2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修第二册：1-3章复习题

**基本信息** 该复习题整合磁场、电磁感应、交变电流核心内容，通过选择、实验、计算题型，以实际应用情境承载物理观念，强化科学思维与探究能力。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁场|选择1,6,7|粒子运动与磁场作用分析|从磁场对电荷/电流作用切入，结合磁暴、轨道炮等情境，构建“洛伦兹力-圆周运动”模型| |电磁感应|选择2,3,8,实验11,12|实验探究与实际应用结合|以无线充电、磁力刹车为载体，贯穿楞次定律、法拉第电磁感应定律，强化“磁通量变化-感应电流”推理| |交变电流|选择4,5,9,10,计算13|电路分析与能量转化综合|从发电机原理到变压器、三相电应用，形成“电磁感应-交变电流-电路元件作用”逻辑链|

高二物理人教版选择性必修第二册前三章复习题（磁场、电磁感应、交变电流） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．2024年5月11日，受日冕物质抛射影响，地球发生强烈磁暴，使得我国新疆、东北甚至北京等中纬度地区均观测到了罕见的红色极光。如图所示，太阳风从左侧“吹向”地球，假设太阳风是大量带正电的高速粒子流。下列说法正确的是（　　） A．从北极向上看，A区粒子经过北极上空后会逆时针盘旋而下 B．从北往南看，B区粒子靠近地球过程中会逆时针抛回太空，并分别向南北漂移 C．从南极向上看，C区粒子经过南极上空后会逆时针盘旋而下 D．极光经常出现在两极，是因为地球磁场两极比较弱 2．手机无线充电以其便捷性和美观性受到很多手机用户喜欢。无线充电是利用变化的电流在送电线圈中产生变化的磁场，变化的磁场通过手机中的受电线圈感应出电流为手机充电。关于无线充电，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈和送电线圈的电流方向一定相反 B．当穿过受电线圈的磁通量增加时，受电线圈有扩张的趋势 C．无线充电过程发生的是互感现象 D．在无线充电底座和手机之间放一块金属板有利于提高手机充电效率 3．“海上充电宝”-南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理：海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）      A．线圈转动到如图所示位置时感应电流最小 B．线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势 C．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 D．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 4．关于以下四幅图，下列说法正确的是（    ） A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极 C．图丙中，真空冶炼炉通入高频交流电，使得线圈中产生焦耳热，从而冶炼金属 D．图丁中，三个线圈连接到三相电源上，产生旋转磁场，从而使得导线框转动 5．如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中逆时针匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示。已知线圈匝数为匝，电路的总电阻为。下列说法正确的是（　　） A．图甲时刻，流经电阻上电流方向为由到 B．由图乙可知，时线圈中的感应电流改变方向 C．由图乙可知，内通过电阻的电荷量为 D．由图乙可知，线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 6．我国对电磁轨道炮的研究已获得较大成功，如图甲为我国某次电磁轨道炮试验发射情景，图乙为原理图。假设轨道水平，匀强磁场方向垂直于纸面向里，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（　　） A．若磁场方向改为与炮弹发射方向平行，可增大炮弹发射的速度 B．增大回路中的电流可增加炮弹的发射速度 C．炮弹的发射速度与炮弹质量成正比 D．炮弹的发射速度与磁感应强度成反比 7．如图，直线MN右侧无穷大区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。有一个带负电的粒子，质量为m，所带电荷量大小为q，从A点斜向下与直线MN成45°角以一定的初速度垂直进入磁场中，一段时间后从直线MN上某点离开匀强磁场区域，不考虑粒子的重力，下列关于该粒子运动的描述，正确的是（　　） A．粒子在磁场中的运动时间为 B．若其他条件不变，粒子入射的初速度大小变为原来的两倍，则粒子在磁场中的运动时间变为原来的一半 C．若其他条件不变，粒子带正电，则粒子在磁场的运动时间变为原来的三倍 D．若其他条件不变，粒子入射的初速度大小变为原来的，则粒子在磁场的运动时间变为原来的一半 8．磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁体，当过山车进入停车区时，铜片与磁体的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（　　） A．磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能 B．将磁极反向，磁体会使过山车加速 C．将铜片换成尺寸相同的铝片，刹车效果会增强 D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大 9．在磁感应强度为B的匀强磁场中有一矩形线圈（电阻不计），正在绕垂直于磁场的转动轴以转速n匀速转动，产生的正弦交流电的表达式 （V），将此线圈作为电源连接在如图所示的电路中，图中三只完全相同的灯泡都能发光，与这三只灯泡串联的分别是电阻R、电感线圈L、电容器C。现将匀强磁场的磁感应强度大小减为 ，且把转速改为2n，则（　　） A．D1变暗 B．D2变暗 C．D3变暗 D．R中电流每秒改变200次方向 10．用如图所示的回旋加速器使质子加速，质子从图中点开始加速。下列说法正确的是（     ） A．质子第二次加速前、后在磁场中运动的轨道半径之比为 B．仅增大加速电压，质子飞出D形盒的动能不变 C．仅增大加速电压，质子在磁场中运动的时间减小 D．不改变交流电的周期，用此加速器加速氘核，质子与氘核的最大动能之比为 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 (1)如图甲所示，小明同学用小磁针代替电流表判断回路中是否有感应电流以及感应电流的方向。为使小磁针在回路中有电流时发生的偏转最明显，小磁针上方的导线应该_________（填正确选项前的标号） A．东西方向放置 B．南北方向放置 C．任意方向放置均可 (2)图乙中，在实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片置于最_________（选填“左”或“右”）端，然后再闭合开关；当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，小龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，则小龙同学被电击可能是在拆除_________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 (3)实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知： ①断电前流过灯泡的电流是_________（选填“”或“”）。 ②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将_________（选填“变长”、“变短”或“不变”）。 12．某小组利用如图所示电路研究自感线圈L对小灯泡亮暗变化的影响，已知线圈自身电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡。对于观察到的小灯泡A、B的现象，请在横线上填入最相匹配的现象前的字母。 A．立即变亮，然后亮度不变    B．立即变亮，然后慢慢熄灭 C．立即变亮，然后逐渐更亮    D．立即熄灭 E．逐渐熄灭        F．稍微变暗，然后亮度不变 G．闪亮一下，然后熄灭 (1)闭合开关S瞬间，看到小灯泡A_______，小灯泡B________； (2)闭合开关S一段时间后，待电路稳定，再断开开关S的瞬间，看到小灯泡A___________，小灯泡B___________。 (3)某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E，内电阻为r，自感线圈电阻可忽略，开始时开关S处于断开状态，先把S拨到1，一段时间后再拨到2。实验软件记录上述过程中的图像应为___________。 A． B． C． D． 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图甲所示为一玩具起重机的电路示意图。变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为7∶1，电动机的内阻为5 Ω，ab端输入如图乙所示的电压，与原线圈相连的电阻R=25 Ω。电动机正常工作，使质量为4.0 kg的物体恰好以1 m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光时，理想电流表的示数为2.8 A，取重力加速度g=10 m/s2。若电动机的输出功率全部用来提升物体，求： (1)ab端电源的输入功率； (2)电动机和灯泡的电功率。 14．间距为L、电阻不计且足够长的光滑平行导轨如图所示，水平和倾斜部分平滑连接。质量分别为2m和3m、电阻均为R的两金属棒b、c静置在水平导轨上，两金属棒平行且与导轨垂直。图中虚线de的右侧存在着范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m的绝缘棒a垂直放在倾斜导轨上，从高为h处由静止释放，运动到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，碰后拿走棒a，金属棒b进入磁场始终未与金属棒c碰撞。重力加速度大小为g，求： (1)碰后瞬间金属棒b的速度大小v； (2)整个过程金属棒c产生的焦耳热Q； (3)整个过程通过金属棒c的电荷量q； (4)金属棒c的初始位置距磁场边界de的最小距离x。 15．某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面图如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R和，区域中的危险区内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，外圆为绝缘薄板，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点处开有一小孔C。一质量为m、电荷量为＋q、不计重力的带电粒子从左板内侧的A点由静止释放，两板间电压为U，粒子经电场加速后从C点沿CO方向射入磁场，若恰好不进入安全区，求： (1)粒子通过C点时的速度大小v0； (2)若粒子恰好不进入安全区，求两板间电压U1； (3)在（2）问中，若粒子每次与绝缘薄板碰撞后原速反弹，求粒子从离开电场到再次返回电场所需的时间t。 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 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 $ 《高二物理人教版选择性必修第二册前三章复习题（磁场、电磁感应、交变电流）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B D C B C AD BD BC 1．C 【详解】A．地理北极附近磁感线方向指向地心（向下），向上看磁场方向指向观察者（垂直纸面向外），对带正电粒子，根据左手定则，粒子会顺时针旋转，同时沿磁感线向地心运动，故A错误； B．赤道附近（B区）磁感线方向向北，从北往南看，磁场方向指向观察者（垂直纸面向外），根据左手定则，带正电粒子靠近地球过程中会顺时针偏转抛回太空，不是逆时针，故B错误； C．地理南极附近磁感线方向向上（离开地心），从南极向上看，磁场方向远离观察者（垂直纸面向里），根据左手定则，带正电粒子会逆时针盘旋而下，故C正确； D．极光出现在两极，是因为太阳风带电粒子会沿地球磁感线向两极运动，且地球两极磁场比赤道更强，磁感线更密集，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】ABC．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是互感现象，当穿过接收线圈的磁通量增加时，根据楞次定律可知，线圈会收缩阻碍磁通量的改变，故受电线圈有收缩的趋势，受电线圈和送电线圈的电流方向相反，当穿过接收线圈的磁通量减小时，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，此时受电线圈和送电线圈的电流方向相同，故A错误，B错误，C正确； D．在底座和手机之间放金属板会产生额外的涡流损耗，反而降低传输效率，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】AD．当线圈转动到如图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，而磁通量的变化率最大，则根据法拉第电磁感应定律可知，此时线圈中的感应电动势最大，所以此时线圈中电流的方向不会发生变化，且此时感应电流最大，故AD错误； B．线圈转动到如图所示位置时，根据右手定则可知线圈内部电流的方向由b流向a，由于电源内部电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，故B正确； C．若从图示位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值表达式为 其中电动势的峰值为 又因为 联立解得 所以线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故C错误。 故选B。 4．D 【详解】A．粒子离开回旋加速器时动能最大。 根据 可得 粒子获得的最大动能为 所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加磁感应强度B，或者回旋加速器的最大半径R，与加速电压U无关，故A错误； B．根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B错误； C．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故C错误； D．三个线圈连接到三相电源上，产生旋转磁场，穿过内部导线框的磁通量发生变化，导线框中产生感应电流，旋转磁场对导线框有安培力的作用，在该安培力的作用下，导线框将与旋转磁场同方向转动，即导线框由于电磁驱动可以与磁场同方向地转动起来，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．图甲中线圈平面与磁场平行，线圈逆时针转动，磁场方向由N指向S，根据右手定则，可判断流经电阻的电流方向为，故A错误； B．时磁通量为零，感应电流最大，感应电流方向没有改变，故B错误； C．通过电阻的电荷量公式为 ，磁通量变化量的大小 代入得 ，故C正确； D．由图乙得周期，角速度 由图乙得磁通量表达式 求导得瞬时电动势 ，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．炮弹在安培力作用下运动，为增大炮弹的最大发射速度，应使炮弹受到的安培力最大，故磁场方向与轨道（即炮弹的运动方向）垂直，故A错误； BCD．设炮弹的质量为m，磁场的磁感应强度为B，两平行导轨间距为L，轨道长度为x，则炮弹受到安培力F=BIL 由动能定理有 解得 则增大回路中的电流可增加炮弹的发射速度，发射速度与炮弹质量不成正比，与磁感应强度不成反比，故CD错误，B正确。 故选B。 7．C 【详解】A．负电粒子垂直进入匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，有 粒子运动的周期为 联立可得 粒子以与MN成角入射，带负电，粒子做顺时针圆周运动。入射速度与边界MN夹角为 ，出射时速度与边界MN夹角也为 ，因此轨迹对应的圆心角 粒子在磁场中的运动时间为，故A错误； BD．根据上述，若其他条件不变，粒子入射的初速度大小变为原来的两倍，半径变为原来的两倍，周期不变，对应圆心角仍为，所以粒子在磁场的运动时间不变与速度无关，故BD错误； C．若其他条件不变，粒子带正电，粒子以与MN成角入射，粒子做逆时针圆周运动。入射速度与边界MN夹角为 ，出射时速度与边界MN夹角也为 ，因此轨迹对应的圆心角 粒子在磁场中的运动时间为 则粒子在磁场的运动时间变为原来的三倍，故C正确。 故选C。 8．AD 【详解】A．过山车运动时，铜片切割磁感线产生涡电流，动能先转化为电能，再通过电流的热效应转化为内能，从而实现减速，故A正确； B．根据楞次定律，安培力的作用总是阻碍导体与磁场的相对运动。即使磁极反向，铜片中感应电流的方向也会随之反向，安培力依然是阻力，不会使过山车加速，故B错误； C．刹车效果与导体的导电性正相关：铜的导电性优于铝，因此将铜片换成铝片后，涡电流会变小，电磁阻尼减弱，刹车效果会变差，而不是增强，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律，过山车速度越大，铜片切割磁感线的速度越快，磁通量变化率越大，产生的感应电动势和涡电流越大，对应的安培力（刹车阻力）也越大，故D正确。 故选AD。 9．BD 【详解】正弦交流电电动势峰值 ，角频率 变化后磁感应强度，转速 因此新的峰值 电源电动势有效值不变； 原角频率，新角频率 新频率 A．电阻对交流电的阻碍与频率无关，支路电压不变、电流不变，因此亮度不变，A错误； B．电感感抗，频率增大，感抗增大，支路电流减小，因此变暗，B正确； C．电容容抗，频率增大，容抗减小，支路电流增大，因此变亮，C错误； D．交流电一个周期内电流方向改变2次，现在，每秒有100个周期，因此电流方向每秒改变，D正确。 故选 BD。 10．BC 【详解】A．粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据知，质子第二次加速前、后经过D形盒狭缝的速度比为 根据 则半径比为，故A错误； B．根据 知 则最大动能，故质子飞出D形盒的动能与加速的电压无关，故B正确； C．因 质子在磁场中运动的时间 故仅增大加速电压，质子在磁场中运动的时间减小，故C正确； D．因质子与氘核的电荷数相同，质量之比为1：2，由 质子若正常被加速,换氘核要被正常加速,则要改变交流电的周期,故D错误。 故选BC。 11．(1)B (2) 右 A (3) 变短 【详解】（1）地表附近的地磁场方向是由南向北的，如果通电导线东西放置，导线通电瞬间，导线中的电流在小磁针的位置产生的磁场也是南北方向的，小磁针不一定发生偏转，为了使小磁针在回路中有电流时一定发生偏转，小磁针上方的导线应该南北方向放置。 故选B。 （2）[1]在实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片置于最右端，以保证滑动变阻器接入电路中的电阻值最大，防止电流过大而烧坏实验器材。 [2]利用图乙中的实验装置进行实验时，在断开开关之前，流过A螺线管的电流大于流过B螺线管的电流；小龙用手去拆除A螺线管的导线时，由于A螺线管的自感作用，断电瞬间A螺线管相当于电流大小、方向都不变的电源，该电源与原电路中的电池组串联，总电动势比B螺线管的电动势大，电流也比B螺线管的电流大，故小龙同学被电击可能是在拆除A螺线管所在电路时发生的。 （3）[1]断开开关之前，电源给灯泡、线圈供电，灯泡、线圈的电流方向都向右。 断开开关瞬间，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流大小、方向都不变，线圈给灯泡供电，流过灯泡的电流方向变为向左。 由题图可看出，电流方向发生了改变，故断电前流过灯泡的电流是 [2]在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，由于拔出铁芯后的线圈自感系数明显减小，自感作用明显减弱，故可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。 12．(1) C B (2) D G (3)BC 【详解】（1）[1]电键S闭合后，小灯泡A将瞬间变亮，电路稳定后，线圈电阻可以忽略，小灯泡B被短路，小灯泡A亮度增大。 故选C。 [2]电键S闭合后，小灯泡B瞬间变亮，然后由于线圈短路，则B灯逐渐熄灭。 故选B。 （2）[1]S断开后，小灯泡A电路中没有闭合回路，小灯泡A将立即熄灭。 故选D。 [2]S断开后，线圈L中产生自感电动势阻碍电流的减小，在线圈与小灯泡B构成的闭合回路中产生感应电流，故S断开后，小灯泡B闪亮一下，然后熄灭。 故选G。 （3）开关S拨到1，电感线圈L产生通电自感现象，其阻碍电流增大，回路中的电流慢慢增大，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于阻值逐渐变小的电阻，稳定后电流最大且保持不变，电感线圈两端电压最小，若不计电感线圈的直流电阻，稳定时电感线圈两端电压为零；一段时间后再拨到2，电感线圈L产生断电自感现象，其阻碍电流减小，回路中的电流慢慢减小，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于电动势逐渐减小的电源，自感现象消失后回路的电流和电感线圈两端电压均为零。 故选BC。 13．(1) (2)， 【详解】（1）由图乙得端输入正弦交流电的有效值为 已知， 根据理想变压器电流关系 解得原线圈电流 端输入功率等于电源总功率，则 （2）原线圈两端电压 由理想变压器电压关系 解得副线圈两端电压 电动机以的速度匀速提升物体，则电动机输出功率 设电动机电流为，电动机总功率满足 联立解得 因此电动机电功率 灯泡电流 故灯泡电功率 14．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）a下滑过程中，由机械能守恒定律有 解得 a与b发生弹性碰撞，有， 解得 （2）b进入磁场后，b、c组成的系统动量守恒（安培力为内力），设它们最终共速的速度为，有 解得 总焦耳热 b、c的电阻相等，故 （3）由动量定理，对c有 即 解得 （4）设b恰好未与c相碰，电磁感应中， 平均感应电动势 平均电流 电荷量 解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子从A点运动到C点，根据动能定理得 解得 （2）设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，如图所示 由几何关系得 解得r＝R 由牛顿第二定律得 又因 解得 （3）设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为θ，由几何关系得 解得 粒子在磁场中运动的周期为 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 解得 由几何关系可得粒子在危险区运动时总共与绝缘薄板发生5次碰撞，粒子从离开电场到再次返回电场时间为 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 $