高中物理选修二综合测试题知识点汇总(带答案)

高中物理选修二综合测试题知识点汇总
单选题
1、为了研究输电线上的电阻对远距离输电的影响，某同学设计了如图所示电路，考虑到安全因素未加装升压变压器。

交流发电机接在a、b之间（未画出），忽略发电机线圈的电阻。

开动发电机，待输出电压稳定后，闭合开关S，下列说法正确的是（）
A．若R1阻值调到某值（不为零）时，将滑片P向上滑动，则R2消耗的电功率将增加
B．若R1阻值调到零时，将滑片P向上滑动，则R2消耗的电功率将增加
C．若R1阻值调到某值（不为零）时，将滑片P向上滑动，则电压表V2示数将增加
D．若R1阻值调到零时，将滑片P向上滑动，则电压表V2示数将增加
答案：B
BD．若R1阻值调到零时，则无论怎么调节R2的阻值，电压表V2示数U2不变，由
P2=U22 R2
可知，将滑片P向上滑动，R2的阻值减小，则R2消耗的电功率将增加，B正确，D错误；AC．设电压表V1示数为U1，若R1阻值调到某值（不为零）时，则有
U=I1R1+U1
U2=I2R2
设原、副线圈匝数比为
n1
n2
=n
则有
U1
U2
=n
I1 I2= 1 n
联立解得
U2=
U
n+
R1
nR2
故R2减小，则U2减小；功率
P2=U22
R2
=
U2
n2R2+
R12
n2R2+2R1
可知当
R2=R1 n2
时，P2最大，由于题中未给出R1与R2的大小关系，故无法确定P2的变化，故AC错误。

故选B。

2、如图，理想变压器原线圈与间距为0.5m的水平平行导轨ab、cd连接，导轨间存在磁感应强度大小为1T、方向垂直导轨所在平面向下的匀强磁场，L为标有“2V，4W”字样的灯泡。

长为0.5m、阻值为1Ω的导体棒MN 垂直导轨在两导轨上做往复运动，其速度v=10√2sin100πt(m/s)，灯泡L恰好正常发光。

下列说法正确的是（）
A．通过灯泡的电流的频率为100πHz B．变压器原、副线圈的匝数之比可能为2∶1
C．变压器原线圈两端的电压可能为5VD．导体棒MN消耗的电功率可能为5W
答案：B
灯泡L的额定电压U2=2V，额定电流
I2=P2
U2
=
4W
2V
=2A
阻值
R=U2
I2
=
2
2Ω=1Ω
A．导体棒MN产生的感应电动势与时间的关系为
e= BLv=1×0.5×10√2sin100πt(V)=5√2sin100πt(V)则通过灯泡的电流的频率
f=100π
2πHz=50Hz
故A错误；
B．电动势的有效值
E=
√2
=5V 设变压器原、副线圈的匝数之比为k:1，则原线圈中的电流
I1=I2 k
原线圈两端的电压
U1=kU2
结合
E=I1r+U1
其中r=1Ω，解得
k=2或k=1
2
故B正确；
C．变压器原线圈两端的电压可能为
U1=kU2=2×2V=4V
U1=kU2=2×1
2V=1V
故C错误；
D．导体棒MN消耗的电功率可能为
I12r=(I2
k
)2r=1W
I12r=(I2
k
)2r=16W
故D错误。

故选B。

3、从调谐电路接收到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程是（）
A．调谐B．解调C．调频D．调幅
答案：B
解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。

所以从调谐电路接受到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程叫解调，故选B。

4、如图所示，理想变压器原线圈与灯泡A相连接，副线圈与三个灯泡和一个电流表相连接，四个灯泡完全相同，当输入电路中接入U=220√2sin100πt(V)交流电时，四个灯泡均能正常发光，以下说法正确的是（）
A．1s内通过电流表的电流方向改变50次
B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．灯泡的额定电压为55 V
D．若副线圈中D灯突然烧坏，其余三个灯泡均会烧坏
答案：C
A．由题知，交流电的频率f=50 Hz，通过电流表的电流方向1 s内要改变100次，A错误；
B．四个灯泡均正常工作，设灯泡额定电流为I，额定电压为U0，则原线圈中的电流
I1=I
副线圈中的电流
I2=3I 根据理想变压器电流与线圈匝数成反比，有
n1 n2=
I2
I1
=
3
1
B错误；
C．副线圈电压
U2=U0根据理想变压器电压与线圈匝数成正比，有
U1 U2=
n1
n2
=
3
1
则
U1=3U0
根据题意得
220 =U0+U1
解得
U0=55 V
C正确；
D．当副线圈中D灯突然烧坏，副线圈中电阻增大，则电流减小，故原线圈中电流减小，灯泡A两端的电压变小，则变压器输入电压增大，副线圈两端电压增大，B、C两灯泡会烧坏，D错误。

故选C。

5、手机无线充电利用了电磁感应原理。

如图甲所示，充电基座内的送电线圈接入正弦式交变电流，会激发周期性变化的磁场，手机中安装有受电线圈，二者距离很近时，受电线圈会感应出交变电流，利用二极管整流和滤波电路处理，最终输出直流电为手机电池充电。

图乙和图丙分别是手机中受电线圈经二极管整流前后电压与时间的关系图象。

下列说法正确的是（）
A．送电线圈接入正弦式电流的频率小于50Hz
B．手机远离充电基座时，受电线圈中的电流大小不变
C．受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈两端的电压也达到最大D．将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上，1s内产生的热量相同答案：D
A．送电线圈与受电线圈的频率相同，都为
f=1
T
=50Hz
故A错误；
B．手机远离充电基座时，受电线圈中感应电流变小，故B错误；
C．受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈中的感应电动势为零，线圈两端的电压为零，故C错误；D．将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上，因为他们的电压有效值相等，故1s内产生的热量相同，故D
正确。

故选D。

6、如图所示，理想变压器原线圈c、d两端接入稳定的交流电压，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，滑动变阻器R的滑片处于变阻器正中间，电表均为理想电表，下列说法中正确的是（）
A．只将S从a拨接到b，电流表的示数将减半
B．只将S从a拨接到b，电压表的示数将减半
C．只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，电流表的示数将减半
D．只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，c、d两端输入的功率将为原来的√2答案：C
AB．只将S从a拨接到b，原线圈的匝数n1减半，输入电压不变，根据
U1 U2=
n1 n2
可知副线圈的输出电压U2增大到原来的2倍，即电压表的示数增大到原来的2倍，根据欧姆定律可知，副线圈的输出电流I2增大到原来的2倍，根据
P=UI
可知原线圈的输入电流I1增大到原来的4倍，即电流表的示数将增大到原来的4倍，A、B错误；
CD．只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，负载增大到原来的2倍，因副线圈的输出电压U2不变，根据欧姆定律可知副线圈的输出电流I2减小到原来的一半，根据
P=UI
可知副线圈输出功率减小到原来的一半，所以原线圈输出功率减小到原来的一半，即c、d两端输入功率减小到原来的一半，根据
P=UI
原线圈的输入电流减小到原来的一半，即电流表示数将减半，C正确，D错误。

故选C。

7、一个电热器上标有“220V，800W”，则它在正常工作时（）
A．两端电压的瞬时值是220V B．两端电压的最大值是220V
C．功率的最大值是800W D．额定功率是800W
答案：D
一个电热器上标有“220V，800W”，220V指的是电热器正常工作时的电压有效值；800W指的是电热器正常工作时的额定功率。

故选D。

8、赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，为无线电技术的发展开拓了道路。

下列器件中，既使用了电磁波
接收技术，又使用了电磁波发射技术的是（）
A．电吹风B．洗衣机C．电熨斗D．手机
答案：D
A．电吹风是消耗电能产生热能与风能，与电磁波发射与接收无关，故A错误；
B．洗衣机是消耗电能产生动能，与电磁波发射与接收无关，故B错误；
C．电熨斗是消耗电能产生热能，与电磁波发射与接收无关，故C错误；
D．手机同时使用了电磁波接收和发射技术，故D正确。

故选D。

多选题
9、如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。

ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子，已知电子的比荷为k，则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为（）
kBl
A．从a点射出的电子的速度大小为1
2
kBl
B．从a点射出的电子的速度大小为1
4
kBl
C．从d点射出的电子的速度大小为5
4
kBl
D．从d点射出的电子的速度大小为√5
4
答案：BC
AB．从a点和d点射出的电子运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
R a=l 4
根据洛伦兹力提供向心力可得
qv a B=m v a2 R a
解得
v a=1
4 kBl
故A错误，B正确；
CD．对于从d点射出的电子，根据几何关系可得
R d2=l2+(R d-l
2
)2
解得
R d=5l 4
根据洛伦兹力提供向心力可得
qv d B=m v d2 R d
解得
v d=5
4 kBl
故C正确，D错误．
故选BC。

10、如图所示，有界匀强磁场的宽度为√2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里正方形abcd是粗细均匀的导体框，总电阻为4R，边长为L，该导体框处于纸面内。

导体框在外力作用下沿对角线ac（垂直于磁场
边界）由I位置匀速运动到Ⅲ位置，速度大小为v，则（）
A．导体框由I位置到Ⅲ位置过程中感应电流的方向保持不变
B．导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中最大感应电流为BLv
4R C．导体框由I位置到Ⅲ位置过程中通过的电荷量为零
D．导体框由I位置到Ⅱ位置过程中外力的最大功率为B 2L2v2 2R
答案：CD
A．导体框由I位置到Ⅱ位置过程中磁通量增加，根据右手定则可知图中电流方向为逆时针，导体框由Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中磁通量减小，根据右手定则可知图中电流方向为顺时针，A错误；
B．导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中当bd位于磁场两边界上时，导体框切割磁场的有效切割长度的最长的，为√2L，则产生的最大电动势为
E=B√2Lv
根据闭合电路欧姆定律知最大电流
I=E 4R
故最大感应电流为
I=√2BLv
4R
B错误；
C．导体框由I位置运动到Ⅱ位置过程中平均感应电动势为
E̅=ΔΦ
Δt
=
BL2−0
Δt
则平均感应电流为
I=E̅
4R
=
BL2
4RΔt
通过的电荷量
q=IΔt=BL2 4R
同理导体框由Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中，平均感应电动势为
E̅=ΔΦ
Δt
=
0−BL2
Δt
则平均感应电流为
I=E̅
4R
=−
BL2
4RΔt
通过的电荷量
q′=−BL2 4R
则导体框由I位置到Ⅲ位置过程中通过的电荷量为
q
总
=q+q′=0
C正确；
D．导体框由I位置到Ⅱ位置过程中，bd位于磁场左边界上时，感应电流最大为√2BLv
4R
，安培力最大为
F
安
=BI√2L
因为匀速，合力为零，则最大外力
F=F
安
外力的最大功率
P=Fv
联立可得
P=B2L2v2
2R
D正确。

故选CD。

11、关于电磁波谱，下列说法正确的是（）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
C．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
D．γ射线波长比X射线波长短
答案：ABD
A．电视遥控器是利用红外线进行控制电视的，故A正确；
B．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施，选项B正确；
C．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，X射线用来进行透视，故C错误；
D．根据电磁波谱的性质可知，γ射线波长比X射线波长短，故D正确。

故选ABD。

12、如图所示，在xOy平面内第Ⅰ象限y轴和虚线y=√3
3
x之间存在范围足够大的匀强磁场（边界上有磁场），方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，在A(0，l)处有一个粒子源，可沿平面内各个方向射出质量为m，
电荷量为q的带负电的粒子，粒子速率均为√3qBl
2m
，不计粒子间的相互作用与粒子的重力，则粒子在磁场中运
动的时间可能是（）
A．πm
3qB B．2πm
qB
C．πm
qB
D．5πm
3qB
答案：ACD
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律有
qvB=m v2 R
解得
R=mv
qB
=
√3l
2
粒子在磁场中运动的周期为
T=2πR
v
=
2πm
Bq
根据数学知识可知虚线与x轴正方向的夹角为
θ=arctan √3
3
=30°
A点到虚线的距离为
d=lcosθ=√3l
2
=R
当粒子的速度方向沿y轴正方向时，粒子在磁场中运动的时间最短，为
t min=0
根据几何关系可知，当粒子从A点射入磁场的速度方向垂直于虚线时，其运动轨迹恰好与虚线相切，此时粒子在磁场中转过的圆心角最大，为
αmax=360°−2θ=300°
粒子运动时间最长，为
t max=αmax
360°
T=
5πm
3qB
综上所述可知ACD可能，B不可能。

故选ACD。

13、下列说法中正确的是（）
A．简谐运动的周期与振幅无关
B．太阳光经过三棱镜的两次折射后，会发散成彩色光带
C．电磁波传递信号可以实现无线通信，也可以通过有线传输
D．在光的双缝干涉实验中，保持入射光频率不变，增大双缝间的距离，则干涉条纹间距也增大
答案：ABC
A．简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振幅无关，A正确；
B．太阳光经过三棱镜的两次折射，因为不同色光折射率的不同，则会发散成彩色光带，B正确；
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过光缆传输，C正确；
D．在光的双缝干涉实验中，根据条纹间距公式
λ
Δx＝L
d
若只增大双缝间的距离，则条纹间距变小，D错误。

故选ABC。

填空题
14、回旋加速器的构造如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中。

工作时交流电的周期和粒子做圆周运动的周期__________（选填“相等”或“不相等”），粒子经电场加速，经磁场回旋，获得的最大动能由磁感应强度和D形盒的________决定，与加速电压无关。

答案：相等半径
[1] 粒子在匀强磁场中偏转一周要经过缝隙两次，工作时每次经过缝隙都要被电场加速，即粒子在匀强磁场中偏转一周要被加速两次，而交流电在缝隙间产生的电场方向在交流电一个周期内变化两次，故工作时交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等
[2] 设磁感应强度为B，D形盒的半径为R，粒子的质量与电荷量分别为m、q，粒子最大速度为v m，由洛伦兹力提供向心力得
qv m B=m v m2 R
粒子获得的最大动能
E km=1
2
mv2m=
q2B2R2
2m
可见粒子获得的最大动能由磁感应强度和D形盒的半径决定，与加速电压无关。

15、如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R，已知该电场的电场强度为E，方向竖直向下;该磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，重力加速度为g，则液滴带____（选填“正”或“负”）电，液滴沿____（选填“顺”或“逆”）时针方向运动，液滴运动速度大小v=____。

答案：负顺RBg
E
[1]电场力方向竖直向上，液滴带负电；
[2]液滴在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场中做匀速圆周运动，可知qE=mg
得
q m=g E
[3]由左手定则可判断液滴沿顺时针方向转动；对液滴有
qvB=m v2
R
得
v=RBg E
16、如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。

粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B1，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。

带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。

偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。

带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。

已知偏转磁场的磁感应强度为B2，带电粒子的重力可忽略不计。

（1）为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源______（选填“正极”或“负极”）相连，b板需与电源______（选填“正极”或“负极”）相连；
（2）射入偏转磁场粒子的速度为______（用题目所给物理量字母表示）。

答案：正极负极E
B1
（1）[1][2]根据粒子在磁场中偏转方向可知，粒子带正电，则粒子在速度选择器中受洛伦兹力向左，电场力向
右，则为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源正极相连，b板需与电源负极相连。

（2）[3]粒子在速度选择器中做直线运动时满足
qE=B1qv
则射入偏转磁场粒子的速度为
v=E B1
解答题
17、如图所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距
L=0.2m，R=0.3Ω的电阻接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg、接入电路的电阻r=0.1Ω的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2。

从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F=0.45N、方向水平向左
的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中ab棒始终保持与导轨垂直且接触良好。

（g=10m/s2）
（1）分析导体棒的运动性质；
（2）求导体棒所能达到的最大速度；
（3）试定性画出导体棒运动的速度－时间图象。

答案：（1）做加速度减小的加速运动，最终做匀速运动；（2）10m/s；（3）
（1）导体棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势
E=BLv
回路中的感应电流为
I=E
R+r
导体棒受到的安培力为
F安=BIL
导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力F f的作用，根据牛顿第二定律有
F－μmg－F安=ma
联立解得
F－μmg－B2L2v
=ma
R+r
由⑤可知，随着速度的增大，安培力增大，加速度a减小，当加速度a减小到0时，速度达到最大，此后导体棒做匀速直线运动；
（2）当导体棒达到最大速度时，有
F－μmg－B2L2v m
=0
R+r
代入数据解得
v m=10m/s
（3）由（1）（2）中的分析与数据可知，导体棒运动的速度－时间图象如图所示
18、如图所示，将某正粒子放射源置于原点O，其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q。

在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与y轴正向相同，在d<y≤2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。

粒子离开电场上边缘y＝d时，能够到达的最右侧的位置为（1.5d，d）。

最终恰没有粒子从y＝2d的边界离开磁场。

已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计
粒子重力以及粒子间的相互作用，求：（1）电场强度E；
（2）磁感应强度B；
（3）粒子在磁场中运动的最长时间。

答案：（1）8mv 2
9qd ；（2）8mv0
3qd
；（3）127πd
240v0
（1）对沿x轴正方向发射的粒子，有x＝1.5d
y＝d
由类平抛运动规律得
x＝v0t
y=1
2
at2
a＝qE
m
联立可得
E＝8mv0
9qd
（2）沿x轴正方向发射的粒子射入磁场时，有1.5d＝v0t
d=v y 2 t
联立可得
v y=4 3 v0
v=√v02+v y2=5 3 v0
方向与水平方向成53°角，斜向右上方
据题意知该粒子轨迹恰与上边缘相切，则其余粒子均达不到y＝2d边界由几何关系可知
d=R+3 5 R
根据牛顿第二定律有
Bqv＝m v2 R
解得
R=mv qB
联立可得
B=8mv0 3qd
（3）粒子运动的最长时间对应最大的圆心角，经过点（1.5d，d）恰与上边界相切的粒子运动的轨迹对应的圆心角最大
由几何关系可知圆心角θ＝254°
粒子运动周期
T＝2πm
qB ＝3πd
4v0
粒子在磁场中运动的最长时间
t max＝θ
360°T＝127πd
240v。