選擇性必修第二冊(cè)模塊綜合檢測(cè)A卷——基本能力評(píng)價(jià)(本試卷滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.通訊技術(shù)的發(fā)展離不開電磁波。下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是()A.水波、聲波和電磁波的傳播都離不開介質(zhì)B.不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度不同C.所有物體都在不斷發(fā)射出波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)更短的紅外線D.赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波,證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論解析:選D水波、聲波屬于機(jī)械波,其傳播需要介質(zhì),但電磁波的傳播不需要介質(zhì),故A錯(cuò)誤;不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度均相同,故B錯(cuò)誤;所有物體都在不斷發(fā)射出波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅外線,故C錯(cuò)誤;赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波,證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,故D正確。2.“中國(guó)天眼”位于貴州的大山深處,是500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)。它通過接收來(lái)自宇宙深處的電磁波探索宇宙。下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是()A.電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度均為3×108m/sB.麥克斯韋認(rèn)為均勻變化的電場(chǎng)能激發(fā)出變化的磁場(chǎng),空間將產(chǎn)生電磁波C.在真空中,紫外線的波長(zhǎng)比紅外線小D.電磁波只能沿直線傳播,不能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象解析:選C電磁波只有在真空中傳播時(shí)速度才為3×108m/s,在介質(zhì)中傳播時(shí)速度小于3×108m/s,故A錯(cuò)誤;麥克斯韋認(rèn)為周期性變化的電場(chǎng)在周圍能夠激發(fā)出周期性變化的磁場(chǎng),周期性變化的磁場(chǎng)又會(huì)在較遠(yuǎn)的空間激發(fā)出新的周期性變化的電場(chǎng),這樣周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播,形成了電磁波,而均勻變化的電場(chǎng)只能激發(fā)出恒定的磁場(chǎng),不能產(chǎn)生電磁波,故B錯(cuò)誤;在真空中,紫外線的波長(zhǎng)比紅外線小,故C正確;電磁波在同種均勻介質(zhì)或真空中只能沿直線傳播,并且能夠發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。3.傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。不只在科研領(lǐng)域,在人們的日常生活中,也會(huì)用到傳感器以實(shí)現(xiàn)某種功能。如圖中關(guān)于傳感器的應(yīng)用,說(shuō)法正確的是()A.圖甲中,干簧管是利用電磁感應(yīng)的原理控制電路的通斷的B.圖乙中,機(jī)器人“眼睛”利用了光傳感器C.圖丙中,紅外測(cè)溫儀向人體發(fā)射紅外線,從而測(cè)量人體溫度D.圖丁中,火災(zāi)報(bào)警器是通過感知溫度觸發(fā)報(bào)警的解析:選B干簧管是利用磁場(chǎng)控制電路的通斷,不是利用電磁感應(yīng)原理工作的,A錯(cuò)誤;機(jī)器人“眼睛”利用了光傳感器,B正確;人體向紅外測(cè)溫儀發(fā)射紅外線,從而測(cè)量人體溫度,C錯(cuò)誤;火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的反射工作的,利用的是光傳感器,D錯(cuò)誤。4.如圖,是一種電感式微小位移傳感器的原理圖。1是待測(cè)位移的物體,3是空心線圈,軟鐵芯2部分插在線圈3中,并且可以隨著物體1在線圈中左右平移。要能夠準(zhǔn)確反映出物體1的左右位置變化,那么應(yīng)該在a、b間連接的是()A.干電池和靈敏電流計(jì) B.靈敏電流計(jì)C.交流電源和靈敏電流計(jì) D.電壓表解析:選C根據(jù)題意可知,軟鐵芯2隨著物體1向左平移,可以使線圈3的自感系數(shù)增大,同理軟鐵芯2隨著物體1向右平移,可以使線圈3的自感系數(shù)減小,這一變化通過轉(zhuǎn)換電路和檢測(cè)電路輸出電流,就得到了被測(cè)物體位移的變化,則應(yīng)將線圈3與靈敏電流計(jì)串聯(lián)后與交流電源相連,線圈自感系數(shù)的變化將使它對(duì)交變電流的感抗發(fā)生變化,從而引起電路中電流的變化,再由靈敏電流計(jì)顯現(xiàn)出來(lái)。故選C。5.工業(yè)上常利用感應(yīng)電爐冶煉合金,裝置如圖所示。當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.金屬中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流B.金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流C.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應(yīng)電流減小D.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應(yīng)電流不變解析:選B當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí),感應(yīng)電爐金屬內(nèi)的磁通量也不斷隨之變化,金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤,B正確;若線圈匝數(shù)增加,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,則金屬中感應(yīng)電流變大,C、D錯(cuò)誤。6.在如圖所示電路中接入正弦交流電,燈泡L1的電阻是燈泡L2的2倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無(wú)窮大。閉合開關(guān)S,燈泡L1、L2的電功率之比P1∶P2為()A.2∶1 B.1∶1C.1∶2 D.1∶4解析:選C兩個(gè)二極管正向電阻為0,反向電阻無(wú)窮大,二極管導(dǎo)通則與它并聯(lián)的燈泡短路,此時(shí)另一個(gè)燈泡與電源串聯(lián),根據(jù)題示電路圖可知在一個(gè)完整的周期內(nèi),兩個(gè)燈泡有電流通過的時(shí)間相等,都為半個(gè)周期,則電壓有效值相等,根據(jù)P=U2R,可知燈泡L1、L2的電功率之比P1∶P2=RL2∶RL1=1∶2,故選7.電磁俘能器可在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收,結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng),每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。磁場(chǎng)中,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示,永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開線圈。關(guān)于圖乙中的線圈,下列說(shuō)法正確的是()A.穿過線圈的磁通量為BL2B.永磁鐵相對(duì)線圈上升越高,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C.永磁鐵相對(duì)線圈上升越快,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小D.永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí),線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向解析:選D根據(jù)題圖乙可知,兩對(duì)永磁鐵穿過線圈的磁場(chǎng)方向相反,且磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開線圈,故穿過線圈的磁通量不可能為BL2,故A錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,永磁鐵相對(duì)線圈上升越快,穿過線圈的磁通量變化越快,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,故B、C錯(cuò)誤;永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí),根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知,線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,故D正確。8.手機(jī)無(wú)線充電技術(shù)越來(lái)越普及,圖(a)是某款手機(jī)無(wú)線充電裝置,其工作原理如圖(b)所示。送電線圈ab間接入如圖(c)所示的正弦交變電流。快充時(shí),將S與1合上,送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,手機(jī)兩端的電壓為11V,充電功率為44W;慢充時(shí),將S與2合上,送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比n1∶n3=5∶1,手機(jī)兩端的電壓為5V,充電功率為10W。裝置線圈視為理想變壓器,則下列說(shuō)法正確的是()A.R1的阻值為10Ω B.R2的阻值為20ΩC.R1的阻值為11Ω D.R2的阻值為22Ω解析:選C由題圖(c)可知,輸入交流電的有效值U1=22022V=220V,S與1接通,此時(shí)次級(jí)線圈電流I2=4411A=4A,次級(jí)線圈電壓U2=n2n1U1=55V,則R1=55-114Ω=11Ω,C正確,A錯(cuò)誤;S與2接通,此時(shí)次級(jí)線圈電流I3=105A=2A,次級(jí)線圈電壓U3=n3n1U1=44V,則R2=44-5二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.LC振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號(hào),也可從復(fù)雜的信號(hào)中分離出特定頻率的信號(hào),是許多電子設(shè)備中的關(guān)鍵部件。如圖所示,某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向向上,且電路中的電流正在增加,下列說(shuō)法正確的是()A.電容器上極板帶負(fù)電B.電路中的電場(chǎng)能正在增大C.電路中的電流方向?yàn)橛蒩到bD.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小解析:選AD根據(jù)安培定則可知,電流方向從b流向a,此時(shí)電流正在增加,表明電容器正在放電,所以上極板帶負(fù)電,下極板帶正電,故A正確,C錯(cuò)誤;由于電容器正在放電,根據(jù)能量守恒定律分析,能量正在從電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,電場(chǎng)能減小,磁場(chǎng)能增大,故B錯(cuò)誤;電容器正在放電,電場(chǎng)能減小,兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小,故D正確。10.如圖所示,D形盒半徑為R,垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩盒分別與交流電源相連。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為q,則下列說(shuō)法正確的是()A.D形盒之間交變電場(chǎng)的周期為2πB.質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大C.質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大D.只要R足夠大,質(zhì)子的速度可以被加速到任意值解析:選AB質(zhì)子每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)被加速兩次,交流電每個(gè)周期方向改變兩次,所以交流電的周期等于質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)周期T,根據(jù)牛頓第二定律有qvB=mv2πT,解得T=2πmBq,故A正確;設(shè)質(zhì)子獲得的最大速度為vm,根據(jù)牛頓第二定律有qvmB=mvm2R,解得vm=BqRm,故質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大,與加速電壓無(wú)關(guān),故B正確,C錯(cuò)誤;任何物體的速度都不會(huì)超過光速,故并不是只要11.如圖,兩條“”形的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,間距為L(zhǎng),左、右兩導(dǎo)軌面與水平面夾角均為30°,均處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B和B。將有一定阻值的導(dǎo)體棒ab、cd放置在導(dǎo)軌上,同時(shí)由靜止釋放,兩棒在下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。ab、cd的質(zhì)量分別為2m和m,長(zhǎng)度均為L(zhǎng)。導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì),重力加速度大小為g,兩棒在下滑過程中()A.回路中的電流方向?yàn)閍bcdaB.ab中電流趨于3C.ab與cd加速度大小之比始終為2∶1D.兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)始終相等解析:選AB由于ab和cd均沿導(dǎo)軌下滑,則通過abcd回路的磁通量向上增大,根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知,回路中的電流方向?yàn)閍bcda,A正確;對(duì)ab和cd分別受力分析,如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律分別有2mgsin30°-2BILcos30°=2ma1、mgsin30°-BILcos30°=ma2,可得a1=a2=g2-3BIL2m,則ab與cd加速度大小之比始終為1∶1,C錯(cuò)誤;當(dāng)加速度趨于零時(shí),兩導(dǎo)體棒中的電流趨于穩(wěn)定,結(jié)合C項(xiàng)分析可知,ab中的電流趨于3mg3BL,B正確;由于ab和cd加速度大小始終相等,則兩導(dǎo)體棒的速度大小始終相等,則由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,12.漏電斷路器是家庭電路中必不可少的一種安全保護(hù)裝置,如圖為其基本原理圖。電源線的火線與零線并行繞在鐵芯上,當(dāng)與放大器相連的線圈有微小電流時(shí),即刻會(huì)驅(qū)動(dòng)電磁繼電器斷開電源,實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)與地不絕緣的人不小心觸碰到火線時(shí),漏電斷路器會(huì)即刻斷開電源B.當(dāng)與地絕緣的人不小心同時(shí)觸碰到火線與零線時(shí),漏電斷路器會(huì)即刻斷開電源C.當(dāng)外接電網(wǎng)是恒定直流電源時(shí),漏電斷路器不能正常工作D.在相同條件下,放大器繞在鐵芯上的線圈匝數(shù)越多,越能檢測(cè)到更微小的漏電解析:選AD由于火線和零線并行繞制,所以在家庭電路正常工作時(shí),火線和零線的電流大小相等、方向相反,因此合磁通量為0,線圈中的磁通量為0,而當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時(shí),火線的電流突然變大,即線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化,導(dǎo)致線圈中的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使電磁繼電器工作,電磁鐵將開關(guān)吸起,斷開電源,A正確;當(dāng)與地絕緣的人不小心同時(shí)觸碰到火線與零線時(shí),火線和零線的電流仍大小相等、方向相反,從而不會(huì)引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故漏電斷路器不會(huì)斷開電源,B錯(cuò)誤;當(dāng)外接電網(wǎng)是恒定直流電源時(shí),如果有人觸電仍會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故能正常工作,C錯(cuò)誤;在相同條件下,放大器繞在鐵芯上的線圈匝數(shù)越多,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,越能檢測(cè)到更微小的漏電,D正確。三、非選擇題(本題共5小題,共60分)13.(6分)某物理小組欲探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:學(xué)生電源、可拆變壓器、交流電壓表、若干導(dǎo)線。圖甲為實(shí)驗(yàn)原理圖,在原線圈A、B兩端加上電壓,用電壓表分別測(cè)量原、副線圈兩端的電壓,測(cè)量數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)原線圈匝數(shù)n1=400原線圈兩端電壓U1/V副線圈匝數(shù)n2=200副線圈兩端電壓U2/V副線圈匝數(shù)n3=1400副線圈兩端電壓U3/V15.82.920.328.04.028.0312.66.244.0請(qǐng)回答下列問題:(1)在圖乙中,應(yīng)將A、B分別與(填“a、b”或“c、d”)連接。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),變壓器原、副線圈的電壓之比等于。

(3)在實(shí)驗(yàn)序號(hào)為2的測(cè)量中,若把圖丙中的可移動(dòng)鐵芯取走,副線圈匝數(shù)n2=200,則副線圈兩端電壓(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.一定小于4.0VB.一定等于4.0V C.一定大于4.0V解析:(1)在探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,原線圈兩端應(yīng)接入交流電,故應(yīng)將A、B分別與c、d連接。(2)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可得,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)U1U2=n1n2,U1U(3)若把題圖丙中的可移動(dòng)鐵芯取走,磁損耗變大,原線圈中磁通量變化率比副線圈磁通量變化率大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,副線圈兩端電壓一定小于4.0V。故選A。答案:(1)c、d(2)兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比(3)A14.(8分)某同學(xué)利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性,制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的汽車低油位報(bào)警裝置。(1)該同學(xué)首先利用多用電表電阻“×100”擋粗測(cè)該熱敏電阻在常溫下的阻值,示數(shù)如圖甲所示,則此時(shí)熱敏電阻的阻值為RT=Ω。

(2)該同學(xué)為了進(jìn)一步探究該熱敏電阻阻值隨溫度變化的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路,定值電阻R0=2.0kΩ,則在閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最(選填“左”或“右”)端;在某次測(cè)量中,若毫安表A1的示數(shù)為2.25mA,A2的示數(shù)為1.50mA,兩電表可視為理想電表,則熱敏電阻的阻值為kΩ。

(3)探究得到的該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像如圖丙所示,該同學(xué)利用此熱敏電阻設(shè)計(jì)的汽車低油位報(bào)警裝置如圖丁所示,其中電源電動(dòng)勢(shì)E=6.0V,定值電阻R=1.8kΩ,長(zhǎng)為l=50cm的熱敏電阻下端緊靠在油箱底部,不計(jì)報(bào)警器和電源的內(nèi)阻。已知流過報(bào)警器的電流I≥2.4mA時(shí)報(bào)警器開始報(bào)警,若測(cè)得報(bào)警器報(bào)警時(shí)油液內(nèi)熱敏電阻的溫度為30℃,油液外熱敏電阻的溫度為70℃,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距離約為cm。

解析:(1)由多用電表電阻擋的讀數(shù)規(guī)則可知,此時(shí)熱敏電阻的阻值為RT=19×100Ω=1.9×103Ω。(2)滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,為保護(hù)電路安全,在開關(guān)閉合前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端。由于RT和R0并聯(lián),故有I1R0=I2RT代入數(shù)據(jù)解得RT=3.0kΩ。(3)設(shè)警戒液面到油箱底部的距離為x,由題圖丙可知,溫度為30℃時(shí)熱敏電阻的阻值為RT1=1.5kΩ,則在油液內(nèi)的熱敏電阻的阻值為R1=x50RT同理可得油液外的熱敏電阻的阻值為R2=50-x50RT2,其中RT2=0.5kΩ,由閉合電路歐姆定律有E=IR+R1+R2,將E=6V、I=2.4mA、R=1.8kΩ答案:(1)1.9×103(2)左3.0(或3)(3)1015.(12分)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1,在原線圈回路中接阻值為100Ω的電阻R1,副線圈回路中接阻值為7.5Ω的電阻R2,原線圈輸入端與交流電源相連接,交流電源電壓u=2202sin100πt(V),電表均為理想電表,求:(1)電源輸出電壓的有效值;(2)電流表示數(shù)I1大小及電壓表示數(shù)U2的大小。解析:(1)該交流電源電壓的表達(dá)式為u=Umsinωt=2202sin100πt(V)可得電源輸出電壓的有效值為U=Um2=22022V=(2)設(shè)變壓器輸入端電壓為U1,輸出端電流為I2,則輸出電壓為U2=I2R2根據(jù)I1I2=n2n1=1結(jié)合U=I1R1+U1代入數(shù)據(jù)解得I1=1A,U2=30V即電流表示數(shù)為1A,電壓表示數(shù)為30V。答案:(1)220V(2)1A30V16.(16分)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電荷的粒子(不計(jì)重力),從x軸上的P點(diǎn)以速度v射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并恰好從y軸上的Q點(diǎn)垂直于y軸射出第一象限。已知v與x軸正方向成60°角,OQ=a。(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)若只改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,求B滿足什么