2023年高中物理新教材同步選修第二冊 模塊綜合試卷(一)

模塊綜合試卷（一）

（滿分：100分）

一、單項選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分.在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的）

1.關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）

A.變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場

B.麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在

C.電磁波和機械波都依賴于介質(zhì)才能傳播

D.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播

答案B

解析均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場，選項A錯誤；麥克斯韋首先預言了電磁

波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在，選項B正確；電磁波可以在真空中傳播，

選項C錯誤；各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同，等于光速，選項D錯誤.

2.如圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個矩形閉合導線框"4,

沿紙面由位置1（左）勻速運動到位置2（右），貝ij（）

ad;????!a_d

bicL-Wb2c

A.導線框進入磁場時，感應電流方向為a—》一"fa

B.導線框離開磁場時，感應電流方向為“fdfcfa

C.導線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右

D.導線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左

答案D

解析根據(jù)楞次定律“增反減同”可知導線框進入磁場時，感應電流方向為a-d-c-b-a,

故A錯誤；導線框離開磁場時感應電流方向為afb-c-dfa,故B錯誤；根據(jù)“來拒去留”

可知導線框離開磁場時受到了水平向左的安培力，故C錯誤；導線框進入磁場時受到了水平

向左的安培力，故D正確.

3.（2021?響水中學高二期末）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,電阻R

=22。，各電表均為理想交流電表.原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法正確

的是（）

u/V

22072

0

0.5T\1.5/2r/(xl0-2s)

-22071

甲乙

A.副線圈輸出電壓的頻率為5Hz

B.電壓表的示數(shù)為22、「V

C.電阻R消耗的電功率為22W

D.電流表的示數(shù)為1A

答案C

解析由題圖乙可知原線圈的周期為T=0.02s,原、副線圈的頻率為/=*=50Hz,所以A

錯誤；電壓表的示數(shù)為有效值，由變壓器電壓與匝數(shù)成正比的規(guī)律，可知電壓表的示數(shù)為比

U2m22/

V=22V,所以B錯誤；電阻R消耗的電功率為P2=i'=22W,所以C正確;

一3一72K

由變壓器功率規(guī)律有。1/1=。2/2=尸2,5=2^^

V=220V,解得/i=0.1A,所以D錯誤.

4.如圖所示，三段長度相等的直導線a、b、。相互平行且處在同一豎直面內(nèi)，4、6間的距離

等于6、C間的距離，通電電流/方向如圖所示，則下列判斷正確的是（）

abc

A.導線b受到的安培力可能為0

B.導線。受到的安培力可能為0

C.導線c受到的安培力的方向一定向左

D.導線a、b受到的安培力的方向一定相同

答案B

解析根據(jù)同向電流相互吸引、反向電流相互排斥可知，導線a對導線b有向左的吸引力，

導線c對導線6有向左的排斥力，則導線6受到的安培力一定不為0,方向向左，故A錯誤；

導線b對導線a有向右的吸引力，導線c對導線a有向左的排斥力，由于/所以導

線a受到的安培力可能為0,故B正確；導線a和6對導線c都有向右的排斥力，故導線c

受到的安培力的方向一定向右，故C錯誤；導線a受到的安培力大小和方向不確定，則導線

a、b受到的安培力的方向不一定相同，故D錯誤.

5.（2021?杭州市高二期末）如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖，演示儀中有一對彼此平

行且共軸的勵磁圓形線圈，通入電流/后，能夠在兩線圈間產(chǎn)生勻強磁場；玻璃泡內(nèi)有電子

槍，通過加速電壓U對初速度為零的電子加速并連續(xù)發(fā)射.電子剛好從球心。點正下方的S

點水平向左射出，電子通過玻璃泡內(nèi)稀薄氣體時能夠顯示出電子運動的徑跡.則下列說法正

確的是（）

A.若要正常觀察電子徑跡，勵磁線圈的電流方向應為逆時針（垂直紙面向里看）

B.若保持U不變，增大/,則圓形徑跡的半徑變大

C.若同時減小/和U,則電子運動的周期減小

D.若保持/不變，減小U,則電子運動的周期將不變

答案D

解析若要正常觀察電子徑跡，則電子需要受到向上的洛倫茲力，根據(jù)左手定則可知，玻璃

泡內(nèi)的磁場方向應垂直紙面向里，根據(jù)右手螺旋定則可知，勵磁線圈的電流方向應為順時針

（垂直紙面向里看），故A錯誤；

電子在磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力，

,V2——mv

貝可付廠=定，

而電子進入磁場的動能由靜電力做功得到,

即eU=^mv2,

即U不變，則。不變，由于相、e不變，而當/增大時，B增大,故半徑減小，B錯誤;

2兀/271m

因為T=

v-eB'

所以電子運動的周期與U無關(guān)，當減小電流/時，線圈產(chǎn)生的磁場的磁感應強度8也減小，

電子運動的周期T增大，故C錯誤；由C中分析可知，故D正確.

6.如圖所示，邊長為L的正方形CDEF區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里、磁感應強度大小為B的

勻強磁場，對角線CE和。尸的交點為尸，在P點處有一粒子源，可以連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)

各方向發(fā)射出正離子.已知離子的質(zhì)量為加、電荷量為q,不計離子重力及離子間的相互作

用.則離子不可能射出正方形區(qū)域的發(fā)射速率。應滿足（）

qBL八）qBL

A.B.0<v^—

8mm

qBL

C.0<oWD.

2m4m

答案D

解析離子在磁場中恰好不射出的軌跡如圖所示.

根據(jù)幾何知識可知，其軌跡半徑為R=（,

v2

因為qvB=rrr^,

qRBqBL

所以有V—

m4m

所以離子不從磁場射出的速度需要滿足0<oW喏，故A、B、C錯誤，D正確.

7.（2021?鐵人中學高二期末）如圖甲所示，MN、PQ是水平方向的勻強磁場的上下邊界，磁場

寬度為L一個邊長為a的正方形導線框。>2a）從磁場上方下落，運動過程中上下兩邊始終與

磁場邊界平行.線框進入磁場過程中感應電流，隨時間/變化的圖像如圖乙所示，則線框從

磁場穿出過程中感應電流i隨時間/變化的圖像可能（）

M__________N

XXXX.

L

XXXX

P一豈_QO

甲乙

答案B

解析由題意可知，線框進入磁場過程中感應電流i隨時間f變化的圖像如題圖乙所示，由

法拉第電磁感應定律可知，線框勻速進入磁場，由于當線框完全進入磁場后，因磁通

量不變，則沒有感應電流，線框只受重力作用，做勻加速運動，線框速度增加，當出磁場時，

速度大于進入磁場的速度，由法拉第電磁感應定律可知，出磁場時的感應電流大于進磁場的

感應電流，導致出磁場時的安培力大于重力，則線框做減速運動，根據(jù)牛頓第二定律，BiL

BL。

-mg=ma,則線框做加速度減小的減速運動，故B正確，A、C、D錯誤.

8.如圖所示，Ai、A2為兩只相同燈泡，Ai與一理想二極管D連接，線圈L的直流電阻不計.下

列說法正確的是（）

L

A.閉合開關(guān)S后，Ai會逐漸變亮

B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，Ai、A?鳧度相同

C.斷開S的瞬間，Ai會逐漸熄滅

D.斷開S的瞬間，。點的電勢比匕點低

答案D

解析閉合開關(guān)S后，因Ai和線圈并聯(lián)，則Ai立刻亮，故A錯誤；閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，因

線圈L的直流電阻不計，所以Ai與二極管被短路，導致燈泡Ai不亮，而A2將更亮，因此

Ai、A2亮度不同，故B錯誤；斷開S的瞬間，A2會立刻熄滅，線圈工與燈泡Ai及二極管構(gòu)

成回路，因線圈產(chǎn)生感應電動勢，a點的電勢低于6點，但二極管具有單向?qū)щ娦裕曰?/p>

路中沒有感應電流，Ai也是立即熄滅，故C錯誤，D正確.

二、多項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分.在每小題給出的四個選項中，有多

項符合題目要求.全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

9.圖甲所示為揚聲器的實物圖，圖乙為剖面圖，線圈處于磁場中，當音頻電流信號通過線圈

時，線圈帶動紙盆振動發(fā)出聲音.俯視圖丙表示處于輻射狀磁場中的線圈，磁場方向如圖中

箭頭所示.則下列說法正確的是（）

甲

A.環(huán)形磁體產(chǎn)生的磁感線是不閉合的

B.圖丙中，線圈上各點的磁感應強度不同

C.當電流方向改變時線圈所受安培力方向一定改變

D.圖丙中當電流沿逆時針方向時，對應圖乙中線圈所受安培力方向豎直向上

答案BC

解析磁感線是閉合的曲線，故A錯誤；磁感應強度是矢量，線圈上各點的磁感應強度大小

相等，方向不同，故B正確；安培力方向由磁場方向和電流方向共同決定，電流方向改變安

培力方向一定改變，故C正確；根據(jù)左手定則可判定，線圈所受安培力方向豎直向下，故D

錯誤.

10.在如圖甲所示的虛線框內(nèi)有勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁感應強度隨時間的變化

規(guī)律如圖乙所示.邊長為/、電阻為R的正方形均勻線框浦加有一半處在磁場中，磁場方向

垂直于線框平面，此時線框仍邊的發(fā)熱功率為尸，則下列說法正確的是（）

A.磁感應強度為=去\廊

B.線框中感應電流為/=2\^

C.線框cd邊的發(fā)熱功率為P

D.a端電勢高于，端電勢

答案BC

￡2

解析由題圖乙可知，線框中產(chǎn)生的感應電動勢大小恒定，線框浦邊的發(fā)熱功率為尸=石,

感應電動勢七=鏟5=華＜所以磁感應強度為=等\巧^,A錯誤；由尸=%?可得

線框中感應電流為/=2、y^,B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，且兩邊流過的電流相等，

因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可知，線框中感應電流方向為adc加方向，處于磁

場中的部分線框為等效電源，因此。端電勢比6端電勢低，D錯誤.

11.圖甲為風力發(fā)電的簡易模型.在風力作用下，風葉帶動與桿固連的永磁體轉(zhuǎn)動，磁體下

方的線圈與電壓傳感器相連.在某一風速時，電壓傳感器顯示如圖乙所示正弦規(guī)律變化，則

()

A.永磁體的轉(zhuǎn)速為10r/s

B.線圈兩端電壓的有效值為66V

C.交流電壓的表達式為a=12sin57rr（V）

D.該交流電可以直接加在擊穿電壓為9V的電容器上

答案BC

解析由題圖乙可知，交流電的周期為T=0.4s,故永磁體的轉(zhuǎn)速為"=:=七r/s=2.5r/s,

故A錯誤；由題圖乙可知電壓的最大值為12V,故有效值0=關(guān)=6也V,故B正確；周

2兀2,71,、、

期7=0.4s,故。=亍=益rad/s=5?irad/s,故交流電壓的表達式為a=12sin5加（V）,故C

正確；該交流電電壓的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能直接加在擊穿電壓為9V的電

容器上，故D錯誤.

12.（2021?大同一中高二月考）如圖所示，虛線尸。左上方存在垂直于紙面向外的勻強磁場，甲、

乙兩個帶正電的粒子先后由靜止經(jīng)過相同電壓加速后，分別以速度。用、。乙從尸。上的。點

沿紙面射入磁場，結(jié)果兩粒子從PQ上的同一點射出磁場.已知。甲、。乙之間的夾角a=60。,

。乙與尸。之間的夾角￡=30。，不計甲、乙兩粒子的重力及甲、乙之間的作用力.設甲、乙在

磁場中運動的時間分別為「甲、f乙，以下關(guān)系正確的是（）

：；一

A.vv-v乙=1：2B.vv-v乙=2：1

C.tvt乙=3:4D.f甲：/乙=3:2

答案BC

解析甲、乙兩粒子在磁場中的運動情況如圖.

2

粒子在加速過程中，根據(jù)動能定理有：qU=^mvf解得。=\/彳笠，

粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則有：Bqv=三~,

vyrn

解得運動的半徑為R=F，

QD

根據(jù)幾何知識可知，甲、乙兩粒子在磁場中運動的半徑之比為R甲：H乙=1：2,

,、3機甲m乙

聯(lián)工解付—：—=1：4,o甲：o乙=2：1,

q甲q乙

A錯誤，B正確；

甲粒子在磁場中運動的軌跡對應的圓心角為180°,乙粒子在磁場中運動的軌跡對應的圓心角

（］2?！?甲、（1271Hl乙、

為60°,則甲、乙粒子在磁場中運動的時間之比為，甲：北=仁義了z］：歷乂］；司=3：4,

C正確，D錯誤.

三、非選擇題（本題共6小題，共52分）

13.（6分）在圖甲中，不通電時電流計指針停在正中央，當閉合開關(guān)時，觀察到電流計指針向

左偏.現(xiàn)按圖乙連接方式將電流計與螺線管8連成一個閉合回路，將螺線管A與電池、滑動

變阻器和開關(guān)S串聯(lián)成另一個閉合回路.

（1）閉合開關(guān)S后，將螺線管A插入螺線管B的過程中，螺線管B的端（選填“上”

或‘'下"）為感應電動勢的正極；

（2）螺線管A放在2中不動，開關(guān)S突然斷開的瞬間，電流計的指針將（選填“向

左”“向右”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn)；

（3）螺線管A放在2中不動，滑動變阻器的滑片向左滑動，電流計的指針將（選填“向

左”“向右”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn).

答案（1）下（2分）（2）向右（2分）（3）向左（2分）

14.（6分）（2021?霞浦縣第一中學高二月考）如圖為“探究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置.

（1）將圖中所缺的導線補充完整.

（2）連接電路后，如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么閉合開關(guān)后可

能出現(xiàn)的情況有：

①將螺線管A迅速插入螺線管8時，靈敏電流計指針將（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）

偏轉(zhuǎn)；

②螺線管A插入螺線管3后，將滑動變阻器滑片迅速向左拉時，靈敏電流計指針（選

填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn)；

③在上述兩過程中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向（選填“相同”或“相反”）；

（3）在做“探究電磁感應現(xiàn)象”實驗時，如果螺線管B兩端不接任何元件，則螺線管8電路中

將.

A.因電路不閉合，無電磁感應現(xiàn)象

B.有電磁感應現(xiàn)象，但無感應電流，只有感應電動勢

C.不能用楞次定律判斷感應電動勢方向

D.可以用楞次定律判斷感應電動勢方向

答案（1）見解析圖（1分）（2）①發(fā)生（1分）②發(fā)生（1分）③相反（1分）（3）BD（2分）

解析（1）將電源、開關(guān)、滑動變阻器、螺線管A串聯(lián)成一個回路，再將電流計與螺線管2串

聯(lián)成另一個回路，如圖所示.

（2）①閉合開關(guān)，磁通量增加，指針向右偏轉(zhuǎn)，將螺線管A迅速插入螺線管B,穿過螺線管B

的磁通量增加，則靈敏電流計的指針將向右偏轉(zhuǎn)；②螺線管A插入螺線管8后，將滑動變阻

器滑片迅速向左拉時，滑動變阻器接入電路的電阻增大，則電流減小，穿過螺線管8的磁通

量減小，則靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)；③兩過程中靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相反.

（3）如果螺線管3兩端不接任何元件，線圈中仍有磁通量的變化，仍會產(chǎn)生感應電動勢，不過

沒有感應電流存在，可根據(jù)楞次定律判斷出感應電動勢的方向，B、D正確，A、C錯誤.

15.（8分）如圖甲所示，邊長為L的w匝正方形金屬線圈浦）置于垂直線圈平面的磁場中，

線圈的總電阻為R,用導線e、/連接一阻值也為R的定值電阻，其他電阻不計.磁場的磁感

應強度B隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，正方向為垂直線圈平面向外.求：

（1）在0到fi時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量；

（2）在2八到3fl時間內(nèi)，電阻R兩端的電勢哪端高，高多少.

答案（1）嘿U（2）e端高嚕;

解析（1）在0到G時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應定律：

下A0nBoL2八、

E-IL分）

_~E

1=印1分）

分）

聯(lián)立各式解得：4=奈2（1分）

（2）在2ti到3fl時間內(nèi)，電路的總電動勢為￡=^^（2分）

FnBc\T2

電阻R兩端的電壓為。=彳=不一（1分）

根據(jù)楞次定律知，e端電勢高.（1分）

16.（9分）如圖所示為邊長為L的單匝正方形線圈abed,放在磁感應強度為B的勻強磁場中，

從圖示位置開始以be邊為軸勻速轉(zhuǎn)動.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過一周的過程中產(chǎn)生的熱量為Q.

己知線圈的be邊與磁場方向垂直，線圈電阻為R.求：

（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度大小；

（2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過郃寸，產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值；

（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過冷的過程中，產(chǎn)生的感應電動勢的平均值.

答案（1（2）2TIBL2^VBL2

J2

解析（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中，產(chǎn)生的感應電動勢有效值為后二號臺加。。分）

線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過一周所用的時間：

「Ta分）

3目人琢TICOB2L4、

所以熱篁。=無7=一五一（1分）

解得：。=看珠（1分）

JTJT

（2）線圈從題圖所示位置開始轉(zhuǎn)過1時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值：e=3L2Gsin§（l分）

解得:，=燃（1分）

冗

（3）線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過5的過程中，線圈內(nèi)磁通量的變化量為A（P=BL2（1分）

7T

所用的時間為r1=^（1分）

線圈產(chǎn)生的感應電動勢的平均值:

-_^_2RQ_

E-h刀）

17.（11分）（2021?吳忠中學高二期末）如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導軌，間距L=

0.5m,導軌平面與水平面間夾角0=37。，N、。間連接一個電阻R=5.0。，勻強磁場垂直于

導軌平面向上，磁感應強度3=LOT.將一根質(zhì)量加=0.05kg的金屬棒放在導軌的ab位置,

金屬棒及導軌的電阻不計.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌

垂直，且與導軌接觸良好.已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,當金屬棒滑至4處時,

其速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m.已知g=10m/s2,sin37。=0.6,

cos37°=0.8.求:

（1）金屬棒沿導軌開始下滑時的加速度大??；

（2）金屬棒到達cd處的速度大?。?/p>

（3）金屬棒由位置ab運動到cd的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量.

答案（1）2.0m/s2（2）2.0m/s（3）0.1J

解析（1）設金屬棒的加速度大小為a,

由牛頓第二定律得mgsin夕一〃加geos9=ma（2分）

解得a=2.0m/s2（l分）

⑵設金屬棒到達cd位置時速度大小為。，電流為I,金屬棒受力平衡，有wigsin0=BIL+iLimgcos

3（2分）

BLv、

/=—（2分）

解得u=2.0ni/s.（l分）

（3）設金屬棒從湖運動到打的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q,由能量守恒定律,

有mgs-sin0=+^umgs-cos6+Q（2分）

解得Q=0.1J.（1分）

18.（12分X2021?宿州市高二期末）如圖所示，在坐標系xOy的第一象限內(nèi)，斜線OC的上方存

在垂直紙面向里的勻強磁