人教版高中物理选择性必修第二册模块综合检测含答案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册全册综合课堂检测，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
模块综合检测(时间:75分钟　满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.下图为一正弦式交流电压随时间变化的图像,下列表达式正确的是(　　)A.U=2sin 0.2πt(V)                B.U=sin 10πt(V)C.U=2sin 10πt(V)                D.U=sin 0.2πt(V)解析:由图像知,交流电压最大值Um=2 V,周期T=0.2 s,则ω==10π rad/s,故选项C正确.答案:C2.如图甲所示,a、b、c三个金属线圈放置在绝缘水平面上,b、c两线圈用金属导线相连,c线圈所在区域有垂直于线圈平面向里的磁场(图乙),能使a线圈中产生感应电流的是              (　　)甲         A              B              C              D乙解析:要使a线圈中产生感应电流,则穿过a线圈的磁通量要发生变化,所以b、c线圈中必须产生变化的感应电流.选项A中,c线圈所在区域的磁场恒定,不会产生感应电流.选项B、C中,c线圈所在区域的磁场均匀变化,产生恒定感应电流.选项D中,c线圈所在区域的磁场非均匀变化,产生变化的感应电流.答案:D3.关于电磁感应现象,下列说法正确的是 (　　)A.法拉第发现了电磁感应现象,实现了磁生电的设想B.楞次定律表明,感应电流的方向一定与原来的电流方向相反C.磁与电紧密联系,有磁必有电,有电必有磁D.电磁感应现象中,感应电流产生的磁场总是跟原来的磁场方向相反解析:法拉第发现了电磁感应现象,实现了磁生电的设想,使人类社会进入电气时代,故选项A正确.由楞次定律的“增反减同”可知,感应电流的方向可能与原来的电流方向相反,也可能与原来的电流方向相同,故选项B错误.磁与电紧密联系,有磁不一定有电,但有电必有磁,故选项C错误.电磁感应现象中,由楞次定律的“增反减同”可知,感应电流产生的磁场总是阻碍原来磁通量的变化,则感应电流产生的磁场可能跟原来的磁场方向相反,也可能与原来的磁场方向相同,故选项D错误.答案:A4.为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计.该装置由绝缘材料制成,其长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口.在垂直于上下底面方向加一匀强磁场,前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极.污水充满管口从左向右流经该装置时,接在M、N两端的电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法正确的是              (　　)A.M端的电势比N端的高B.电压表的示数U与a和b均成正比,与c无关C.电压表的示数U与污水的流量Q成正比D.若污水中正、负离子数相同,则电压表的示数为0解析:根据左手定则知,正离子所受的洛伦兹力方向向里,则向里偏转,N端带正电,同理可知,M端带负电,则M端的电势比N端电势低,故选项A错误.最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有qvB=q,解得U=vBb,电压表的示数U与b成正比,与污水中正、负离子数无关,故选项B、D错误.因为v=,则流量Q=vbc=,因此U=,所以电压表的示数U与污水流量Q成正比,故选项C正确.答案:C5.如图所示的振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时              (　　)A.a点电势比b点高B.电容器两极板间电场强度正在减小C.电路中电场能正在增大D.线圈中感应电动势正在增大解析:结合图中的磁场方向,根据安培定则可知,线圈中的电流从b到a,此时电流正在增强,表明电容器正在放电,所以下极板带正电,上极板带负电,a点电势比b点电势低,电容器两极板间电场强度正在减小,电场能在减小,线圈中感应电动势变小,故选项B正确,选项A、C、D错误.答案:B6.如图甲所示,矩形导线框固定在匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直.规定垂直于纸面向里的方向为磁场的正方向,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,则              (　　)      甲                   乙A.从0到t2时间内,导线框中电流的方向先为adcba再为abcdaB.从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcbaC.从0到t1时间内,导线框中电流越来越小D.从0到t1时间内,导线框ab边受到的安培力不变解析:磁场先是垂直于纸面向里减小,后是垂直于纸面向外增大,根据楞次定律和安培定则可知,导线框中电流的方向不变,均为adcba,选项A错误,选项B正确.根据法拉第电磁感应定律可知,E∝,根据欧姆定律可知,I∝E,故I∝,磁感应强度随时间均匀变化,故导线框中电流恒定不变,选项C错误.从0到t1时间内,穿过线圈的磁通量的变化率相同,感应电动势恒定不变,电路中电流大小恒定不变,磁感应强度均匀减小,故导线框ab边受到的安培力越来越小,选项D错误.答案:B7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1,R1=40 Ω,R2=80 Ω,L为电感线圈,通过电阻R1的正弦式电流如图乙所示,灯泡L1正常发光,则              (　　)      甲                    乙A.原线圈输入电压为200 VB.原线圈电压频率为250 HzC.电阻R2的电功率为10 WD.若增大U的频率,则灯泡L1将变亮解析:由题图乙可知,通过R1的电流的有效值为I= A,所以副线圈两端的电压为U2=IR1=20 V,则原线圈两端的电压为U=5U2=100 V,故选项A错误.由题图乙可知,交变电流的周期T=0.02 s,所以频率为f==50 Hz,变压器只改变电压,不改变频率,故选项B错误.电阻R2消耗的电功率为P2==10 W,故选项C正确.若增大U的频率,副线圈两端的电压不变,但电感线圈的感抗增大,通过灯泡的电流减小,所以灯泡变暗,故选项D错误.答案:C二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.如图甲所示,EF、GH是间距l=1 m的足够长的光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面夹角为α,在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,导轨电阻不计,长为1 m的导体棒ab垂直EF、GH放置在导轨上,导体棒电阻R=2 Ω;EF、GH右侧连接一电路,已知灯泡L的规格是“3 V 1.5 W”,定值电阻R1=3 Ω、R2=6 Ω,在t=0时,将导体棒ab从某一高度由静止释放,导体棒的速度—时间图像如图乙所示,其中OP段是直线,PM段是曲线,M点后是水平直线.若导体棒沿导轨下滑12.5 m时,导体棒达到最大速度,并且此时灯泡L正常发光.假设灯泡的电阻恒定不变,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)           甲                  乙A.α=37°B.导体棒的质量为0.05 kgC.匀强磁场的磁感应强度大小B为0.5 TD.从导体棒由静止释放至速度达到最大的过程中,通过小灯泡的电荷量为1 C解析:导体棒在磁场外运动时,由题图乙得a1==5 m/s2,由牛顿第二定律知a1=gsin α,可知α=30°,故选项A错误.小灯泡正常发光时,I==0.5 A,导体棒中的电流也为I=0.5 A;导体棒达到最大速度时,I=,其中R灯==6 Ω,R12==2 Ω,由图乙知最大速度为vm=10 m/s,解得B=0.5 T,故选项C正确.导体棒达到最大速度时,mgsin α=BIl,解得m=0.05 kg,故选项B正确.导体棒在磁场中滑行的距离x=12.5 m-a1t2=10 m,通过小灯泡的电荷量q===0.5 C,故选项D错误.答案:BC 9.如图所示,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直于纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速直线运动,c以相同速度向左做匀速直线运动,比较它们的重力Ga、Gb、Gc的大小,正确的是 (　　)A.Ga最大　　　　           　B.Gb最大C.Gc最大                   D.Gb最小解析:设三个油滴的电荷量为q,电场强度为E,磁感应强度为B,运动电荷的速度大小为v.三个油滴都处于平衡状态,合力为0.对a有Ga=Eq,受静电力方向竖直向上,可知a带负电,则b、c也带负电.根据左手定则可判断,b所受洛伦兹力方向竖直向下,c所受洛伦兹力方向竖直向上,对b有Gb=Eq-Bqv;对c有Gc=qE+qvB,所以有Gc>Ga>Gb.选项C、D正确.答案:CD10.下图为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿横截面直径入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转60°;该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°.带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的              (　　)A.半径之比为∶1B.速度之比为1∶C.时间之比为2∶3D.时间之比为3∶2解析:设磁场半径为R,当粒子第一次以速度v1沿横截面直径入射时,根据几何知识可得=tan 60°,即r1=R.当粒子第二次以速度v2沿截面直径入射时,根据几何知识可得r2=R,所以=∶1,选项A正确.同一个带电粒子在相同的磁场中以不同的速率运动,根据公式r=,可得==∶1,选项B错误.因为周期T=,与速度无关,所以运动时间之比为==,选项C正确,选项D错误.答案:AC三、非选择题:共54分.11.(10分)按下图连接好电路,闭合开关S,发现小灯泡不亮,原因是　　　　　;用电吹风对NTC热敏电阻吹一会,会发现小灯泡　　　　,原因是　　　　;停止吹风,会发现　　　　　　　　　;把热敏电阻放入冷水中会发现　　　　　　　　　　　. 解析:分析电路可知,闭合开关S,电路被接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,使触点接触,小灯泡发光.如果发现小灯泡不亮,可能是热敏电阻阻值太大,导致电路中的电流太小,电磁铁的磁性较弱,无法吸住衔铁.用电吹风对NTC热敏电阻吹一会,热敏电阻的温度升高,电阻减小,流过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁性增强,从而吸住衔铁,小灯泡发光.当停止吹风时,温度逐渐下降,热敏电阻阻值逐渐增大,流过电磁铁的电流逐渐减小,灯泡不会立即熄灭.若把热敏电阻放入冷水中,温度突然下降,热敏电阻阻值突然增大,小灯泡立刻熄灭.答案:热敏电阻阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁　发光　电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小,电路中电流增大,电磁铁磁性增强吸住衔铁　小灯泡不会立即熄灭　小灯泡立刻熄灭12.(8分)在研究电磁感应现象、探究感应电流方向的规律时,(1)在给出的实物图中,将实验仪器连成完整的实验电路.(2)在实验过程中,除了弄清流入灵敏电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系外,还必须弄清　　　　(选填“A”“B”或“A和B”)的绕制方向. (3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于　　　　(选填“左”或“右”)端. (4)下列能引起灵敏电流表指针偏转的操作是　　　　. A.开关闭合和断开的瞬间B.闭合开关后,线圈A在B中上下迅速移动C.开关保持闭合,不改变滑动变阻器滑片的位置D.断开开关,将滑动变阻器的滑片向右移动解析:(1)探究电磁感应现象的实验电路分两部分,电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成闭合电路,灵敏电流表与线圈B组成另一个闭合电路.(2)在实验过程中,除了弄清流入灵敏电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应弄清线圈A与线圈B的绕制方向.(3)由电路图可知,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片置于左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大.(4)根据感应电流产生的条件可知,若要引起灵敏电流表指针偏转,则穿过线圈B的磁通量必须发生变化,开关闭合和断开的瞬间,磁通量变化,故选项A正确.闭合开关后,线圈A在B中上下迅速移动,也会导致磁通量变化,故选项B正确.开关保持闭合,不改变滑动变阻器滑片的位置,磁通量不会变化,故选项C错误.断开开关,即使将滑动变阻器的滑片向右移动,也不会导致磁通量变化,故选项D错误.答案:(1)如图所示.　(2)A和B　(3)左　(4)AB13.(10分)如图所示,用一根横截面积为S0、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,圆环固定在水平面上,AC为圆环的一条直径.在AC的左侧存在一个匀强磁场,磁场方向竖直向下,磁感应强度大小随时间的变化率=k(k<0).求:(1)圆环中通过的感应电流I的大小;(2)图中A、C两点间的电势差UAC.解析:(1)根据法拉第电磁感应定律可知,电路中的感应电动势E==|k|πr2,根据电阻的决定式,有R=,感应电流I==.(2)A、C两点间的电势差等于路端电压UAC=I·R=E=|k|πr2.答案:(1)　(2)|k|πr214.(12分)如图所示,粒子源能释放出初速度为0,比荷均为=1.6×104 C/kg的带负电的粒子,粒子进入水平方向的加速电场中,加速后的粒子正好能沿半径方向垂直进入一个半径为r=0.1 m的圆形磁场区域,磁感应强度B=0.5 T,在圆形磁场区域右边有一竖直屏,屏的高度h= m,屏到磁场右侧的距离l=0.2 m,且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上.要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上,不计粒子重力,试求加速电压的最小值.  解析:粒子运动轨迹如图所示.根据几何知识及牛顿第二定律得tan ==,故磁感应强度一定时,粒子进入磁场的速度越大,在磁场中偏转角越小.若粒子恰好不飞出屏外,则加速电压有最小值,此时粒子刚好打在屏的最下端B点,根据带电粒子在磁场中的运动特点可知,粒子偏离原方向角度的正切值为tan θ=,代入数据,解得tan θ=,粒子偏离水平方向的夹角θ=60°=,由几何关系可知,此时粒子在磁场中对应的轨迹半径R=rtan= m,带电粒子在电场中加速,由动能定理得qU=mv2,带电粒子在磁场中偏转时,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可得qvB=,联立公式解得U==60 V,故加速电压的最小值为60 V.答案:60 V15.(14分)如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限中分布着沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限中分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场.一个质量为m、电荷量为+q的微粒,在A点(0,3 m)以初速度v0=120 m/s平行于x轴正方向射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且先后只通过x轴上的P点(6 m,0)和Q点(8 m,0)各一次.已知该微粒的比荷为=102 C/kg,微粒重力不计.(1)求微粒从A到P所经历的时间和加速度的大小.(2)求出微粒到达P点时速度方向与x轴正方向的夹角,并画出带电微粒在电场和磁场中由A至Q的运动轨迹.(3)求出电场强度E和磁感应强度B的大小.解析:(1)微粒平行于x轴正方向射入电场区域,由A到P做类平抛运动,微粒在x轴方向做匀速直线运动由x=v0t得t==0.05 s,微粒在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动,由y=at2得a=2.4×103 m/s2.(2)vy=at=120 m/s,tan α==1,所以α=45°,运动轨迹如图所示.(3)由qE=ma得E=24 N/C,设微粒从P点进入磁场以速率v做匀速圆周运动,有v=v0=120 m/s,由qvB=m得r=,由几何关系可知r= m,解得B==1.2 T.答案:(1)0.05 s　2.4×103 m/s2　(2)45°　见解析图.   (3)24 N/C　1.2 T