发电厂输出电流为，动力系统电流为 .已知两个理想变压器的 匝数 ，则( ) BD A. B. C. D. 12 解析 由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比,有, ,可得 ,,由题意可知,由于输电线上有电压损耗,则,又有 ,可得 ,A错误,B正确；由理想变压器原、副线圈的电流比等于匝数的反比,有 ,,可得,,由于,,可得 ,C错误, D正确. 13 6.【科学思维，模型构建】［天津多校2025高二上联考］2024年6月2日清 晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区，着陆器 实现软着陆时，着陆器接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为 ，此速 度仍大于要求的软着陆设计速度 ，为此科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装 置，其原理如图所示.主要部件为缓冲滑块及固定在绝缘光滑缓冲轨道 和 上的着陆器主体，着陆器主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导 轨平面的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块上绕有匝矩形线圈 ， 线圈的总电阻为，边长为，当着陆器接触地面时，滑块 立即停止运动，此后线圈与轨道间 的磁场发生作用，使着陆器主体持续做减速运动，从而实现缓冲.已知着陆器主体及轨道的质量为 ，缓冲滑块（含线圈）的质量为，重力加速度为 ，不考虑运动磁场产生的电场. 14 （1）求缓冲滑块刚落地时线圈中的电流大小 ； [答案] 解析 线圈切割磁感线产生的感应电动势为 , 根据欧姆定律,线圈中的电流为 . （2）求缓冲滑块 刚落地时着陆器主体的加速度大小； [答案] 解析 线圈受到的安培力为 , 根据牛顿第三定律,着陆器受到的安培力 ,方向向上, 根据牛顿第二定律有 , 可得 . 15 （3）求达到着陆器软着陆要求的设计速度时，地面对缓冲滑块 的支持力大小； [答案] 解析 对缓冲滑块,设缓冲滑块受到的支持力为,由力的平衡条件可知 , 线圈的速度减小到,则安培力减小为 , 可得 . 16 （4）着陆器主体可以实现软着陆，若从减速到的缓冲过程中，通过线圈的电荷量为 ，求 该过程中线圈中产生的焦耳热 . [答案] 解析 由能量守恒定律得 , 根据法拉第电磁感应定律有 , 可得 . 17 $$