高中物理人教版2本冊總復習總復習 學業(yè)質(zhì)量標準檢測4

第四、五章學業(yè)質(zhì)量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(江西撫州市2023～2023學年高二上學期期末)如圖所示，幾位同學在做“搖繩發(fā)電”實驗：把一條長導線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合回路。兩個同學迅速搖動AB這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，地磁場方向與地面平行，由南指向北。圖中搖“繩”同學是沿東西站立的，甲同學站在西邊，手握導線的A點，乙同學站在東邊，手握導線的B點。則下列說法正確的是eq\x(導學號09152355)(C)A．當“繩”搖到最高點時，“繩”中電流最大B．當“繩”搖到最低點時，“繩”受到的安培力最大C．當“繩”向下運動時，“繩”中電流從A流向BD．在搖“繩”過程中，A點電勢總是比B點電勢高解析：當“繩”搖到最高點時，繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電流最小，故A錯誤。當“繩”搖到最低點時，繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電流最小，繩受到的安培力也最小，故B錯誤。當“繩”向下運動時，地磁場向北，根據(jù)右手定則判斷可知，“繩”中電流從A流向B，故C正確。在搖“繩”過程中，當“繩”向下運動時，“繩”中電流從A流向B，A點相當于電源的負極，B點相當于電源正極，則A點電勢比B點電勢低；當“繩”向上運動時，“繩”中電流從B流向A，B點相當于電源的負極，A點相當于電源正極，則B點電勢比A點電勢低，故D錯誤，故選C。2．磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈。當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其E－t關(guān)系如下圖所示。如果只將刷卡速度改為eq\f(v0,2)，線圈中的E－t關(guān)系圖可能是eq\x(導學號09152356)(D)解析：從E－t圖象可以看出，刷卡速度為v0時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為E0，所用時間為t0；當刷卡速度變?yōu)閑q\f(v0,2)時，根據(jù)E＝Blv可知，此時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值E＝eq\f(E0,2)，由于刷卡器及卡的長度未變，故刷卡時間變?yōu)?t0，故選項D正確。3．(臺州市三門中學2023～2023學年高二上學期期中)如圖所示，水平銅盤半徑為r，置于磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下的勻強磁場中，銅盤繞通過圓盤中心的豎直軸以角速度ω做勻速圓周運動，銅盤的邊緣及中心處分別通過導線與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1，變壓器的副線圈與電阻為R的負載相連，則eq\x(導學號09152357)(D)A．負載R兩端的電壓為eq\f(Br2ω,2n)B．原線圈中的電流強度為通過R電流的eq\f(1,n)C．變壓器的副線圈磁通量為0D．通過負載R的電流強度為0解析：切割磁感線感應(yīng)電動勢E＝eq\f(1,2)Br2ω，其大小和方向不變，由于變壓器是理想變壓器，所以變壓器副線圈兩端的電壓是0，故A錯誤；變壓器只能改變原線圈的交流電的電壓與電流，不能改變直流電的電壓與電流，故不能使用變壓器的電流比的公式計算副線圈中的電流，故B錯誤；雖然通過負載R的電流強度為0，但副線圈中的磁通量與原線圈中的磁通量相同，不是0，故C錯誤，D正確。4．圖甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計。在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙所示，則在t1～t2時間內(nèi)eq\x(導學號09152358)(C)A．電流表A1的示數(shù)比A2的小B．電流表A2的示數(shù)比A3的小C．電流表A1和A2的示數(shù)相同D．電流表的示數(shù)都不為零解析：磁場均勻變化，感應(yīng)電動勢恒定，所以A3示數(shù)為零，A1和A2的示數(shù)相同。5．如圖所示，兩輕質(zhì)閉合金屬圓環(huán)，穿掛在一根光滑水平絕緣直桿上，原來處于靜止狀態(tài)。當條形磁鐵的N極自右向左插入圓環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是eq\x(導學號09152359)(B)A．同時向左運動，兩環(huán)間距變大B．同時向左運動，兩環(huán)間距變小C．同時向右運動，兩環(huán)間距變大D．同時向右運動，兩環(huán)間距變小解析：將一根條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中，兩個環(huán)中均產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的效果是阻礙與磁體間的相對運動，所以兩環(huán)均向左運動。又因為兩鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同，兩鋁環(huán)相互吸引，因而兩鋁環(huán)間距離要減小，選項B正確。6．(南岸區(qū)2023～2023學年高二檢測)如圖所示，匝數(shù)為50匝的矩形閉合導線框ABCD處于磁感應(yīng)強度B＝eq\f(\r(2),10)T的水平勻強磁場中，線框面積S＝0.5m2，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω＝100rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220V60W”的燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10A，下列說法正確的是eq\x(導學號09152360)(C)A．在圖示位置線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大B．線框中產(chǎn)生電動勢的有效值為250eq\r(2)VC．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2522D．允許變壓器輸出的最大功率為1000W解析：由題圖可知，此時線圈和磁場垂直，此時線框的磁通量最大，感應(yīng)電動勢為0，所以A錯誤；矩形閉合導線框ABCD在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電的最大值Em＝nBSω＝50×eq\f(\r(2),10)××100V＝250eq\r(2)V，所以交流電的有效值為250V，所以B錯誤；由于電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2522，所以C正確。由于熔斷器允許通過的最大電流為10A，所以允許變壓器輸出的最大功率P＝UI＝250×10W＝2500W，所以D錯誤。7．(湖北宜昌市金東方高中2023～2023學年高二上學期期末)如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈水平拉出有界勻強磁場區(qū)域，且v1＝2v2，則在先后兩種情況下eq\x(導學號09152361)(AD)A．線圈中的感應(yīng)電動勢之比為E1E2＝21B．線圈中的感應(yīng)電流之比為I1I2＝12C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2＝14D．通過線圈某截面的電荷量之比q1q2＝11解析：v1＝2v2，根據(jù)E＝BLv，知感應(yīng)電動勢之比21，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)，則感應(yīng)電流之比為21，故A正確，B錯誤。v1＝2v2，知時間比為12，根據(jù)Q＝I2Rt，知熱量之比為21，故C錯誤，根據(jù)q＝It＝neq\f(ΔΦ,R)，知通過某截面的電荷量之比為11，故D正確，故選AD。8．(西藏日喀則一中2023～2023學年高二上學期檢測)如圖1，閉合矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁場的方向與導線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖2所示。規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向，線框中順時針電流的方向為感應(yīng)電流的正方向，水平向右為安培力的正方向。關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i與ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象，下列選項正確的是eq\x(導學號09152362)(AC)解析：由圖示B－t圖象可知，0～1s時間內(nèi)，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流是順時針方向，為正值；1～2s磁通量不變，無感應(yīng)電流；2～3s，B的方向垂直紙面向外，B減小，Φ減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時針方向，感應(yīng)電流是負的；3～4s內(nèi)，B的方向垂直紙面向里，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時針方向，感應(yīng)電流是負的，A正確、B錯誤。由左手定則可知，在0～1s內(nèi)，ad受到的安培力方向：水平向右，是正的，1～2s無感應(yīng)電流，沒有安培力，2～3s時間內(nèi)，安培力水平向左，是負的；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(S·ΔB,RΔt)，由B－t圖象可知，在每一時間段內(nèi)，eq\f(ΔB,Δt)是定值，在各時間段內(nèi)I是定值，ad邊受到的安培力F＝BIL，I、L不變，B均勻變化，則安培力F均勻變化，不是定值，故C正確，D錯誤，故選AC。9．圖甲為某燃氣爐點火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。為交流電壓表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體。以下判斷正確的是eq\x(導學號09152363)(BC)A．電壓表的示數(shù)等于5VB．電壓表的示數(shù)等于eq\f(5,\r(2))VC．實現(xiàn)點火的條件是eq\f(n2,n1)>1000D．實現(xiàn)點火的條件是eq\f(n2,n1)<1000解析：電壓表的示數(shù)為有效值，等于U1＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(5,\r(2))V，選項A錯誤B正確；實現(xiàn)點火的條件是U2>5000V，所以eq\f(n2,n1)＝eq\f(U2,U1)>1000，選項C正確D錯誤。10．(江西南昌市進賢一中2023～2023學年高二下學期檢測)CD、EF是兩條水平放置的阻值可忽略的平行金屬導軌，導軌間距為L，在水平導軌的左側(cè)存在磁感應(yīng)強度方向垂直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，磁場區(qū)域的長度為d，如圖所示，導軌的右端接有一電阻R，左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接。將一阻值也為R的導體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放，導體棒最終恰好停在磁場的右邊界處．已知導體棒與水平導軌接觸良好，且動摩擦因數(shù)為μ，則下列說法中正確的是eq\x(導學號09152364)(BD)A．電阻R的最大電流為eq\f(Bd\r(2gh),R)B．流過電阻R的電荷量為eq\f(BdL,2R)C．整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為mghD．電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(1,2)mg(h－μd)解析：金屬棒下滑過程中，機械能守恒，由機械能守恒定律得：mgh＝eq\f(1,2)mv2，金屬棒到達水平面時的速度v＝eq\r(2gh)，金屬棒到達水平面后進入磁場受到向左的安培力做減速運動，則剛到達水平面時的速度最大，所以最大感應(yīng)電動勢為E＝BLv，最大的感應(yīng)電流為I＝eq\f(BLv,2R)＝eq\f(BL\r(2gh),2R)，故A錯誤；通過金屬棒的電荷量q＝eq\f(ΔΦ,R＋r)＝eq\f(BLd,2R)，故B正確；金屬棒在整個運動過程中，由動能定理得：mgh－WB－μmgd＝0，則克服安培力做功：WB＝mgh－μmgd，故C錯誤；克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，電阻與導體棒電阻相等，通過它們的電流相等，則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱：QR＝eq\f(1,2)Q＝eq\f(1,2)WB＝eq\f(1,2)(mgh－μmgd)，故D正確，故選BD。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)11．(6分)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中：eq\x(導學號09152365)(1)為了能明顯地觀察到實驗現(xiàn)象，請在如圖所示的實驗器材中，選擇必要的器材，在圖中用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖。(2)將原線圈插入副線圈中，閉合開關(guān)，副線圈中感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向相反(選填“相同”或“相反”)。(3)將原線圈拔出時，副線圈中的感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向相同(選填“相同”或“相反”)。答案：(1)實驗電路如圖所示。解析：(1)見答案(2)閉合開關(guān)，磁通量增大，由楞決定律可判斷，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場的增加，即副線圈中感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向相反。(3)將原線圈拔出時，由楞決定律可判斷，副線圈中的感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向相同。12．(8分)為了測定和描繪“220V40W”的白熾燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電。調(diào)壓變壓器中有一種自耦變壓器，它只有一組線圈L，繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接在220V交流電源的火線與零線之間，輸出端有一個滑動觸頭P，移動它的位置，就可以使輸出電壓在0～250V之間連續(xù)變化，如圖所示，畫出的是調(diào)壓變壓器的電路圖。實驗室備有交流電壓表、交流電流表、滑動變阻器、電鍵、導線等實驗器材。eq\x(導學號09152366)(1)在圖中完成實驗電路圖。(2)按實驗電路圖進行測量，如果電表內(nèi)阻的影響不能忽略，電壓較高段與電壓較低段相比較，哪段誤差更大？為什么？解析：(1)如圖。(注意：電流表外接或內(nèi)接均可)(2)如果電流表外接，電壓較高段誤差較大，因為電壓越高，燈絲電阻越大，由于電壓表分流作用而造成的誤差就越大；如果電流表內(nèi)接，電壓較低段誤差較大，因為電壓越低，燈絲電阻越小，由于電流表分壓造成的誤差就越大。三、論述·計算題(共4小題，46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進行了實驗研究。實驗裝置的示意圖可用下圖表示，兩塊面積均為S的矩形金屬板，平行、正對、豎直地全部浸在河水中，間距為d。水流速度處處相同，大小為v，方向水平，金屬板與水流方向平行。地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分量為B，水的電阻率為ρ，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導線和電鍵K連接到兩金屬板上。忽略邊緣效應(yīng)，求：eq\x(導學號09152367)(1)該發(fā)電裝置的電動勢；(2)通過電阻R的電流大?。?2)電阻R消耗的電功率。答案：(1)Bdv(2)eq\f(BdvS,ρd＋SR)(3)(eq\f(BdvS,ρd＋SR))2R解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E＝Bdv。(2)兩板間河水的電阻r＝ρeq\f(d,S)由閉合電路歐姆定律，有I＝eq\f(E,r＋R)＝eq\f(BdvS,ρd＋SR)。(3)由電功率公式P＝I2R得P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(BdvS,ρd＋SR)))2R。14．(12分)(山東臨清一中2023～2023學年高二上學期期末)如圖甲所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040m2，小燈泡的電阻R＝Ω，磁場的磁感應(yīng)強度按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝nBmSeq\f(2π,T)cos(eq\f(2π,T)t)，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期。不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：eq\x(導學號09152368)(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強度變化的0～eq\f(T,4)的時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。答案：(1)(2)(3)×10－3解析：(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝×10－2s，所以Em＝nBmSω＝eq\f(2πnBmS,T)＝(2)電流的最大值Im＝eq\f(Em,R＋r)＝0.80A有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(2\r(2),5)A小燈泡消耗的電功率P＝I2R＝(3)在0～eq\f(T,4)時間內(nèi)，電動勢的平均值eq\x\to(E)＝eq\f(nSΔB,Δt)平均電流eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)＝eq\f(nSΔB,R＋rΔt)通過燈泡的電荷量Q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(nSΔB,R＋r)＝×10－3C。15．(12分)(北京大學附中2023～2023學年高二上學期期末)如圖，光滑平行的水平金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m，電阻為r的導體棒ab，垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距d0。現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好的接觸且垂直導軌運動，導軌電阻不計)。求：eq\x(導學號09152369)(1)棒ab在離開磁場右邊界時的速度；(2)棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能；(3)試分析討論ab棒在磁場中可能的運動情況。答案：(1)eq\f(FR＋r,B2L2)(2)F(d0＋d)－eq\f(mF2R＋r2,2B4L4)(3)見解析解析：(1)ab棒離開磁場右邊界前做勻速運動的速度為V，產(chǎn)生的電動勢為：E＝BLV，電路中電流：I＝eq\f(E,R＋r)對ab棒，由平衡條件得：F－BIL＝0解得：v＝eq\f(FR＋r,B2L2)(2)由能量守恒定律：F(d0＋d)＝W電＋eq\f(1,2)mV2解得：W電＝F(d0＋d)－eq\f(mF2R＋r2,2B4L4)故棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能為：W電＝F(d0＋d)－eq\f(mF2R＋r2,2B4L4)。(3)設(shè)棒剛進入磁場時速度為V0，則①當V0＝V，即F＝BIL時，棒做勻速直線運動；②當V0＜V，即F＞BIL時，棒做先加速后勻速直線運動；③當V0＞V，即F＜BIL時，棒做先減速后勻速直線運動。16．(12