江苏省南京市2025-2026学年高二下学期期初物理选修自测练习卷

2025-2026学年江苏省南京市高二物理下学期期初选修练习卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ （人教版2019版选择性必修二第一章+第二章） 评卷人 得分 一、单选题 1．如图所示，一带电粒子在垂直纸面向外的匀强磁场中运动，某时刻受到的洛伦兹力F水平向右。粒子所受重力不计，关于该带电粒子下列说法中正确的是（　　） A．该时刻粒子一定向上运动 B．粒子在运动过程中的速度保持不变 C．粒子在运动过程中的加速度保持不变 D．粒子在运动过程中的动能保持不变 2．电风扇的核心部件是电动机，电扇通电后电动机开始转动，使电动机发生转动的力是（　　） A．库仑力 B．电场力 C．万有引力 D．安培力 3．法拉第圆盘发电机的结构简图如图所示，外部电路通过两个电刷分别与圆盘中心C点、边缘D点接触，匀强磁场的磁感线垂直圆盘平面向右。现让圆盘匀速转动起来（从左侧看，顺时针转动），圆盘电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．电阻R中的电流由M流向N B．若仅将接触边缘D点的电刷向圆盘中心移动，则电阻R两端的电压增大 C．若仅将磁感应强度的大小变为原来的2倍，则发电机的电动势变为原来的4倍 D．若仅将圆盘匀速转动的角速度变为原来的2倍，则发电机的电动势变为原来的2倍 4．利用电磁感应涡流原理制作的简易加热器，在线圈上端放置一盛水金属杯，接通交流电源可加热水。若要缩短加热时间，可行的措施是（　　） A．降低交流电源的频率 B．增加线圈的匝数 C．将金属杯换为木质杯 D．将交流电源换成电动势更大的直流电源 5．某同学做“旋转的液体”实验，实验装置如图所示，在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，蹄形磁铁两极正对部分的磁场可视为匀强磁场。已知电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为。闭合开关后，当液体旋转稳定时，电压表的示数为，此时液体中产生的热功率为，则从上往下看，液体做（　　） A．顺时针旋转， B．顺时针旋转， C．逆时针旋转， D．逆时针旋转， 6．如图所示为现代科技在电磁场中的两种物理模型示意图，关于这两种模型及其应用的描述，下列说法正确的是（　　） A．图甲是质谱仪结构模型，若仅增大磁感应强度B2，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大 B．图甲是质谱仪结构模型，若选用比荷更大的粒子进行实验，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大 C．图乙是回旋加速器模型，若仅增大磁感应强度B，可增大粒子的最大动能 D．图乙是回旋加速器模型，若仅增大交变电压U，可增大粒子的最大动能 7．下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的是（　　） A．图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出板是发电机的正极 B．图乙是自由电荷为负电荷的霍尔元件，通上如图所示电流和磁场时M侧电势高 C．图丙是速度选择器结构示意图，只有速度为的带正电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出 D．图丁是回旋加速器的示意图，粒子获得的最大动能与电压大小有关 8．在国际单位制中磁感应强度的单位符号是“”，如果用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A． B． C． D． 9．关于物理学史，下列说法正确的是（　　） A．库仑发现了电荷间的相互作用规律，并测出了静电力常量 B．法拉第提出电荷周围存在电场，并用电场线描述电场 C．安培发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象与磁现象的联系 D．奥斯特通过实验得出了电磁感应定律 10．如图所示，沿光滑斜面固定一螺线管，一个磁性很强的小磁体沿螺线管轴线下滑。轴线上、两点到螺线管上、下边缘的距离相等。一灯泡与螺线管串联，小磁体通过点时灯泡的亮度比通过点时小，小磁体的大小可忽略。则小磁体（　　） A．在点的速度大于在点的速度 B．在点的速度等于在点的速度 C．在点的机械能小于在点的机械能 D．经过、两点时，灯泡中电流方向相反 11．如图所示，O为同心圆a、b的圆心，圆a的半径为r，在圆a区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1，在圆a和圆b间的环形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场B2。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，从圆a边界上的A点沿半径方向以速度v0射入圆a内，第一次从圆a边界P点射出时速度方向偏转了60°，且粒子恰好不会从圆b飞离磁场，经过磁场B2偏转后，从圆a边界上M点沿着半径方向进入圆a内，经磁场B偏转后回到A点，不计粒子的重力。则（　　）    A．圆a区域内匀强磁场的磁感应强度B1大小为 B．圆b的半径为3r C．圆a和圆b间的环形区域匀强磁场的磁感应强度B2大小为 D．粒子从A点射出到第一次回到A点的时间为 评卷人 得分 二、实验题 12．如图所示，固定在水平桌面上的金属框架，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为的正方形，棒的电阻为，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为。 (1)若从时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为，同时保持棒静止，求棒中的感应电流的大小和方向； (2)在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？ (3)若从时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒从静止开始以加速度向右做匀加速运动时，可使棒中不产生感应电流，试推导出随变化的关系式。 评卷人 得分 三、解答题 13．如图一质谱仪可以由加速器和磁分析器组成，其装置简化成如图所示。右侧的磁分析器中分布着向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。离子源源源不断的产生离子，离子所带电荷量为q。离子由静止开始在加速器经过恒定电压U加速后，从O点沿即垂直于磁场又垂直于磁场边界的方向进入磁场，最后离子击中磁场边界上的P点，已知OP的距离为d，不计离子重力和离子间的相互作用。求离子的质量m。    14．如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角，M、P间接有阻值的定值电阻，范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小，一长度与导轨间距相等、质量的金属棒放在两导轨上，金属棒在平行于导轨向上的恒定拉力作用下，由静止开始向上运动。已知金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，取重力加速度大小。求： (1)金属棒的最大加速度； (2)金属棒的最大速度。 15．如图所示， CD、EF是两条水平放置、阻值可忽略且间距为L的足够长平行金属导轨，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲轨道上端接有一阻值为 R的电阻，水平导轨所在空间存在磁感应强度大小为 B，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将一质量为m、接入电路的阻值为3R的导体棒从弯曲轨道上高为h处由静止释放，导体棒在水平导轨上运动距离 d停止。已知导体棒与水平导轨接触良好，它们之间动摩擦因数为，重力加速度为 g。当导体棒从释放到最终停止过程中，求： (1)通过电阻R的最大电流 (2)电阻R中产生的焦耳热 (3)导体棒在水平导轨上运动的时间t。 16．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。求： （1）感应电动势和感应电流； （2）在0.1s时间内，拉力的冲量； （3）若将换为电阻r＝2Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D D B C C B C B D 题号 11 答案 D 1．D 【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动：半径、周期公式、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】A．粒子的电性未知，无法判断运动方向，故A错误； BC．粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度、加速度大小不变，方向改变，故BC错误； D．粒子速度大小不变，根据可知，动能不变，故D正确； 故选D。 2．D 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】电动机线圈会转动是由于通电线框受到安培力的作用。 故选D。 3．D 【知识点】null、导体棒转动切割磁感线 【详解】A．将圆盘等效为一系列辐条构成，每根辐条均能够等效为并联关系的一个电源，根据右手定则可知，电阻R中的电流由N流向M，故A错误； B．若仅将接触边缘D点的电刷向圆盘中心移动，结合上述可知，辐条切割磁感线的有效长度减小，根据 可知，电阻R两端的电压减小，故B错误； C．结合上述可知，若仅将磁感应强度的大小变为原来的2倍，则发电机的电动势变为原来的2倍，故C错误； D．结合上述可知，若仅将圆盘匀速转动的角速度变为原来的2倍，则发电机的电动势变为原来的2倍，故D正确。 故选D。 4．B 【知识点】涡流的原理、应用与防止 【详解】AB．该加热器的加热原理为：线圈通入交变电流，线圈产生的交变的磁场使金属杯产生涡流，从而进行加热。由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间；故A错误，B正确； C．将杯子换作木制杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误； D．将交流电源换成电动势更大的直流电源不会产生涡流，故D错误。 故选B。 5．C 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向、其他非纯电阻元件 【详解】根据题意，由左手定则可知，液体逆时针旋转，由闭合回路欧姆定律有 解得 液体中产生的热功率为 故选C。 6．C 【知识点】质谱仪 【详解】AB．粒子打在胶片上的位置与狭缝S3距离为x，根据示意图有 解得 由上述式子得，仅增大粒子的比荷，则粒子打在胶片上的位置与狭缝S3距离x变小，仅增大磁感应强度B2，粒子打在胶片上的位置与狭缝S3距离x变小，故AB错误； CD．根据 得 由上述式子可知，粒子的最大动能与电压U无关，增大磁感应强度B可以增大粒子的动能，故C正确，D错误。 故选C。 7．B 【知识点】霍尔效应的原理、粒子在回旋加速器中的最大动能、速度选择器、磁流体发电机的相关计算 【详解】A．等离子体进入磁场后，在洛伦兹力的作用下，根据左手定则，带正电的离子向下偏转打在下极板上，下极板B板是发电机的正极，故A错误； B．图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，由左手定则可知，负电荷所受洛伦兹力向N侧，因此N侧电势低，M侧电势高，故B正确； C．带电粒子从P射入沿直线从Q点射出时，电场力与洛伦兹力相互平衡 解得 则速度为的正、负电粒子从P射入，都能做匀速直线运动从Q射出，故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力有 根据动能的公式可知 粒子获得的最大动能与电压大小无关，故D错误； 故选B。 8．C 【知识点】安培力的计算式及初步应用 【详解】AB．国际单位制中的七个基本单位是m、s、kg、K、A、cd、mol；韦伯（Wb）、牛顿（N）、库仑（C）不是国际单位制中的基本单位，故AB错误； CD．根据可得 故C正确、D错误。 故选C。 9．B 【知识点】法拉第电磁感应定律的表述和表达式、库仑定律内容和表达式、电场的概念、奥斯特实验与安培定则 【详解】A．库仑发现了电荷间的相互作用规律，并没有测出静电力常量，故A错误； B．法拉第提出电荷周围存在电场，并用电场线描述电场，故B正确； C．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象与磁现象的联系，故C错误； D．法拉第发现了电磁感应现象，由韦伯和纽曼在实验以及理论计算的基础上提出了法拉第电磁感应定律，故D错误。 故选B。 10．D 【知识点】法拉第电磁感应定律的表述和表达式、楞次定律的内容及理解 【详解】AB．小磁体通过点时灯泡的亮度比通过点时小，说明小磁体通过点时产生的感应电流小，则线圈中产生的感应电动势小，由电磁感应定律可知磁通量的变化率小，所以在点的速度小于在点的速度，AB错误； C．由楞次定律可得，小磁体沿螺线管轴线下滑时产生的感应电流受到的安培力总是做负功，小磁体机械能减小，可知在点的机械能大于在点的机械能，C错误； D．小磁体经过点时穿过螺线管的磁通量在增大，经过点时穿过螺线管的磁通量在减小，由楞次定律可得经过、两点时，灯泡中电流方向相反，D正确。 故选D。 11．D 【知识点】带电粒子在圆（弧）形边界磁场中运动 【详解】A．设粒子在B1中的轨道半径为R1 根据牛顿第二定律得 解得 A错误； B．设粒子在B2中的轨道半径为R2 设圆b的半径为r2 B错误； C．因为 所以 所以 C错误； D．设粒子在B1、B2中的运动时间为2t1、2t2 解得 D正确。 故选D。    12．(1)，感应电流方向为逆时针方向 (2) (3) 【知识点】已知磁感应强度随时间的变化的关系式求电动势、感生电动势与动生电动势并存、闭合电路欧姆定律的内容及公式、安培力的计算式及初步应用、增反减同 【详解】（1）感应电动势 则感应电流 楞次定律可知感应电流方向为逆时针方向。 （2）保持棒静止且磁感强度均匀增加时，在时刻的磁感应强度为 棒受力平衡，有 解得 （3）初态的磁通量 时刻的磁通量 棒中不产生感应电流，即总磁通量保持不变，有 解得 13． 【知识点】质谱仪 【详解】离子在加速过程中，由动能定理有 设离子磁场中运动的半径为R，则 求得 14．(1) (2) 【知识点】倾斜平面内的导轨单杆模型 【详解】（1）金属棒的速度为0时加速度最大，根据牛顿第二定律有 解得 （2）金属棒匀速运动时的速度最大，设此时回路中的电流为，根据受力平衡有 又 联立解得 15．(1) (2) (3) 【知识点】无外力作用下，水平导轨上的单杆模型 【详解】（1）导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为 v，根据机械能守恒，有 感应电动势为 速度最大有最大电流 解得 （2）导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为 Q，根据能量守恒，有 其中 解得 （3）导体棒在水平轨道上运动时，根据动量定理，有 导体棒在水平方向的距离为d，则有 解得 16．（1）2V，2A；（2）；（3） 【知识点】null、竖直平面内的导轨单杆模型 【详解】（1）根据题意可知，感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律得 （2）在0.1s时间内，拉力的冲量 解得 （3）由闭合电路欧姆定律可得电路中电流 由欧姆定律可得导体棒两端的电压 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $