（浙江选考）2023版高考物理大一轮复习第十一章光电磁波单元滚动检测卷

PAGEPAGE1第十一章光电磁波单元滚动检测卷考生注意：1．本试卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两局部，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，总分值100分．第一卷一、选择题Ⅰ(此题共13小题，每题3分，共39分．每题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多项选择、错选均不得分)1．以下现象中属于电磁感应现象的是()A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场答案B解析磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象．故正确答案为B.2．关于电磁感应现象和感应电动势的大小，以下说法正确的选项是()A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．闭合电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C．闭合电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D．闭合电路中某时刻磁通量为零，该时刻感应电动势一定为零答案C解析只有闭合电路内有磁通量的变化才会有感应电流产生，选项A错误；磁通量的改变量的大小并不能直接确定感应电动势的大小，还需要考虑所用的时间，选项B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大，选项C正确；电路中某时刻磁通量为零时，磁通量变化率不一定为零，选项D错误．3．如图1所示，在范围足够大的匀强磁场中有一三角形闭合导体线圈，线圈的平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做以下运动时，线圈中能产生感应电流的是()图1A．沿磁场方向加速运动B．沿所在平面向右做加速运动C．绕过B点且垂直于ABC平面的轴转动D．以AC边为轴转动答案D解析只有闭合电路中的磁通量发生变化，才会有感应电流产生，故只有选项D正确．4．如图2所示，质量为m的金属框用绝缘轻质细线悬挂，金属框有一半处于水平且与框面垂直的匀强磁场中．从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，那么在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线的拉力大小，以下说法正确的选项是()图2A．小于金属框重力mg，并保持恒定B．始终等于金属框重力mgC．大于金属框重力mg，并逐渐减小D．大于金属框重力mg，并保持恒定答案C解析磁感应强度均匀减小，穿过金属框的磁通量均匀减少，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变．由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，再由左手定那么可得，安培力的合力方向竖直向下．金属框始终保持静止，那么拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小，由F安＝BIL可知安培力逐渐减小，所以拉力也逐渐减小，故C正确．5．理想变压器的原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的选项是()A．穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是1∶10C．正常工作时，原、副线圈的输入、输出电压之比为10∶1D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出电压之比为1∶10答案C解析理想变压器无漏磁，故穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是1∶1，故A、B均错误；理想变压器的原、副线圈匝数比为10∶1，根据变压比公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，正常工作时，原、副线圈的输入、输出电压之比为10∶1，故C正确，D错误．6．如图3甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．那么在0～t0时间内电容器()图3A．上极板带正电，所带电荷量为eq\f(CSB2－B1,t0)B．上极板带正电，所带电荷量为eq\f(CB2－B1,t0)C．上极板带负电，所带电荷量为eq\f(CSB2－B1,t0)D．上极板带负电，所带电荷量为eq\f(CB2－B1,t0)答案A解析在0～t0时间内回路中磁通量增加，由楞次定律知，回路中产生的感应电流方向为逆时针方向，电容器上极板带正电．由法拉第电磁感应定律知，在0～t0时间内回路中产生的感应电动势E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(B2－B1S,t0)，电容器两极板之间电压U＝E，电容器所带电荷量为q＝CU＝eq\f(CSB2－B1,t0)，选项A正确．7．如图4甲所示，在倾角为θ的U形金属导轨上放置一根导体棒MN，开始时导体棒MN处于静止状态．今在导轨所在空间加一个垂直于导轨平面的磁场，图中磁场方向为正方向，磁感应强度大小变化情况如图乙所示，导体棒始终静止．以下关于导体棒在0～t0内受到的摩擦力的大小的说法，正确的选项是()图4A．不断增大 B．不断减小C．先增大后减小 D．先减小后增大答案B解析在0～t0内，磁感应强度均匀减小，感应电流恒定，安培力沿斜面向下且减小，由平衡条件知，摩擦力不断减小，选项B正确．8．在水平匀强磁场中，有一矩形闭合线圈绕平行于线圈平面且垂直于磁感线的转轴匀速转动．假设要使线圈中的电流减半，那么可行的方法为()A．只将线圈的转速加倍B．只将线圈的匝数减半C．只将匀强磁场的磁感应强度减半D．用原导线重新绕制一个边长减半而匝数不变的矩形闭合线圈答案C解析由i＝eq\f(e,NR)＝eq\f(NBSωsinωt,NR)＝eq\f(NBS2πfsin2πf·t,NR)＝eq\f(BS2πnsin2πnt,R)，可得选项C正确．9．一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的转轴匀速转动，形成如图5所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的选项是()图5A．线圈转动的角速度为eq\f(100π,3)rad/sB．电动势的有效值为20VC．t＝1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角为45°D．t＝1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大答案A解析角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(100π,3)rad/s，选项A正确；电动势的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))≈14.1V，选项B错误；θ＝ωt＝eq\f(100π,3)t，将t＝1.0×10－2s代入该式，解得θ＝eq\f(π,3)，这是线圈从中性面开始转过的夹角，故线圈平面和磁场方向的夹角为30°，选项C错误；t＝1.5×10－2s时，线圈平面与磁场平行，穿过线圈平面的磁通量最小，选项D错误．10．我国家庭照明电路的电压随时间变化的规律为u＝311sin100πt(V)．以下说法中正确的选项是()A．标有“输入电压100～240V,50Hz〞的旅行充电器接在该交流电上可以正常工作B．标有“输入电压100～240V,100Hz〞的旅行充电器接在该交流电上可以正常工作C．该交流电只能给标有311V的用电器供电D．该交流电给用某电器供电与用311V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同答案A解析由u＝311sin100πt(V)可知，该交流电的最大值为311V，有效值为eq\f(311,\r(2))V≈220V，ω＝100πrad/s，所以T＝0.02s，频率为50Hz，故A正确，B错误；该交流电给某用电器供电与用220V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同，故D错误．11．图6甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，那么()图6A．电压表的示数为6VB．在t＝0.01s的时刻，穿过线圈磁通量为零C．假设线圈转速改为25r/s，那么电动势有效值为3VD．假设线圈转速改为25r/s，那么通过灯泡的电流为1.2A答案C解析电压表的示数是交流电有效值，U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(6,9＋1)×9V＝5.4V，A错误；t＝0.01s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，B错误；原来线圈的转速为n＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(2π,2πT)＝50r/s，当线圈的转速改为25r/s时，感应电动势的最大值为eq\f(6\r(2),2)V＝3eq\r(2)V，有效值为3V，通过灯泡的电流为0.3A，C正确，D错误．12．如图7所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为1∶n，副线圈接一定值电阻R，那么()图7A．假设ab之间接直流电压U，那么R中的电流为eq\f(nU,R)B．假设ab之间接直流电压U，那么原、副线圈中的电流均为零C．假设ab之间接交流电压U，那么原线圈中的电流为eq\f(n2U,R)D．假设ab之间接交流电压U，那么副线圈中的电流为eq\f(U,nR)答案C解析变压器不能改变直流电压的电压，所以当原线圈接直流电压时，副线圈无电流，但原线圈有电流，故A、B选项错误；当原线圈接交流电压U时，那么副线圈输出电压为nU，副线圈中的电流为eq\f(nU,R)，又因为原、副线圈电流之比与匝数成反比，可得原线圈中的电流为eq\f(n2U,R)，故C选项正确，D错误．13．如图8所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的总电阻均不变，电表均为理想电表，假设用户消耗的总功率减小，那么以下说法正确的选项是()图8A．电压表V1示数减小，电流表A1示数减小B．电压表V1示数增大，电流表A1示数减小C．电压表V2示数增大，电流表A2示数减小D．电压表V2示数减小，电流表A2示数减小答案C解析根据eq\f(U出,U1)＝eq\f(n1,n2)得电压表V1两端的电压U1不变；用户消耗的总功率减小，那么得通过电流表A2的电流I2减小，根据eq\f(I2,I1)＝eq\f(n3,n4)得通过电流表A1的电流I1减小，降压变压器原线圈两端的电压U＝U1－I1R线增大，根据eq\f(U,U2)＝eq\f(n3,n4)得电压表V2两端的电压U2增大，故C正确．二、选择题Ⅱ(此题共3小题，每题2分，共6分．每题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分)14.如图9所示，在水平向右的匀强磁场中，有一单匝矩形导线圈abcd绕通过ad边的竖直轴OO′匀速转动，转动的角速度为ω.线圈产生电动势的最大值为Em，线圈的总电阻为R，那么()图9A．线圈产生电动势的有效值为eq\r(2)EmB．线圈在转动过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为eq\f(Em,ω)C．线圈在转动过程中，磁通量变化率的最大值为EmD．线圈每转动两周，通过线圈中的电流方向改变2次答案BC解析矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，将产生正弦交流电，电动势的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))，选项A错误；线圈在转动过程中，产生电动势的最大值Em＝BSω，而最大磁通量Φm＝BS，解得Φm＝eq\f(Em,ω)，选项B正确；磁通量变化率的最大值即电动势的最大值，选项C正确；线圈每转动一周，线圈中的电流方向改变2次，故线圈转动两周的过程中，线圈中的电流方向改变4次，选项D错误．15.如图10所示，金属棒Oa长为l，电阻为r，绕O点以角速度ω做匀速圆周运动，a点与金属圆环光滑接触，图中定值电阻的阻值为R，圆环及导线电阻不计，那么()图10A．流过电阻R的电流方向是从下至上B．流过电阻R的电流方向是从上至下C．回路中的感应电动势E＝Bωl2D．回路中的感应电动势E＝eq\f(1,2)Bωl2答案AD解析由右手定那么可知，a点电势高于O点电势，流过电阻R的电流方向是从下至上，选项A正确，B错误；根据E＝BLv可知，E＝eq\f(1,2)Bωl2，选项C错误，D正确．16．图11甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝4∶1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1，S2闭合，此时L2正常发光．以下说法正确的选项是()图11A．只断开S2后，小灯泡L1正常发光B．只断开S2后，原线圈的输入功率减小C．假设S1换接到2后，流经R中电流瞬时值表达式i＝eq\f(\r(2),4)cos50πt(A)D．假设S1换接到2后，R消耗的电功率为1.25W答案BD解析L1、L2为规格相同的两只小灯泡，只断开S2后，L1、L2串联，总电阻增加，小灯泡L1不能正常发光，原线圈的输入功率减小，故A错误，B正确；假设S1换接到2后，输出电压的有效值U2＝eq\f(n2,n1)·eq\f(Um,\r(2))＝5V，那么R消耗的电功率为1.25W，由题图乙可得ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，选项C错误，选项D正确．第二卷三、非选择题(此题共6小题，共55分)17．(5分)(1)在“探究法拉第电磁感应现象〞的实验中，已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关如图12所示局部连接，要把电路连接完整正确，那么N连接到________(选填“a〞“b〞“c〞或“M〞)，M连接到________(选填“a〞“b〞“c〞或“N〞)．正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以判断__________．图12A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B．线圈A中铁芯向上拨出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向(2)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系〞的实验，需要选用以下仪器中的________．A．220V的交流电源B．学生电源C．交流电压表D．交流电流表在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(选填“增大〞“减小〞或“不变〞)．答案(1)acB(2)BC减小18．(4分)(2022·丽水、衢州、湖州9月联考改编)(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系〞的实验中，以下器材需要的有________．A．干电池组B．滑动变阻器C．直流电压表D．多用电表E．学生电源(2)如图13，当右侧线圈“0”“16”间接入9V电压时，左侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是________．图13A．3.1VB．2.5VC．2.1V答案(1)DE(2)C19．(10分)将交流电压u＝220eq\r(2)sin(100πt)V接到“220V，100W〞的灯泡两端，假设灯泡灯丝电阻保持不变，求：(1)通过灯泡电流的最大值；(2)灯泡的实际功率；(3)每秒钟电流方向改变的次数；(4)通过灯泡电流i的瞬时值表达式．答案(1)0.64A(2)100W(3)100次(4)i＝0.64sin(100πt)A解析(1)交流电压的有效值U＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，灯泡的额定电压为UL＝220V，因此恰好正常发光．由“220V,100W〞知该灯泡的电阻为RL＝eq\f(U\o\al(2,L),PL)＝484Ω.通过灯泡电流的最大值为Im＝eq\f(Um,RL)＝eq\f(220\r(2),484)A≈0.64A.(2)灯泡的实际功率与额定功率相同，P＝100W.(3)周期T＝0.02s,1秒钟电流方向改变的次数n＝eq\f(t,T)×2＝eq\f(1,0.02)×2＝100(次)．(4)通过灯泡的电流i的瞬时值表达式为i＝Imsinωt＝0.64sin(100πt)A.20．(12分)(2022·台州市9月选考)为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图14甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)．当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车的速度和加速度．如图乙所示为铁轨和列车的俯视图，假设磁体端部磁感应强度B＝1.2×10－2T竖直向下的匀强磁场，该磁场区域在运动过程中两个时刻恰能依次覆盖两个线圈，每个线圈的电阻r＝0.30Ω，匝数n＝4，垂直于铁轨方向长l＝0.25m，平行于轨道方向的宽度远小于两线圈的距离S，每个测量记录仪自身电阻R＝1.70Ω，其记录下来的电流——位置关系图，即i－x图如图丙所示．图14(1)当磁场区域的右边界刚离开线圈Ⅰ时，线圈Ⅰ的电流方向是顺时针还是逆时针？(俯视图)(2)试计算列车通过线圈Ⅰ和线圈Ⅱ时的速度v1和v2的大小；(3)假设列车做的是匀加速直线运动，求列车在两个线圈之间的加速度的大小．(结果保存三位有效数字)答案见解析解析(1)由楞次定律得，线圈Ⅰ的电流为顺时针．(2)列车车头底部的强磁体通过线圈时，在线圈中产生感应电动势和感应电流，根据公式可得：E＝I(R＋r)解得：E1＝0.24V和E2＝0.30V而线圈Ⅰ、Ⅱ中产生的感应电动势为：E1＝nBlv1，E2＝nBlv2，解得：v1＝20m/s，v2＝25m/s(3)根据匀变速直线运动公式：veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2as从题图丙中读出s＝100m，解得：a≈1.13m/s2.21．(12分)用一横截面积为S、电阻率为ρ的匀质导体材料绕制成单匝正方形线框abcd，边长为L.将线框水平放置，垂直水平面方向存在竖直向下的有界磁场，其左侧边界为MN，右侧范围足够大．图15(1)如图15甲，其空间存在的是匀强磁场，磁感应强度为B，求dc边以速度v平行磁场边界匀速进入磁场过程中d、c间的电势差．(2)如图乙，假设线框静止不动，且恰好有一半面积处在磁场中，当磁场以变化率k均匀增大时，求线框上感应电流的大小和方向．(3)在图乙情形中，磁场恒定，磁感应强度为B，线框以角速度ω绕磁场边界MN匀速转动，从图示位置开始计时，此时cd边速度垂直纸面向里，试定性地作出线框上的电流随时间变化的图象规律(不要求写出坐标轴的量值，规定电流方向abcda为正)．答案(1)eq\f(3,4)BLv(2)eq\f(kLS,8ρ)方向为abcda(或逆时针)(3)见解析图解析(1)线框dc边切割磁感线，产生的电动势E1＝BLv，d、c间电势差为等效电源cd边的路端电压．由右手定那么可知d点比c点电势高，那么d、c间的电势差Udc＝eq\f(3,4)BLv(2)磁场均匀变化，感应电动势E2＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(SΔB,Δt)＝eq\f(kL2,2)线框的电阻R＝ρeq\f(4L,S)，那么线框中的电流I＝eq\f(E2,R)＝eq\f(kLS,8ρ)由楞次定律知，电流的方向为abcda(或逆时针)(3)22．(12分)(2022·“七彩阳光〞联考)如图16