选择性必修第二册综合检测试题（四） （满分 100 分，答题时间 75 分钟） 一、单选题（本大题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分 ） 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示。速度选择器中，磁场（方向垂直纸面）与电场正交，磁感强度为 B1 ，两板间电压为 U，两板间距离为 d；偏转分离器中，磁感强度为 B2 ，磁场方向垂直纸面向外。现有一质量为 m、电荷量为 q 的粒子（不计重力），该粒子以某一速度恰能匀速通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周 运动，最终打在感光板 A1 A2 上。下列说法正确的是（　　） A．粒子带负电 B．速度选择器中匀强磁场的方向垂直纸面向里 C．带电粒子的速率等于 U/dB2 mU D．粒子进入分离器后做匀速圆周运动的半径等于 qdB1 B2 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1∶n2=2∶1，输入端接在 u  30 2sin100π(V) t 的交流电源上，R1 为 电阻箱，副线圈连在电路中的电阻 R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当 R1=0 时，电压表的读数为 30V B．当 R1=0 时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡能够正常发光 C．当 R1=10Ω 时，电流表的读数为 1A D．当 R1=10Ω 时，电压表的读数为 6V 3．物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于物理学中的思想方法，叙述不 正确的是（　　） A．求重心、合力、总电阻、平均速度、瞬时速度和电流有效值都使用了等效替代思想 B．伽利略在批判亚里士多德关于自由落体运动的观点时应用了归谬法 C．加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量 D．用点电荷和质点研究物理问题时都采用了“理想化模型法” 4．下列说法中正确的是（　　） A．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大 B．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零 C．磁感应强度的方向与通电直导线在该处所受磁场力方向相同 D．若一小段电流在某处所受的磁场力为零，则该处的磁感应强度不一定为零 5．如图所示，两正对水平放置的带电平行金属板间形成匀强电场（不考虑边缘效应），金属板右下方以 MN、PQ 为上下边界，MP 为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场高度为 d，MN 与下金 属板等高，MP 与金属板右端在同一竖直线上。一电荷量为 q、质量为 m 的正离子，以初速度 v0 平行于金 属板面从 A 点射入金属板间，不计离子的重力，离子恰好从下极 板 的右侧边缘垂直进入磁场区域，并从边界 MP 的 P 点离开磁场， 则 磁场的磁感应强度 B 大小为（　　） 2mv0 A． 2qd mv0 B． qd 2mv0 C． qd 5mv0 D． 2qd 6．图甲为一交流发电机的示意图，匀强磁场磁感应强度为 B，匝数为 n，面积为 S，总电阻为 r 的矩形线圈 abcd 绕轴 OO� 做角速度为 ω 的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻 R 形成闭合电路，回路中接有一理 想交流电流表。图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势 e 随时间 t 变化的图像，下列说法中正确的是（　　） nB S A．电流表的示数值为 2( r  R) t3 B． 时刻穿过线圈的磁通量变化率为 nBS C．从 t3 到 t4 这段时间通过电阻 R 的电荷量为 nBS R t1 t3 2nBS D．从 到 这段时间穿过线圈磁通量的变化量为 7．关于本题四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲是回旋加速器的示意图，要想带电粒子获得的最 大动能增大，可增加电压 B．图乙是磁流体发电机的示意图，可以判断出 B 极板是 发电机的负极， A 极板是发电机的正极 C．图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力） 能够自右向左沿直线匀速通过速度选择器的条件是 Eq  qvB ，即 v E B D．图丁是质谱仪的示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 S3 说明粒子的比荷越大 二、多选题（本大题共 3 小题，漏选得 3 分，共 18.0 分） 8．如图所示，在 xOy 平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，一带电粒子从 y 轴上的 后在 N M y 点射入磁场，速度方向与 轴正方向的夹角 x 点（图中未画出）垂直穿过 正半轴。已知   30� MO  d 。粒子经过磁场偏 q ，粒子电荷量为 ，质 转 量 为 m ，重力不计，则（　　） A．粒子带负电荷 B．粒子速度大小为 2 m C．粒子在磁场中运动的时间为 3qB 2qBd m D． N 与 O 点相距 3d 9．如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中有质量和电荷量都相同的两油滴 M、N．M 静止，N 做半径为 R 的 匀速圆周运动，若 N 与 M 相碰后结合在一起，则关于它们的下列说法中正确的是（　　） A．以 N 原速率的一半做匀速直线运动 B．仍以 R 为半径做匀速圆周运动 R C．以 2 为半径做匀速圆周运动 D．仍然做匀速圆周运动，周期与 N 的相同 10．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机（内阻不计）输出 的正弦交流电压的有效值为 250V，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻 R0  4Ω ，降压变压器的原、副线圈匝数之比 n3 : n4  4 :1 ，降压变压器的副线圈与阻值 R  11Ω 的电阻及电压表组 成闭合电路，理想电压表的示数为 220V。变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．通过 R0 的电流的有效值为 5A B．升压变压器的原、副线圈匝数之比 C．输电线电阻 R0 n1 : n2  1: 4 两端电压的最大值为 20 2V D．发电机的输出功率为 4500W 三、填空题（本大题共 2 小题，共 12 分） 11．分析航天探测器中的电子束运动轨迹可知星球表面的磁场情况。在星球表面某 处，探测器中的电子束垂直射入磁场。在磁场中的部分轨迹为图中的实线，它与虚 线矩形区域 ABCD 的边界交于 a、b 两点。a 点的轨迹切线与 AD 垂直，b 点的轨迹 � 切线与 BC 的夹角为 60 。已知电子的质量为 m，电荷量为 e，电子从 a 点向 b 点运 动，速度大小为 v0，矩形区域的宽度为 d，此区域内的磁场可视为匀强磁场。据此 可知，星球表面该处磁场的磁感应强度大小为___________，电子从 a 点运动到 b 点所用的 c 时间为___________。 12．在下图所示的电路中，若线圈 L 的电阻 RL 与灯泡 A 的电阻 RA 相等，则开关 S 断开前后，通过线圈 L 的电流随 时间变化的图像是图中的________，通过灯泡 A 的电流随时间变化的图像是图中的________。若 RL 远小于 RA ，则 开关 S 断开前后，通过线圈 L 的电流随 时间变化的图像是图中的________，通过灯泡 A 的电流随时间变化的图像是图中的____ _____。 A． B． C． D． 四、计算题（本大题共 4 小题，共 42 分） 13．(8 分）如图所示，宽 L=0.8m 的光滑平行导轨与水平面的夹角 θ=37°，质量 m=0.6kg、长度 L=0.8m 的金属杆 ab 水平放置在导轨上，电源电动势 E=9V、内阻 r=0.5Ω，金属杆的电阻 R1=1.5Ω，导轨电阻不计，金属杆与导轨垂直 且接触良好空间存在着垂直于平行导轨平而向上的匀强磁场（图中没画出），当电阻箱的电阻 R2=1Ω 时，闭合开 关 S，金属杆恰好能静止。已知此时金属杆受到的磁场力平行于导轨，取重力加速度大小 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）已知通电导线与磁场方向垂直时，受到的磁场力 F 的大小与导线中的电流 I 和导线长度 L 的乘积及磁感应强 度 B 均成正比，即 F=ILB，求匀强磁场的磁感应强度 B 的大小； （2）保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为 R2′=3Ω 时，闭合开关 S，同时由静止释放金属杆求此时金属杆的加 速度。 14．（10 分）如图所示，高 h =0.8m 的绝缘水平桌面上方的区 域Ⅰ中存在匀强电场，场强 E 的方向与区域的某一边界平行，区域Ⅱ中存在垂直于纸面的匀强磁场 B。现有一质量 m=3.0×10-3kg，带电荷量 q=+1.0×10-3C 的小球从 A 点以 v0=5.0m/s 的初速度水平向右运动，匀速通过区域Ⅱ后落在 水平地面上的 B 点，已知小球与水平桌面间的动摩擦因数 μ=0.1，区域宽度均为 L=1.0m，落地水平距离 x =1.6m。 试求： （1）小球在区域Ⅱ中的速度 v 的大小； （2）区域Ⅱ中的磁感应强度 B； （3）区域Ⅰ中的电场强度 E。 15．（10 分）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为 R，磁场方向垂直横截面，如图所示。一 质量为 m、电荷量为 q（ q0 60� 。不计粒子重力，求： ）的粒子以速率 v0 沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向 （1）该磁场的磁感应强度 B 大小； （2）粒子在磁场中运动的时间 t。 16．（14 分）如图甲所示，水平面上固定着间距为 L  1m 的两条平行直轨道（除 DE、CF 是绝缘的连接段外，其 他轨道均为不计电阻的导体）， AB 之间有一个 R  1Ω 的定值电阻， DC 的左侧轨道内分布着竖直向下的匀强磁场 B1 ，该磁场随时间的变化情况如图乙所示， B2  1T ，方向竖直向上、 m2  2kg 、电阻 接触良好。 DC r2  0.5Ω t0 时刻，质量 的 b 棒在距离 EF EF 的右侧轨道内分布着垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度 m1  1kg 右侧 d 2  4.5m 左侧的轨道与棒间的动摩擦因数 于滑动摩擦力，不考虑轨道连接处的阻碍。 、电阻   0.2 t  0.5s r1  1Ω 的 a 棒静止在距离导轨左侧 d1  2m 处被一种特定的装置锁定，两棒均长 ， DC 处，质量 L  1m ，且与轨道 右侧的轨道光滑且足够长，可认为最大静摩擦力等 时，对 a 棒施加水平向右 F  5N 的恒力，在离开 B1 磁场区域时 已达到稳定的速度，过 DC 后撤去恒力。当 a 棒接触到 b 棒时，如棒的锁定