高二下期末模块综合测试卷03(原卷版+解析版)

2021—2022学年高二下期末模块综合测试卷【03卷】

（考试时间：75分钟  试卷满分：100分  命题范围：选择性必修第二册）

第Ⅰ卷（选择题 共43分）

一．选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1．（2021·全国·高二专题练习）图中的LC振荡电路，先把开关S掷到1处给电容器C充电，充好电后再将开关S掷到2处（组成LC振荡电路），这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是（　　）

A．线圈的自感作用 B．电容器的本身特点

C．电子做定向移动需要一定的时间 D．以上答案都错误

2．（2021·全国·高二课时练习）高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大，下列措施不可采用是（　　）

A．减小焊接缝的接触电阻 B．增大焊接缝的接触电阻

C．增大交变电流的电压 D．增大交变电流的频率

3．（2022·广东·东莞市东华高级中学高二期中）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，已知线框内阻为，外接一只电阻为的灯泡，则（　　）

A．理想电压表V的示数为4V B．电路中的电流方向每秒改变10次

C．0.05s时，线圈磁通量变化率最大 D．电动势的瞬时值表达式为

4．（2021·江西·进贤县第一中学高二阶段练习）如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，调节滑动变阻器R的阻值，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（　　）

A．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，灯、同时变亮

B．移动滑动变阻器R1的滑片向左移，灯逐渐变亮，立即变亮

C．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，灯、同时变暗

D．移动滑动变阻器R1的滑片向右移，灯逐渐变亮，立即变亮

5．（2022·广西河池·高二阶段练习）如图所示，水平面内有相距为l=1.0m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的电源，金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒ab接入电路部分的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面成θ=30°角斜向右上方，棒ab始终静止于导轨上。下列说法正确的是（   ）

A．棒ab所受摩擦力水平向左 B．棒ab所受安培力大小为1N

C．棒ab受到的支持力比重力小1N D．棒ab所受摩擦力大小为1N

6．（2022·吉林·长春市第六中学高二阶段练习）如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中为定值电阻，R为滑动变阻器，理想交流电压表V1和V2的示数分别为和，理想交流电流表A1和A2的示数分别为和。下列说法正确的是（　　）

A．和是电压的瞬时值 B．之比等于原、副线圈的匝数之比

C．滑片P向上滑动过程中，变大，变大 D．滑片P向上滑动过程中，不变，变小

7．（2022·辽宁·高二期末）“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t=0时，线框开始进入磁场。规定顺时针方向为电流的正方向，在线框穿过匀强磁场区域的过程中线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　）

A．  B．  C．  D．

二．多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

8．（2022·福建龙岩·高二期中）2021年9月，东北地区出现供电紧张，于是国家电网采取拉闸限电措施限制用电量。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（　　）

A．降压变压器的输出电压U4增加了 B．升压变压器的输出电流I2增加了

C．输电线上损失的功率减小了 D．发电厂输出的总功率增加了

9．（2022·广东·模拟预测）如图所示，足够长的光滑平行导轨固定在水平面上，左侧导轨间距是右侧导轨间距的2倍。导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，质量均为m的金属棒ab和cd分别静止在左、右两侧导轨上。现给ab棒一向右的初速度v0，当ab棒滑上右侧导轨的瞬间，cd棒的速度大小为，最终两金属棒都在右侧导轨上运动并达到稳定状态，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，下列说法正确的是（　　）

A．ab棒滑上右侧导轨前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比为1：1

B．ab棒滑上右侧导轨前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比为2：1

C．ab棒滑上右侧导轨瞬间的速度大小为

D．ab棒滑上右侧导轨瞬间的速度大小为

10．（2021·吉林·长岭县第三中学高二阶段练习）水平桌面上方区域内存在一垂直于桌面的磁感应强度为的匀强磁场，科研人员将均匀涂抹荧光物质的半径为的圆环，放置于水平桌面上如图1所示，A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，在平面内沿不同的方向射入磁场，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会发出荧光），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为。更换半径为的圆环时如图2所示，只有相应的三分之一圆周上有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（　　）

A．粒子在磁场中做圆周运动的周期 B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为

C．粒子在磁场中做圆周运动的速度 D．该粒子的比荷

第Ⅱ卷  （非选择题  共57分）

三、非选择题（共57分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

11．（6分）（2022·湖北·恩施土家族苗族高中高二阶段练习）霍尔效应是电磁基本现象之一，我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图甲所示，在一矩形半导体薄片的、间通入电流，同时外加与薄片垂直的磁场，在、间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，且满足，式中为薄片的厚度，为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。

（1）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量时，应将电压表的“”接线柱与___________（填“”或“”）端通过导线相连；

（2）该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路，、均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从端流入，端流出，应将掷向___________（填“”或“”），掷向___________（填“”或“”）。

12．（9分）（2021·河南·安阳一中高二阶段练习）在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，

（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。

（2）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，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断_________。

A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转

B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏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，灵敏电流计指针都静止在中央

D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向

（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的____（填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。

（4）某同学在实验室重做电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池，开关用导线连接成电路。当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因是______。

A．开关的位置接错

B．电流表的正负极接错

C．线圈B的接头接反

D．蓄电池的正负极接反

13．（12分）（2022·江苏南通·高三阶段练习）一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有的灯泡L、外力推动线圈框架的P端，使线圈的速度v随时间t变化的规律如图丙所示，已知v取向右为正。求：

（1）线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小；

（2）线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量Q。

14．（12分）（2022·广西河池·高二阶段练习）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN，PQ竖直放置，其宽度L=1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.40Ω的电阻，质量为m=0.01kg，电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g=10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求：

（1）b棒在磁场中运动的最大速度大小及感应强度B的大小；

（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，通过电阻R的电荷量；

（3）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量。

15．（18分）（2022·江苏省天一中学高二期末）如图所示，在轴和轴上方存在垂直平面向外的匀强磁场，坐标原点处有一粒子源，可向轴和轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为、质量为、带电荷量为的同种带电粒子。在轴上距离原点处垂直于轴放置一个长度为、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板（粒子一旦打在金属板上，其速度立即变为0）。现观察到沿轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度方向与轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。

（1）求磁感应强度的大小；

（2）求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值；

（3）若在轴上放置一挡板，使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子，试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。