第1章 专题提升课3 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步教参（人教版·新教材）

1．(2026·广西钦州市期中)一速度选择器如图所示，当粒子速度满足v0＝时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度v射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是(　　) A．粒子一定带正电 B．粒子射入的速度一定是v> C．粒子射出时的速度可能大于射入速度 D．粒子射出时的速度一定小于射入速度 解析：选C。假设粒子带正电，则所受电场力向下，由左手定则知所受洛伦兹力方向向上，由受力分析结合运动轨迹知qvB>qE，则v>，运动过程中洛伦兹力不做功，电场力做负功，则粒子速度减小；若粒子带负电，所受电场力向上，则由左手定则知所受洛伦兹力方向向下，由受力分析结合运动轨迹知qvB<qE，则v<，运动过程中洛伦兹力不做功，电场力做正功，则粒子速度增大，故C正确，A、B、D错误。 2．磁流体发电机工作原理如图所示，a、b是正对的两个电阻可忽略的导体电极，面积均为S，间距为d，分别与负载电阻R相连。a、b之间存在匀强磁场，当高温等离子电离气体以速度v0向右进入a、b之间时，运动的电离气体受到磁场作用，使a、b之间产生了电势差，理想电压表的示数为U，通过负载电阻R的电流由1指向2。已知a、b之间等离子体的等效电阻为R，则关于a、b之间磁感应强度B的大小和方向，下列说法正确的是(　　) A．B＝，垂直于纸面向里 B．B＝，垂直于纸面向外 C．B＝，垂直于纸面向外 D．B＝，垂直于纸面向里 解析：选B。通过负载电阻R的电流由1指向2，可知b极板带正电，根据左手定则可知，磁感应强度垂直于纸面向外；理想电压表的示数为U，可知感应电动势E＝U＋×R＝U，当导体电极间的电势差稳定时，有q＝qv0B，解得B＝。 3.血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是(　　) A．离子所受洛伦兹力方向由M指向N B．血液中正离子多时，M点的电势高于N点的电势 C．血液中负离子多时，M点的电势高于N点的电势 D．血液流量Q＝ 解析：选D。根据左手定则，正离子受到竖直向下的洛伦兹力而聚集在N一侧，负离子受到竖直向上的洛伦兹力而聚集在M一侧，则M点的电势低于N点的电势，故A、B、C错误；正、负离子达到稳定状态时，由qvB＝q可得流速v＝，流量Q＝Sv＝·＝，故D正确。 4.(2026·陕西西安市期中)安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q，流量计的示意图如图所示，左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电势差为U，污水流过管道时受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系数，L为管道长度，v表示污水的流速，则(　　) A．污水中离子浓度越大电势差U越大 B．金属板M的电势低于金属板N的电势 C．左、右两侧管口的压强差Δp＝ D．污水的流量Q＝ 解析：选C。污水中的离子受到洛伦兹力，正离子向上极板聚集，负离子向下极板聚集，所以金属板M的电势高于金属板N的电势，从而在管道内形成匀强电场，最终离子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡，即qvB＝q，解得U＝cvB，可知电势差U与污水中离子浓度无关，故A、B错误；污水流过该装置受到的阻力f＝kLv2＝ka·，污水匀速通过该装置，则两侧的压力差等于阻力，即Δp·bc＝f，则Δp＝＝＝，故C正确；污水的流量Q＝vbc＝·bc＝，故D错误。 5.(2026·黑龙江大庆市期中)物理学家霍尔在实验中发现，当电流垂直于磁场通过导体或半导体材料左、右两个端面时，在材料的上下两个端面之间产生电势差。这一现象被称为霍尔效应，产生这种效应的元件叫霍尔元件。霍尔元件的原理示意图如图所示，其霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B的关系可用公式UH＝kH表示，其中kH叫该元件的霍尔系数，下列说法正确的是(　　) A．霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势 B．式中霍尔系数是一个没有单位的常数 C．公式中的d指图中元件前、后表面间的距离 D．公式中的d指图中元件上、下表面间的距离 解析：选C。霍尔电压的产生是由于运动电荷在磁场中受洛伦兹力发生偏转，导致上、下表面积累电荷。若自由电荷为正电荷，根据左手定则，正电荷向上表面偏转；若为负电荷，如金属中的电子，负电荷向上表面偏转；因此上表面电势不一定高于下表面，A错误。当自由电荷受力平衡时，h为上、下表面间距，qvB＝q，设d为前、后表面间距，则S＝dh，结合电流微观表达式I＝nqSv，联立推导可得UH＝×，所以d为前、后表面间距，霍尔系数kH＝，n的单位为m－3，q的单位为C，故kH单位为m3/C，B、D错误，C正确。 6．(多选)(2026·福建厦门市期末)门磁装置是一种新型防盗设备，其简化结构如图所示，永磁铁固定在门框上，霍尔元件固定在门板上，其长、宽、高分别为l、b、h，元件通有如图所示方向的恒定电流I。门关闭时霍尔元件在永磁铁正下方，门打开时，霍尔元件所在位置磁场的磁感应强度减小导致霍尔电压发生变化，当电压达到某设定值时报警器发出警报。若达到报警条件时霍尔元件与永磁铁之间的距离越小则设备灵敏度越高，则(　　) A．门打开时，霍尔电压升高 B．门打开时，霍尔电压降低 C．适当增大b，该设备将更加灵敏 D．适当增大h，该设备将更加灵敏 解析：选BD。电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有e＝Bev，结合电流的微观定义式有I＝neSv＝nebhv，联立得U＝，门打开时，霍尔元件所在位置磁场的磁感应强度减小，霍尔电压降低，故A错误，B正确；由U＝可知，霍尔电压与b无关，适当增大h，其他条件不变情况下，该设备将更加灵敏，故C错误，D正确。 7．(多选)(2026·山东济南市期中)某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为L、直径为D，左、右两端开口，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极。当污水(含有大量的正、负离子)充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后a、c两端的电压为U，显示仪器显示污水流量为Q(单位时间内排出的污水体积)下列说法正确的是(　　) A．匀强磁场的磁感应强度B＝ B．a侧电势比c侧电势低 C．污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D．污水流量Q与U成正比 解析：选AD。流量Q＝Sv＝π2v，达到平衡时，电势差稳定，有qvB＝qE，又E＝，解得U＝BDv，U的大小与粒子浓度无关，所以流量Q＝，解得B＝，故A、D正确，C错误；磁场方向竖直向下，由左手定则，可知污水中的正离子聚集到a端，负离子聚集到c端，a侧电势比c侧电势高，B错误。 8.(2026·湖北宜昌市期末)如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在方向垂直于前后侧面、磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上下表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U、电流I、磁场B存在关系U＝K，式子中比例系数K称为霍尔系数，设电流I是电子的定向移动形成的，电子电荷量为e，则下列说法正确的是(　　) A．达到稳定状态时，导体上侧面的电势高于下侧面的电势 B．在电子向导体板一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力对电子做正功 C．当导体板上、下两侧形成稳定的电势差U时，电子所受的电场力大小为 D．由静电力和洛伦兹力平衡的条件，可以证明霍尔系数K＝，其中n代表导体板单位体积中电子的个数 解析：选D。由左手定则判断，电子会偏向上侧面，下侧面上出现等量的正电荷，电场线向上，所以上侧面的电势低于下侧面的电势，故A错误；在电子向导体板一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力不做功，故B错误；电子所受电场力的大小F＝eE＝e，故C错误；电子所受的洛伦兹力的大小F洛＝eBv，当电场力与洛伦兹力平衡时，则有e＝evB，解得U＝hvB，导体中通过的电流I＝nev·d·h，由U＝K，解得hvB＝K＝K，联立解得K＝，故D正确。 9．(10分)一种微型磁流体发电装置如图所示。平行金属板A、C正对放置，板长a＝0.2 m，宽b＝0.25 m，间距c＝0.5 m，板间有一磁感应强度大小B＝2 T，方向平行于金属板并由N指向S的匀强磁场，电阻率ρ＝0.1 Ω·m的等离子体以12 m/s的速度v垂直于B射入磁场，电阻R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电动机额定电压U＝6 V，线圈电阻RM＝0.5 Ω。闭合开关，电动机在竖直面内匀速向上提升质量m＝5 kg的重物，并恰好正常工作，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。 (1)判断A、C板哪个是正极，并求该电源的电动势E和内阻r。(3分) (2)求流经电动机的电流IM。(2分) (3)求重物运动的速度大小v。(5分) 解析：(1)根据左手定则可知，正离子向下偏转，C板是正极，流体在内部平衡，有q＝qvB 解得E＝cvB＝12 V 电源内部电流从A流向C，内阻r＝ρ＝1 Ω。 (2)流经电阻R2的电流I2＝＝1 A 干路上的电流I干＝＝3 A 流经电动机的电流IM＝I干－I2＝2 A。 (3)电动机总功率PM＝IMU＝12 W 电动机线圈热功率PQ＝IRM＝2 W 电动机机械功率P机＝PM－PQ＝10 W 重物运动的速率v＝＝0.2 m/s。 答案：(1)C板　12 V　1 Ω　(2)2 A　(3)0.2 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $