高中物理选修2步步高同步讲义 模块综合试卷(一)

模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)123456789101112131415一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32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.(2020·山东高二期中)关于电磁波，下列说法中正确的是A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的

存在C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播√161718123456789101112131415解析均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，选项A错误；麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，选项B正确；电磁波可以在真空中传播，选项C错误；各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同，等于光速，选项D错误.1617182.(2020·山西省古县第一中学高二期中)如图1所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则A.导线框进入磁场时，感应电流

方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时，感应电流

方向为a→d→c→b→aC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左√123456789101112131415图1161718解析根据楞次定律“增反减同”可知导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，故A错误；导线框离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a，故B错误；根据“来拒去留”可知导线框离开磁场时受到了向左的安培力，故C错误；导线框进入磁场时受到了向左的安培力，故D正确.123456789101112131415161718123456789101112131415161718图2√1234567891011121314151617184.(2020·山东模拟)如图3所示，三段长度相等的直导线a、b、c相互平行且处在同一竖直面内，a、b间的距离等于b、c间的距离，通电电流Ia＜Ib＜Ic，方向如图所示，则下列判断正确的是A.导线b受到的安培力可能为0B.导线a受到的安培力可能为0C.导线c受到的安培力的方向一定向左D.导线a、b受到的安培力的方向一定相同图3√123456789101112131415161718解析根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线a对导线b有向左的吸引力，导线c对导线b有向左的排斥力，则导线b受到的安培力一定不为0，方向向左，故A错误；导线b对导线a有向右的吸引力，导线c对导线a有向左的排斥力，由于Ia＜Ib＜Ic，所以导线a受到的安培力可能为0，故B正确；导线a和b对导线c都有向右的排斥力，故导线c受到的安培力的方向一定向右，故C错误；导线a受到的安培力大小和方向不确定，则导线a、b受到的安培力的方向不一定相同，故D错误.1234567891011121314151617185.(2020·浙江高二期末)如图4所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线12345678910111213141516图41718圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射.电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹.则下列说法正确的是A.若要正常观察电子径迹，励磁线圈的

电流方向应为逆时针(垂直纸面向里看)B.若保持U不变，增大I，则圆形径迹的

半径变大C.若同时减小I和U，则电子运动的周期

减小D.若保持I不变，减小U，则电子运动的

周期将不变12345678910111213141516√1718解析若要正常观察电子径迹，则电子需要受到向上的洛伦兹力，根据左手定则可知，玻璃泡内的磁场方向应向里，根据右手螺旋定则可知，励磁线圈的电流方向应为顺时针(垂直纸面向里看)，故A错误；123456789101112131415161718即U不变，则v不变，由于m、e不变，而当I增大时，B增大，故半径减小，故B错误；123456789101112131415161718由C中分析可知，I不变，U减小，T不变，故D正确.6.(2020·安徽界首高二期末)如图5所示，边长为L的正方形CDEF区域内有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，对角线CE和DF的交点为P，在P点处有一粒子源，可以连续不断地向纸面内各方向发射12345678910111213141516图51718出正离子.已知离子的质量为m、电荷量为q，不计离子重力及离子间相互作用力.则离子不可能射出正方形区域的发射速率v应满足√解析离子在磁场中恰好不射出的轨迹如图所示.1234567891011121314151617187.(2020·黑龙江铁人中学高二期末)如图6甲所示，MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为L.一个边长为a的正方形导线框(L>2a)从磁场上图6方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行.线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图像可能是以下的哪一个√123456789101112131415161718解析由题意可知，线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图像如题图乙所示，由法拉第电磁感应定律可知，线框匀速进入磁场，由于L>2a，当线框完全进入磁场后，因磁通量不变，则没有感应电流，线框只受重力作用，做匀加速运动，线框速度增加，当出磁场时，速度大于进入磁场的速度，由法拉第电磁感应定律可知，出磁场过程中的感应电流大于进磁场的感应电流，导致出磁场时的安培力大于重力，则线框做减速运动，根据牛顿第二定律，BIL－mg＝ma，1234567891011121314151617188.(2020·江苏吴江中学高三月考)如图7所示，A1、A2为两只相同灯泡，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计.下列说法正确的是A.闭合开关S后，A1会逐渐变亮B.闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同C.断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭D.断开S的瞬间，a点的电势比b点低图7√123456789101112131415161718解析闭合开关S后，因A1和线圈并联，则A1立刻亮，故A错误；闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以A1与二极管被短路，导致灯泡A1不亮，而A2将更亮，因此A1、A2亮度不同，故B错误；123456789101112131415161718断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a点的电势低于b点，但二极管具有单向导电性，所以回路中没有感应电流，A1也是立即熄灭，故C错误，D正确.二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)图89.(2020·浙江高二期末)图8甲所示为扬声器的实物图，图乙为剖面图，线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动发出声音.俯视图丙表示处于辐射状磁场中的线圈，磁场方向如图中箭头所示.123456789101112131415161718则下列说法正确的是A.环形磁体产生的磁感线是不闭合的B.图丙中，线圈上各点的磁感应强度不同C.当电流方向改变时线圈所受安培力方向一定改变D.图丙中当电流沿逆时针方向时，对应图乙中线圈所受安培力向上√123456789101112131415√161718解析磁感线是闭合的曲线，故A错误；磁感应强度是矢量，线圈上各点的磁感应强度大小相同，方向不同，故B正确；安培力方向由磁场方向和电流方向共同决定，电流方向改变安培力方向一定改变，故C正确；根据左手定则可判定，线圈所受安培力方向竖直向下，故D错误.12345678910111213141516171810.在如图9甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则下列说法正确的是图9123456789101112131415161718C.线框cd边的发热功率为PD.a端电势高于b端电势√√cd边电阻等于ab边电阻，且两边流过的电流相等，因此发热功率相等，C正确；由楞次定律可知，线框中感应电流方向为adcba方向，处于磁场中的部分线框为等效电源，因此a端电势比b端电势低，D错误.12345678910111213141516171811.图10甲为风力发电的简易模型.在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁体下方的线圈与电压传感器相连.在某一风速时，电压传感器显示如图乙所示正弦规律变化，则图10123456789101112131415161718A.永磁体的转速为10r/sB.线圈两端电压的有效值为C.交流电压的表达式为u＝12sin5πt(V)D.该交流电可以直接加在击穿电压为9V的电容器上√√该交流电电压的最大值大于电容器的击穿电压，故不能直接加在击穿电压为9V的电容器上，故D错误.12345678910111213141516171812.(2020·山西大同一中高二月考)如图11所示，虚线PQ左上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，甲、乙两个带正电的粒子先后由静止经过相同电压加速后，分别以速度v甲、v乙从PQ上的O点沿纸面射入磁场，结果两粒子从PQ上的同一点射出磁场.已知v甲、v乙之间的夹角α＝60°，v乙与PQ之间的夹角β＝30°，不计甲、乙两粒子的重力及甲、乙之间的作用力.设甲、乙在磁场中运动的时间分别为t甲、t乙，以下关系正确的是A.v甲∶v乙＝1∶2 B.v甲∶v乙＝2∶1C.t甲∶t乙＝3∶4 D.t甲∶t乙＝3∶2图11√√123456789101112131415161718解析甲、乙两粒子在磁场中的运动情况如图.根据几何知识可知，甲、乙两粒子在磁场中运动的半径之比为：R甲∶R乙＝1∶2，123456789101112131415161718123456789101112131415161718三、非选择题(本题共6小题，共52分)13.(6分)在图12甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏.现按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路.图12123456789101112131415161718(1)闭合开关S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的_____端(选填“上”或“下”)为感应电动势的正极；123456789101112131415161718(2)螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将______(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转；(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将______(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转.下向右向左14.(6分)(2020·霞浦市第一中学高二月考)如图13为“探究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.图1312345678910111213141516答案见解析图171812345678910111213141516解析将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示.1718(2)连接电路后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______偏转(选填“发生”或“不发生”)；发生②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针_______偏转(选填“发生”或“不发生”)；③在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向________(选填“相同”或“相反”)；发生相反123456789101112131415161718解析闭合开关，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，穿过副线圈的磁通量增加，则灵敏电流计的指针将向右偏转；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转；两过程中灵敏电流计指针偏转方向相反.123456789101112131415161718(3)在做“探究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________.123456789101112131415161718BDA.因电路不闭合，无电磁感应现象B.有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C.不能用楞次定律判断感应电动势方向D.可以用楞次定律判断感应电动势方向解析如果副线圈两端不接任何元件，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不过没有感应电流存在，可根据楞次定律判断出感应电动势的方向，B、D正确，A、C错误.12345678910111213141516171815.(8分)(2020·北师联盟模拟)如图14甲所示，边长为L的n匝正方形金属线圈abcd置于垂直线圈平面的磁场中，线圈的总电阻为R，用导线e、f连图14123456789101112131415161718接一阻值也为R的定值电阻，其他电阻不计.磁场的磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示，正方向为垂直线圈平面向外.求：(1)在0到t1时间内，通过电阻R的电荷量；12345678910111213141516解析在0到t1时间内，根据法拉第电磁感应定律：1718(2)在2t1到3t1时间内，电阻R两端的电压哪端高，高多少.123456789101112131415161718根据楞次定律知，e端电势高. (1分)16.(9分)如图15所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动.线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量为Q.已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为R.求：(1)线圈转动的角速度大小；图15123456789101112131415161718线圈从题图所示位置转过一周所用的时间：12345678910111213141516171812345678910111213141516171812345678910111213141516171817.(11分)(2020·宁夏吴忠中学高二期末)如图16所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L＝0.5m，导轨平面与水平面间夹角θ＝37°，N、Q间连接一个电阻R＝5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B＝1.0T.将一根质量m＝0.05kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨图16接触良好.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，当金属棒滑至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s＝2.0m.已知g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.求：123456789101112131415161718(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；解析设金属棒的加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma (2分)解得a＝2.0m/s2 (1分)123456789101112131415161718答案2.0m/s2

(2)金属棒到达cd处的速度大小；解析设金属棒到达cd位置时速度大小为v，电流为I，金属棒受力平衡，有mgsinθ＝BIL＋μmgcos