高中物理人教版2本册总复习总复习 本册综合学业质量标准检测b

本册综合学业质量标准检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40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1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10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．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述错误的是eq\x(导学号09152484)(C)A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P失＝I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R＝eq\f(ρL,S)知，A正确。二是减小输电电流，B正确。若输电电压一定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝I2R越大，C错误。在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输出电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确。本题选错误的，故选C。2．(上海市浦东新区2023～2023学年高二上学期期末)如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，图中方框A、B、C为传感器，实验中，通过B、C测得的物理量的数值分别是X、Y，由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则以下说法正确的是eq\x(导学号09152485)(D)A．A为电流传感器B．C为电压传感器C．电动机的输出功率为XYD．电动机的效率为eq\f(mgh,XYt)×100%解析：A与计算机相连，是数据采集器；B与电动机并联，是电压传感器；C与电动机串联；是电流传感器，故AB错误；电压表读数是X，电流表读数是Y，故电动机输入功率为P入＝XY；消耗的电能是XYt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，故效率为：η＝eq\f(mgh,XYt)×100%，故C错误，D正确，故选D。3．(河北石家庄市一中2023～2023学年高二上学期期末)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是eq\x(导学号09152486)(A)解析：天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力变化越大，天平越容易失去平衡，线框与磁通边界的交点间长度为线框在磁场中有效长度，由图可知，A有效长度最长，最容易失去平衡，故选A。4．(重庆一中2023～2023学年高二下学期检测)一正三角形导线框ABC(高度为a)从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域。两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a。下列图象反映感应电流I与线框移动距离x的关系，以逆时针方向为电流的正方向。其中正确的是eq\x(导学号09152487)(C)解析：导线框向右运动切割磁感线产生感应电流。在x从0～a过程中，感应电流大小逐渐增大，方向沿规定的正方向；在x从a～2a过程中，感应电流逐渐增大，且最大值为前者的2倍，方向沿顺时针方向(负方向)，在x从2a～3a过程中，感应电流大小逐渐增大，方向沿逆时针方向(5．(湖北黄冈中学2023～2023学年高二上学期期末)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线圈连接一定值电阻R，下列说法中正确的是eq\x(导学号09152488)(B)A．t1时刻ab边中电流方向由a→b，e点电势高于f点B．设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1<i3，e点与f点电势相等C．t2～t4时间内通过ab边电量为0，定值电阻R中无电流D．t5时刻ab边中电流方向由a→b，f点电势高于e点解析：0～t2时间内，线框abcd之中磁通量在均匀增加，所以由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，知0～t2内电动势为恒定值且由楞次定律可以求得感应电流方向为逆时针，此时副线圈之中没有电流，同理t2～t4内副线圈之中也没有电流，t4～t6时间内，线框中磁场在减弱，由楞次定律可以确定其电流方向也为逆时针，且由于并非均匀减小(而是减小得越来越快)，所以原线圈之中的电流在增大。此时副线圈电路出现顺时针方向的电流，且e点电势高于f，综上所述选项B正确。6．(江西省抚州市2023～2023学年高二上学期期末)光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t＝0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流随时间t变化的图象如图2所示。下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量Φ、磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)、棒两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象，其中正确的是eq\x(导学号09152489)(B)解析：回路中的感应电动势为：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，感应电流为：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(ΔΦ,ΔtR)，由图可知：I＝kt，故有：eq\f(ΔΦ,Δt)＝ktR，所以图象B正确；由于产生的感应电动势是逐渐增大的，而A图描述磁通量与时间关系中斜率不变，产生的感应电动势不变，C图中Uab不变，故A、C错误；通过导体棒的电量为：q＝It＝kt2，故q－t图象为曲线，并非过原点的直线，故D错误。7．(内蒙古赤峰二中2023～2023学年高二上学期检测)如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下。自行车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，两把手间距为L。只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是eq\x(导学号09152490)(AC)A．图示位置中辐条A点电势比B点电势低B．图示位置中辐条A点电势比B点电势高C．自行车左车把的电势比右车把的电势高B2LvD．自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电势差要降低解析：自行车从东往西行驶时，辐条切割地磁场水平分量的磁感线，根据右手定则判断可知，图示位置中辐条A点电势比B点电势低，故A正确，B错误。自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则知，左车把的电势比右车把的电势高B2Lv，故C正确。自行车左拐改为南北骑向，自行车车把仍切割磁感线，车把感应电动势方向不变，竖直分量大小为B2不变则车把两端电势差不变，故D错误，故选AC。8．(海南中学高二上学期期末)如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增加时eq\x(导学号09152491)(AC)A．环A有扩张的趋势B．环A有缩小的趋势C．螺线管B有缩短的趋势D．螺线管B有伸长的趋势解析：当B中通过的电流逐渐增加时，电流产生的磁场逐渐增强，故穿过A的磁通量增加，为阻碍磁通量增加，根据楞次定律可知，环A应向磁通量减小的方向形变，由于A环中有两种方向的磁场：B线圈外的磁感线方向与B线圈内的磁感线方向相反，B线圈外的磁感线要将B线圈内的磁感线抵消一些，当A的面积增大时，穿过A的磁通量会减小，所以可知环A应有扩张的趋势，故A正确B错误；线圈B中电流增加，每匝线圈产生的磁场增强，线圈间的引力增大，所以螺线管B有缩短的趋势，故C正确，D错误。9．(广东省实验中学2023～2023学年高二下学期期中)如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是eq\x(导学号09152492)(AD)A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大C．电压表V1示数等于NBωL2D．变压器的输入与输出功率之比为11解析：从垂直于中性面时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，磁通量为零，电动势最大，故A正确；根据理想变压器的变压原理输出电压即电压表V2的示数不变，故B错误；交流电压的最大值等于NBωL2，电压表V1示数为有效值eq\f(NBωL2,\r(2))，C错误；理想变压器的输入与输出功率之比为11，故D正确，故选AD。10．(新疆生产建设兵团二中2023～2023学年高二上学期期末)如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L(L＜d)，质量为m、电阻为R，将线圈在磁场上方h高处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿过磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)eq\x(导学号09152493)(ACD)A．感应电流所做的功为2mgdB．感应电流所做的功为mgdC．线圈的最小速度可能为eq\f(mgR,B2L2)D．线圈的最小速度一定是eq\r(2gh＋L－d)解析：根据能量守恒，研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程：动能变化量为0，重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量，Q＝mgd。cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程，线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程，产生的热量Q′＝2mgd，感应电流做的功为2mgd，故A正确，B错误。线框可能先做减速运动，在完全进入磁场前已做匀速运动，刚完全进入磁场时的速度最小，则mg＝BIL＝BLeq\f(BLv,R)，则最小速度v＝eq\f(mgR,B2L2)，故C正确。因为进磁场时要减速，线圈全部进入磁场后做匀加速运动，则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小，设线圈的最小速度为vn，线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程，根据能量守恒定律得：mg(h＋L)＝Q＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)，由上可知，Q＝mgd，解得线圈的最小速度为：vn＝eq\r(2gh＋L－d)，故D正确，故选ACD。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，每小题7分，共14分。把答案直接填在横线上)11．(唐山一中2023～2023学年高二下学期开学检测)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。eq\x(导学号09152494)(1)将图中所缺导线补接完整。(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后：A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向右偏转一下。(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针向左偏转一下。(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)答案：(1)如图所示12．交流电流表是一种能够测量交变电流有效值的仪表，使用时，只要将电流表串联进电路即可。扩大交流电流表量程可以给它并联一个分流电阻。还可以给它配接一只变压器，同样也能起到扩大电流表量程的作用。如图所示，变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数n1，c、d两个接线端子之间线圈的匝数n2，并且已知n1>n2，若将电流表的“0～3A”量程扩大，应该将交流电流表的接线柱的“0”“3A”分别与变压器的接线端子a、b相连(选填“a、b”或“c、d”)；这时，电流表的量程为eq\f(3n1,n2)A。eq\x(导学号09152495)解析：当只有一组原、副线圈时，理想变压器电流与匝数间的关系是eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，即匝数与电流成反比。已知变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数为n1，大于c、d两个接线端子之间线圈的匝数为n2，即n1>n2。因此，该交流电流表的接线柱的“0”“3A”分别与变压器的接线端子a、b相连，这样，电流表的小示数才能反映原线圈中的大电流，起到扩展量程的作用。此时，电流表的量程为I2＝eq\f(n1,n2)I1＝eq\f(3n1,n2)A。三、论述·计算题(共4小题，46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．(10分)(江苏赣州2023～2023学年高二上学期期末)如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为eq\f(\r(2),2)T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R＝50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求：eq\x(导学号09152496)(1)线圈中感应电动势的表达式；(2)由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；(3)当原、副线圈匝数比为21时，求电阻R上消耗的功率。答案：(1)e＝100eq\r(2)cos100tV(2)(3)50W解析：(1)感应电动势的最大值Em＝nBSω＝100×eq\f(\r(2),2)××100V＝100eq\r(2)V，线圈中感应电动势的表达式为e＝100eq\r(2)cos100tV。(2)线圈转过30°角过程中产生的平均感应电动势E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(BSsin30°,\f(1,12)T)＝。(3)电压表示数为电压的有效值，则U＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(100\r(2),\r(2))V＝100V，电阻R两端的电压UR＝eq\f(n2,n1)U＝eq\f(1,2)×100V＝50V，则电阻R上消耗的功率P＝eq\f(U\o\al(2,R),R)＝50W。14．(11分)(丽水2023～2023学年高二检测)电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图甲所示，虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长为L的正方形单匝均匀金属线框abcd放在光滑水平面上，电阻为R，质量为m，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界。t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝kt(k为大于零的常数)，同时用一水平外力使线圈处于静止状态，空气阻力忽略不计。eq\x(导学号09152497)(1)判断线框中感应电流的方向。(2)求线框中感应电流的大小。(3)请写出所加水平外力随时间变化的表达式。(4)若用相同的金属线绕制相同大小的n匝线框，在线框上加一质量为M的负载物，如图乙所示，当t＝t0时撤去外力释放线框，求此时线框加速度的大小。答案：(1)顺时针(2)eq\f(kL2,R)(3)eq\f(k2L3,R)t(4)eq\f(nk2L3t0,Rnm＋M)解析：(1)由B＝kt(k为大于零的常数)知B随时间均匀增大，穿过线框的磁通量均匀增大，由楞次定律知线框中感应电流的方向为顺时针。(2)由法拉第电磁感应定律：感应电动势为E＝eq\f(ΔB,Δt)L2＝kL2；由闭合电路欧姆定律得：感应电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(kL2,R)。(3)由于线圈静止，则所加的水平外力与安培力平衡，有F＝BIL＝kt·eq\f(kL2,R)L＝eq\f(k2L3,R)t。(4)n匝线框中t＝0时刻产生的感应电动势E总＝nE＝nkL2；线框的总电阻R总＝nR线框中的电流I＝eq\f(E总,R总)当t＝t0时刻线框受到的安培力F安＝nB0IL＝nkt0IL设线框的加速度为a，根据牛顿第二定律有F安＝(nm＋M)a解得a＝eq\f(nk2L3t0,Rnm＋M)。15．(12分)(安徽黄山市2023～2023学年高二上学期期末)两根足够长的水平放置的平行光滑金属导轨AB、CD，导轨间距为L；垂直导轨放着一根金属杆，金属杆在导轨间的电阻为r，导轨上的电阻忽略不计。导轨与右边电阻箱及电容器连接，如图所示。已知电容器的电容为C，电容器M、N两板间距为d，电阻箱开始时的阻值为R。在金属杆以速度v向左匀速运动的过程中，求：eq\x(导学号09152498)(1)电容器上M板所带电量以及电性；(2)一束电子流从电容器两板中间平行两板射入时，恰好能射出电容器；如果电阻箱阻值减小为eq\f(R,2)，则电子流射出电容器时的偏转距离是多少？答案：(1)电容器上M板带负电，电量为eq\f(CBLvR,R＋r)。(2)电子流射出电容器时的偏转距离是eq\f(R＋rd,2R＋2r)。解析：(1)金属杆匀速向左运动时，杆中产生的感应电流方向向下，则电容器M板带负电。金属杆运动产生的感应电动势为：E＝BLv电容器板间电压为：U＝eq\f(R,R＋r)E故电容器上的电量为：Q＝CU联立解得：Q＝eq\f(CBLvR,R＋r)(2)当电阻箱阻值减小为eq\f(R,2)时，电容器的电压为：U′＝eq\f(\f(R,2),\f(R,2)＋r)E＝eq\f(ER,R＋2r)由a＝eq\f(qU,md)得两次竖直方向的加速度之比为：eq\f(a1,a2)＝eq\f(U,U′)＝eq\f(R＋2r,R＋r)因为电子流在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速运动，故两次在电场中的运动时间不变，设为t，竖直方向可列：y＝eq\f(1,2)at2因而竖直方向的偏转距离之比为：eq\f(y,\f(1,2)d)＝eq\f(a2,a1)解得：y＝eq\f(R＋rd,2