广西专版2023_2024学年新教材高中物理综合检测新人教版选择性必修第二册

这是一份广西专版2023_2024学年新教材高中物理综合检测新人教版选择性必修第二册，共10页。
综合检测(时间:90分钟　满分:100分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项符合题目要求,第8~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下图为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是(　　)答案C解析A图是可变电容器,通过改变电介质,来改变电容器的电容,故选项A错误。B图中电容器的一个极板是金属芯线,另一个极板是导电液,故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的,故选项B错误。C图是通过改变极板间的距离,改变电容器的电容,故选项C正确。D图,电容器为可变电容器,通过转动动片改变正对面积,改变电容器的电容,故选项D错误。2.下列关于紫外线的说法正确的是(　　)A.照射紫外线可增进人体对钙的吸收,因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B.一切高温物体发出的光都含有紫外线C.紫外线有很强的荧光效应,常被用来防伪D.紫外线有杀菌消毒的作用,是因为其有热效应答案C解析由于紫外线有显著的生理作用,杀菌能力较强,在医疗上有广泛的应用,但是过多地接受紫外线的照射,对人体来说也是有害的,选项A、D错误。并不是所有的高温物体发出的光都含有紫外线,选项B错误。紫外线有很强的荧光效应,可用来防伪,选项C正确。3.如图所示,将三根长度、电阻都相同的导体棒首尾相接,构成一闭合的等边三角形线框,a、b、c为三个顶点,匀强磁场垂直于线框平面。用导线将a、c两点接入电流恒定的电路中,以下说法正确的是(　　)A.线框所受安培力为0B.ac边与ab边所受安培力的大小相等C.ac边所受安培力是ab边所受安培力的2倍D.ac边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小相等答案C解析设总电流为I,则ac支路的电流为I,abc支路的电流为I,若磁场方向垂直纸面向里,则由左手定则可知,ac受安培力向上,ab和bc受安培力分别是斜向左上和右上方,可知线框所受安培力不为0,选项A错误。根据F=BIl可知,ac边所受安培力Fac=BIl,ab、bc边所受安培力均为Fab=Fcb=BIl,则ac边所受安培力是ab边所受安培力的2倍,选项B错误,C正确。ab、bc的等效长度为ac,则合力为F合=BIl,则ac边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小不相等,选项D错误。4.如图所示的LC振荡电路中,某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示,则此时(　　)A.线圈中的自感电动势在增大B.电容器两端电压正在增大C.磁场能正在转化为电场能D.在电容器内放入绝缘物质,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领答案D解析用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向,而上极板带正电,这时电容器正在放电,电流减小得越来越慢,故线圈中自感电动势在减小,选项A错误。这时电容器正在放电,故两板间电压在减小,选项B错误。因为放电过程电场能减小,所以磁场能增大,电场能向磁场能转化,选项C错误。在电容器内放入绝缘物质,电容增大,由f=可知f减小,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领,选项D正确。5.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数之比为9∶1,原、副线圈分别接有灯泡L1和L2、L3,其中L1上标有“6 V　6 W”的字样,在L2、L3两个灯泡的铭牌上只能看到“6 V”的字样,但知道L2、L3是完全相同的灯泡。变压器的输入端连接有效值恒定的交流电源,当开关S断开时,灯泡L1、L2正常发光。假设灯泡的电阻不随温度变化,则(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.交流电源电压的有效值为6 VB.灯泡L2、L3的额定功率也为6 WC.开关S闭合,L1将变暗D.开关S闭合,L1可能被烧坏答案D解析设交流电源电压的有效值为U,则,可得U=60V,选项A错误。设原线圈中的电流为I1,则n1I1=n2I2,可得P2=U2I2=9U1I1=54W,选项B错误。当开关S闭合时,变压器的负载电阻变小,电流变大,原线圈的电流变大,超过灯泡L1的额定电流,所以选项C错误,D正确。6.如图所示,宽度为l的区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一个高为l的梯形闭合金属线框abcd沿垂直于磁场边界向右匀速穿过磁场,速度大小为v,ab、cd边保持与磁场边界平行,金属线框ab边到达磁场左边界时为t=0时刻,规定向左为线框所受安培力F的正方向,关于线框所受安培力F与时间t关系图像可能正确的是(　　)答案D解析进入磁场过程中,所受的安培力F=BIlx=,当线圈向右运动进入磁场时,由于有效切割长度lx逐渐增加,所以安培力增加,但非线性增加;当全部进入磁场的瞬时安培力为零;出磁场过程中,有效切割长度也是逐渐增加,所以安培力也是逐渐增加,但非线性增加,选项D正确。7.如图所示,OM的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,OM左侧到OM距离为l的P处有一个粒子源,可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),速率均为,则粒子在磁场中运动的最短时间为(　　)A. B. C. D.答案B解析粒子在磁场中做匀速圆周运动,由R=得R=l,因所有粒子的速度一样,所以半径相同,因此在磁场中弦长越短则时间越短,根据题意可得最短弦长为l,则此时粒子圆周运动的圆心角为θ=,故粒子运动的最短时间t=T=,选项B正确。8.右图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是I2。则(　　)A.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I1UD.输电线路上损失的电功率为r答案AD解析由于输电线与用户间连有一理想变压器,设用户端的电压是U2,则U1I1=U2I2,得U2=,故选项A正确。输电线上损失的电压为U-U1,故选项B错误。理想变压器的输入功率为U1I1,故选项C错误。等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,所以输电线损耗的功率是r,故选项D正确。9.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是(　　)甲乙A.图甲中,A1与L1的阻值不相同B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图乙中,变阻器R与L2的阻值相同D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等答案AC解析图甲中,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗,说明在电路稳定时通过L1的电流大于通过灯A1的电流,即A1的电阻大于L1的电阻,选项A正确,B错误。图乙中,开关闭合,最终A2与A3的亮度相同,可知上下两个支路的电流相同,电阻相同,即变阻器R与L2的阻值相同,选项C正确。图乙中,闭合S2瞬间,由于L2中产生感应电动势阻碍电流增加,可知L2中电流比变阻器R中电流小,选项D错误。10.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是(　　)A.0~1 s内圆环面积有缩小的趋势B.1 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力C.1~2 s内和2~3 s内圆环中的感应电流方向相反D.从上往下看,0~2 s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向答案AD解析0~1s螺线管中电流增大,产生的磁场增大,金属环中磁通量增大,有面积缩小的趋势,故选项A正确。1s末螺线管中电流变化率为零,磁通量的变化率为零,金属环中的感应电流为零,故螺线管与金属环间无相互作用,所以1s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力,故选项B错误。1~2s正方向电流减小,2~3s反方向电流增大,根据楞次定律,金属环中感应电流的磁场方向不变,感应电流方向不变,故选项C错误。0~1s线圈中电流增大,产生的磁场增大,金属环中磁通量增大,根据楞次定律可知,从上往下看,0~1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向;1~2s线圈中电流减小,产生的磁场减弱,金属环中磁通量减小,根据楞次定律可知,从上往下看,1~2s内圆环中的感应电流沿逆时针方向,故选项D正确。二、填空题(共2小题,共18分)11.(6分)在探究变压器电压与线圈匝数的关系实验中,某同学利用教学用的可拆变压器进行探究。(1)下列器材中,实验需要的器材是　　　　。(填字母) A.干电池 B.低压交流电源C.220 V交流电源 D.条形磁铁E.可拆变压器和导线 F.直流电压表G.多用电表(2)关于实验操作,下列说法正确的是　　　　。(填字母) A.为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 VB.实验通电时,可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C.使用多用电表测电压时,先用中等量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量答案(1)BEG　(2)A解析(1)探究变压器电压与线圈匝数的关系的实验,需要的器材有学生电源,提供低压交变电流,同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线,选项B、E、G正确。(2)实验时,为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不超过12V,故选项A正确;实验通电时,用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路,这样无形之中,将人体并联到了电路中,导致所测数据不准确,故选项B错误;使用多用电表测电压时,先用最高量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故选项C错误。12.(12分)用如图甲所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移至　　　　(选填“A”或“B”)端。 (2)实验测得不同温度下的阻值,并绘得如图乙所示的RT-t关系图线,根据图线写出该热敏电阻的RT-t关系式:RT=(　　　　　)Ω。 甲乙(3)铂的电阻对温度变化很灵敏,可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热敏电阻、图甲中某一电表和图丙所示的恒流源(调节旋钮时可以选择不同的输出电流,且输出电流不随外部条件的变化而变化),设计一个简易电阻温度计并在图丁的虚线框内画出电路原理图。丙丁(4)结合图乙的关系图线,选择恒流源的输出电流为0.15 A,当选用的电表达到满偏时,电阻温度计所测温度为　　　　　℃。如果要提高该温度计所能测量的最高温度值,请提出一种可行的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)B(2)50+t(3)如图所示(4)50　将恒流源的输出电流调小解析(1)开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,故滑片应移至B端。(2)由题图乙可知,铂丝电阻RT的阻值与温度的关系式为RT=(50+t)Ω。(3)直流恒流电源正常工作时,其输出电流不随外部条件的变化而变化,并且可读出其大小,电压表并联在铂丝电阻RT的两端。(4)恒流源的输出电流为0.15A,所以当电压表示数最大时,即RT两端的电压UT=15V时,铂丝电阻RT的阻值最大,此时温度计所能测量的温度最高;由I=得铂丝电阻RT的阻值为RT'=Ω=100Ω,则温度计所能测量的最高温度为t=(RT-50)℃=(100-50)℃=50℃。要提高该温度计所能测量的最高温度值,应将恒流源的输出电流调小。三、计算题(共4小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(8分)如图所示,水平放置的两平行金属导轨间距l=0.5 m,所接电源的电动势E=1.5 V,内阻r=0.2 Ω,R1=2.6 Ω,金属棒的电阻R2=0.2 Ω,与平行导轨垂直,其余电阻不计,金属棒处于磁感应强度B=2.0 T、方向与水平方向成60°角的匀强磁场中,在接通电路后金属棒保持静止。(1)金属棒受到的安培力的大小和方向如何?(2)若棒的质量m=5×10-2 kg,g取10 m/s2,此时导轨对它的支持力的大小是多少?答案(1)0.5 N　方向与导轨平面成30°角斜向左上方(2)0.25 N解析(1)由闭合电路欧姆定律有I=A=0.5A安培力F=BIl=2.0×0.5×0.5N=0.5N由左手定则可知其方向与导轨平面成30°角斜向左上方。(2)设金属棒所受支持力为FN,金属棒受力如图所示。由竖直方向受力平衡知FN+Fsin30°-mg=0,解得FN=0.25N。14.(10分)如图所示,水平虚线AB和CD间距为l,中间存在着方向向左且与虚线平行的匀强电场,CD的上侧存在一半径为R的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,圆形磁场与CD相切于点M。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子由电场下边界的S点以初速度v0垂直射入电场,一段时间后从M点离开电场进入磁场。粒子进入磁场的速度大小为2v0,且其运动轨迹恰好过圆形磁场的圆心O。粒子所受重力忽略不计,求:(1)电场强度的大小;(2)圆形磁场磁感应强度的大小。答案(1)(2)解析(1)粒子在电场中运动时,竖直方向做匀速运动,水平方向做匀加速运动,粒子进入磁场时的速度大小为2v0,由几何关系可知,粒子进入磁场的方向与电场方向夹角为30°,则竖直方向l=v0t,水平方向2v0cos30°=t,解得E=。(2)由粒子进入磁场后经过圆心O可知,粒子运动的轨道半径r=由q·2v0·B=m,解得B=。15.(12分)如图所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定,轨道间距为l。空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其电阻为R。由静止释放ab,轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g。(1)求金属杆ab速度的最大值。(2)当金属杆ab的加速度为a=gsin θ时,回路的电功率是多少?答案(1)(2)解析(1)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,电路中的电流为I=金属杆受到的安培力为F=BIl=根据受力分析,金属杆做的是加速度减小的加速运动,当加速度a=0时,速度最大,有mgsinθ=整理得vm=。(2)根据牛顿第二定律,有mgsinθ-F'=ma,此时加速度为a=gsinθ,故可得此时安培力大小为F'=mgsinθ设此时金属杆速度为v,解得v=回路的电功率为P=F'v,整理代入得P=。16.(12分)如图甲所示,长、宽分别为l1、l2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知量。在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小是多少?(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量是多少?(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量是多少?答案(1)(2)πRω(3)解析(1)0~t1时间内,线框中的感应电动势E=n根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流I=。(2)线框产生感应电动势的最大值Em=nB1l1l2ω感应电动势的有效值E=nB1l1l2ω通过电阻R的电流的有效值I=线框转动一周所需的时间t=此过程中,电阻R产生的热量Q=I2Rt=πRω。(3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中,平均感应电动势=n平均感应电流通过电阻R的电荷量q=Δt=