高中物理选修二同步测验 周测12　综合检测

这是一份高中物理选修二同步测验 周测12　综合检测，共14页。
周测12　综合检测一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。1．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是(　　)A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干涉和衍射现象2.(2022·山东临沂高二校考期末)2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，这是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜，它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是(　　)A．频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象B．频率越高的电磁波在真空中的传播速度越大C．在水中紫外线的传播速度小于红外线的传播速度D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线3.如图，长、宽比为2∶1的矩形abcd区域内存在方向垂直于abcd所在平面向外的匀强磁场。从长边ab中点O沿垂直于ab边且垂直于磁场的方向，先后以相同的速度发射两个不同的正离子甲和乙，甲从c点射出，乙从b点射出。已知甲的比荷为k，不计离子重力，则乙的比荷为(　　)A.eq \f(k,2) B．k C.eq \r(2)k D．2k4.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是(　　)5.如图所示，线圈ABCD的匝数n＝10，面积S＝0.4 m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度大小B＝eq \f(2,π) T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10π rad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是(　　)A．线圈产生的是正弦交流电B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为8 VC．线圈转动eq \f(1,60) s时产生的瞬时感应电动势为40eq \r(3) VD．线圈产生的感应电动势的有效值为40 V6.如图所示，有一边长为L的刚性正三角形导线框abc在竖直平面内，且a、b水平，导线框所受重力忽略不计。各边导线材料及粗细完全相同，处在方向垂直导线框所在平面向里的匀强磁场中，通过绝缘细线在c点悬挂一个质量为m的物体，将两顶点a、b分别接在恒流源的正、负极上，物体恰好对地面没有压力。某时刻由于故障导致线框的水平边ab失去电流，其他条件不变，重力加速度为g，则稳定后物体对地面的压力是(　　)A.eq \f(mg,3) B．0 C.eq \f(mg,2) D.eq \f(2mg,3)7．(2022·山东泰安高二校考期末)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数与副线圈匝数之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1＝R2＝R3＝20 Ω，电容器的击穿电压为8 V，电表均为理想交流电表，开关S处于断开状态，则(　　)A．电压表V的读数约为7.07 VB．电流表A的读数为0.05 AC．变压器的输入功率约为7.07 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.(2023·湖北省高二校考期末)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区域内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有(　　)A．杆OP产生的感应电动势恒定B．杆OP受到的安培力不变C．杆MN做匀加速直线运动D．杆MN中的电流逐渐减小9.如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内有均匀辐向电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法正确的是(　　)A．极板M比极板N的电势高B．加速电场的电压U＝ERC．PQ＝2Beq \r(qmER)D．若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷10.(2023·内江市第六中学高二阶段练习)如图，水平放置的粗糙导轨宽为L1，abcd和efgh区域内有磁感应强度大小均为B、方向均垂直于纸面向里的匀强磁场，ab、cd、ef、gh均与导轨垂直，ad＝de＝eh＝L2。一质量为m的导体棒在恒定拉力F的作用下从ab左侧某处由静止开始运动，通过ab、ef时的速度大小相等。已知导体棒的电阻为R，与导轨接触良好且摩擦力大小恒为Ff＝eq \f(F,2)，不计其他电阻，则(　　)A．导体棒通过abcd磁场区域的过程中可能做加速直线运动B．导体棒通过abcd磁场区域的过程中，通过导体棒某一横截面的电荷量为q＝eq \f(BL1L2,R)C．导体棒通过abcd磁场区域的时间小于通过cfed无磁场区域的时间D．导体棒通过两磁场区域产生的总焦耳热为Q＝2FL2三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．(6分)(2022·福建莆田市高二期末)在做“探究感应电流的方向”实验中，某同学做如下探究：(1)首先按图(a)连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图(b)连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是________(填选项前的字母)。A．测量电路中的电流大小B．检查干电池电量是否充足C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系(2)接下来，用图(c)装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕向。在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿____________(填“顺时针”或“逆时针”)方向。(3)该同学想利用探究所得结论，推断图(d)中螺线管的导线绕向。当条形磁体N极向下快速插入螺线管时，二极管发光。则可推断该螺线管的导线绕向应如图________(填“(e)”或“(f)”)中粗线所示。12．(8分)(2023·浙江省高二联考阶段练习)如图，倾斜平行导轨MN、PQ与水平面的夹角都为θ＝37°，N、Q之间接有E＝6 V，r＝1 Ω的电源，在导轨上放置金属棒ab，质量为m＝200 g，长度刚好为两导轨的间距L＝0.5 m，电阻为R＝5 Ω，与两导轨间的动摩擦因数都为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，ab棒与导轨垂直且接触良好。外加匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向为垂直导轨平面向上。在ab棒的中点用一平行于轨道MN的细线通过定滑轮悬挂一质量为m0的物块。不计导轨和连接导线的电阻，不计滑轮的摩擦，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。要使ab棒始终保持静止，求所挂物块m0的取值范围？13．(10分)人们利用发电机把天然存在的各种形式的能(水能、风能、煤的化学能……)转化为电能。为了合理利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方。但是，用电的地方往往很远。因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。如果某发电站将U＝6 000 V的电压直接加在高压输送线路的入端向远方供电，且输送的电功率为P＝800 kW。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE＝9 600 kW·h。(1)求此种情况下，高压线路的输电效率；(2)若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则需要在发电站处安装一个变压比(eq \f(n1,n2))是多少的变压器？14.(14分)如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为a＝0.3 m的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B(大小可调)。现有质荷比为eq \f(m,q)＝4×10－10 kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度垂直x轴射入电场，并且以v＝4×107 m/s、方向与y轴正向成60°角的速度经过P点进入磁场，OP＝eq \f(0.2\r(3),3) m，OA＝0.1 m，不计粒子重力。求：(1)粒子在A点进入电场的初速度v0的大小；(2)要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度至少为多大；(3)粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，则磁感应强度为多大。15．(16分)如图所示，电阻不计的平行金属导轨PQ、MN固定在倾角α＝37°的绝缘斜面上，导轨下端接R0＝2 Ω的电阻，导轨间的距离d＝1 m。磁感应强度B＝1 T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，两导体棒a、b的质量均为m＝1 kg，接入电路的电阻均为R1＝1 Ω，导体棒a与导轨间的动摩擦因数μ1＝0.8，导体棒b与导轨间的动摩擦因数μ2＝0.5，开始时导体棒a静止在导轨上，现让b棒从a棒上方一定距离的导轨上由静止释放，当a棒刚要开始运动时，a、b棒恰好相碰，碰后并联在一起向下运动。a、b棒始终与导轨垂直并保持良好的接触。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求：(1)a棒刚要开始运动时，b棒的速度大小；(2)a、b棒相碰后一起下滑过程中的最大速度；(3)若两棒相碰后，经过t＝7 s已经达到最大速度，这段时间内电路中产生的热量。答案精析1．C　[根据f＝eq \f(v,λ)可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波不需要介质传播，选项B错误；无线电波与光波均为电磁波，均会发生反射现象，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，选项D错误。]2．C　[频率越高的电磁波，波长越短，越不容易发生明显的衍射现象，故A错误；电磁波在真空中的传播速度都一样，故B错误；紫外线的频率比红外线的频率大，在水中折射率较大，根据v＝eq \f(c,n)可知在水中紫外线的传播速度小于红外线的传播速度，故C正确；红外线的显著作用是热效应，任何温度的物体均可以辐射红外线，故D错误。]3．D　[设矩形的宽为l，正离子甲从c点射出，由几何关系有轨迹半径r甲＝l，由洛伦兹力提供向心力有q甲vB＝eq \f(m甲v2,r甲)，解得eq \f(q甲,m甲)＝eq \f(v,Br甲)＝eq \f(v,Bl)＝k，正离子乙从b点射出，其轨迹半径为r乙＝eq \f(1,2)l，由洛伦兹力提供向心力有q乙vB＝eq \f(m乙v2,r乙)，解得eq \f(q乙,m乙)＝eq \f(v,Br乙)＝eq \f(2v,Bl)＝2k，故D正确。]4．B　[在0～eq \f(T,2)内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律可得E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB,Δt)·S，则闭合回路中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变。ab边在磁场Ⅰ中所受的安培力大小为F＝BIL，由于匀强磁场Ⅰ中磁感应强度恒定，则在0～eq \f(T,2)内，安培力为一定值，由左手定则可知，安培力方向向左(为负)。同理分析可得在eq \f(T,2)～T内，安培力也为一定值，大小与0～eq \f(T,2)内的安培力相等，由左手定则可知，安培力方向向右(为正)，故选B。]5．D　[线圈转动周期为T＝eq \f(2π,ω)＝0.2 s，线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，但只有一半时间处于磁场中，故产生的是正弦半波交流电，如图所示，故A错误；感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝80 V，故B错误；线圈转动t＝eq \f(1,60) s时，由于从中性面开始转动，结合正弦交流电的瞬时值表达式可得，产生的瞬时感应电动势为e＝Emsin eq \f(π,6)＝40 V，故C错误；在一个周期内，只有半个周期产生感应电动势，根据电流的热效应可得eq \f(\f(Em,\r(2))2,R)·eq \f(T,2)＝eq \f(E2,R)·T，解得线圈产生的感应电动势的有效值为E＝40 V，故D正确。]6．B　[设通过ab的电流为I1，通过ac、cb的电流为I2，根据安培力公式可得ab边的安培力为F1＝BI1L，方向竖直向上，ac与cb的有效长度也是L，则其安培力为F2＝BI2L，方向竖直向上，线框所受安培力的合力为F＝F1＋F2＝B(I1＋I2)L，物体恰好对地面没有压力，由平衡条件可得B(I1＋I2)L＝mg，某时刻由于故障导致线框的水平边ab失去电流，设此时通过ac、cb的电流为I，ac与cb的有效长度也是L，则其所受安培力大小为F′＝BIL，方向竖直向上，由于线框接在恒流源的正、负极上，则有I＝I1＋I2，则此时F′＝BIL＝B(I1＋I2)L＝mg，所以稳定后物体对地面的压力还是0，则B正确。]7．A　[由题意可知，变压器原线圈输入电压的有效值为U1＝eq \f(Um,\r(2))＝100eq \r(2) V原线圈匝数与副线圈匝数之比为10∶1，则副线圈输出电压为U2＝10eq \r(2) V，因R1＝R2，则电压表V的读数为5eq \r(2) V≈7.07 V，A正确；变压器副线圈的电流为I2＝eq \f(U2,R1＋R2)＝eq \f(10\r(2),40) A＝eq \f(\r(2),4) A≈0.35 A则原线圈的电流为I1＝eq \f(n2,n1)I2＝0.035 A，B错误；变压器的输入功率为P1＝U1I1＝5 W，C错误； 若闭合开关S，则有R1与R3、电容器C并联后与R2串联，则有R并＝10 Ω，可得UC＝U并＝eq \f(R并,R2＋R并)U2＝eq \f(10\r(2),3) V电容器两端的最大电压为UCm＝eq \r(2)UC＝eq \f(10\r(2),3)×eq \r(2) V＝eq \f(20,3) V