期末达标检测卷（有解析）高中物理粤教版选择性必修第二册

期末达标检测卷
(考试时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一项符合题目要求，第8～10小题有多项符合题目要求)
1．如图所示，一线圈abcd放置在两磁体之间，磁体之间的磁场可视为匀强磁场，线圈可绕垂直于磁场方向的中心轴PQ自由转动．在图示状态(　　)
A．当线圈中通以abcd方向的电流时，线圈不会转动
B．当线圈中通以abcd方向的电流时，沿PQ方向看，线圈将顺时针方向转动
C．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，线圈中无感应电流
D．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，线圈中将产生abcd方向的感应电流
2．“天宫课堂”是航天员在中国空间站中进行的授课．航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．发射前为使电磁波携带信号需对其进行解调
B．电磁波传播过程能量不会损失
C．电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流
D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同
3．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈的输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，D为理想二极管，R为电阻箱，当电阻箱阻值R＝11 Ω 时，下列说法正确的是(　　)
　
A．原线圈的输入电压频率为2×10-2 Hz
B．电阻箱R两端电压的有效值为11 V
C．电阻箱R消耗的功率为22 W
D．若电阻箱R阻值变小，原线圈中的电流变小
4．电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱，如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．移动电话使用可见光进行Wi-Fi联网
B．冷物体的红外辐射比热物体的红外辐射强
C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质
D．X射线的频率比γ射线的频率高
5．LC振荡电路的振荡周期为T，t＝0时刻电流方向如图所示，此时电容器不带电．以i表示回路中电流(顺时针方向为正)、q表示电容器极板a的带电荷量、EB表示线圈中的磁场能、E表示极板间电场强度(以由a指向b为正)，下列图像正确的是(　　)
　　　
　　　　A　　　　　　　　B　　　　　　　　　C　　　　　　　　　D
6．利用热敏电阻作为感温元件可以制作简易温度计，电路图如图甲所示．用热敏电阻RT作为测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，可以直接读出温度值．已知电源电动势E＝6.0 V，内阻不计；电流表量程为300 mA、内阻为10 Ω；保护电阻R0＝5 Ω.热敏电阻RT的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．电流表示数越大，对应温度越低
B．该温度计测量的最高温度为50 ℃
C．电流表零刻度线处对应温度为0 ℃
D．该温度计表盘上温度的刻度是均匀的
7．回旋加速器利用磁场和电场使带电粒子作回旋运动，经过多次加速，粒子最终从D形盒边缘引出，成为高能粒子．若D形盒中磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U.D形盒的半径为R，则下列判断正确的是(　　)
A．被加速粒子的比荷为
B．被加速粒子获得的最大速度为
C．只改变加速电压，粒子被加速的次数将不变
D．粒子获得的最大动能会随加速电压的增大而增大
8．如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，逆时针方向为感应电流i的正方向，水平向右为ad边所受安培力F的正方向．下图正确的是(　　)
　　　　　　
　　　　　　A　　　　　　　　B　　　　　　　 　C　　　　　　　　D
9．如图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则(　　)
甲 乙
A．闭合S，加在变压器原线圈上正弦交流电压瞬时值表达式为u＝50sin(100πt) V
B．某交流发电机要产生与图乙相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速应为100转/秒
C．闭合开关S，电压表的示数为25 V
D．变压器原、副线圈的匝数n1、n2须满足n2>100n1时，才能实现点火
10．如图所示，在平面直角坐标系Oxy的第一、二象限内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.大量质量为m、电荷量大小为q的相同粒子从y轴上的P(0，L)点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场．当沿x轴正方向射入时，粒子恰好垂直于x轴离开磁场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则(　　)
A．粒子可能带负电
B．粒子入射速率为
C．粒子在磁场运动的最短时间为
D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为2L
二、非选择题(本题共4小题，共40分)
11．(9分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，小明同学利用如图甲、乙所示对可拆式变压器进行研究．
(1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是__________．
A．为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，所用电压不要超过36 V
B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电
C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压范围后再选择适当的量程进行测量
(2)正确选择器材后，图丙中将变压器的原线圈0、8接线柱与稳压输出端相连，且学生电源选择开关置于10.0 V直流挡，用多用表测量副线圈的0、4接线柱，电表所测示数是__________．
A．5.50 V B．4.60 V
C．5.00 V D．0
(3)小明同学把交流电源接在图丁a、b两端，当Uab＝12.0 V时，用多用电表交流电压10 V挡测量c、d两端电压，测量结果如戊所示．a、b两端匝数与c、d两端匝数之比最有可能的值是__________．
　
A．8∶1 B．14∶4
C．2∶1 D．1∶2
12．(6分)如图所示用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．当L中电流足够大时，电磁铁将产生足够大的吸引力使P向下动作，从而断开与AB连接的电路同时接通CD电路．则：
(1)工作时，应该把恒温箱内的加热器接在________(填“AB”或“CD”)端．
(2)在其他条件不变的情况下，若换一根劲度系数更大的弹簧，恒温箱的正常工作的温度将________(填“降低”“不变”或“升高”).
(3)若要降低恒温箱温度控制的温度，可以将滑动变阻器R′调________(填“大”或“小”).
13．(12分)如图甲所示，U形金属导轨固定在绝缘水平面上，处在垂直于水平面向下的磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t按正弦规律变化，周期为T，如图乙所示．一根质量为m的金属棒ab垂直放在导轨上与导轨接触良好，刚好组成一个边长为L的正方形闭合回路．已知金属棒接入电路的电阻为R，金属导轨的电阻不计，金属棒始终处于静止状态，求：
(1)t＝时，金属棒受到的摩擦力；
(2)0～时间内，通过金属棒横截面的电荷量；
(3)一个周期内金属棒中产生的焦耳热．
14．(13分)如图所示，两个匀强磁场分布在边长均为L的两个正三角形内，两个三角形在C点共点，垂直纸面向里的磁场的磁感应强度为B1＝B，垂直纸面向外的磁场的磁感应强度为B2(未知)，虚线是磁场的边界，运动的粒子可以自由穿过．一质量为m、带正电且电荷量为q粒子，自A点以垂直于BC边的方向射入磁场，经C点进入另一个磁场，粒子从CE的中点射出．不计粒子重力，求：
(1)粒子在A点射入磁场时的速度；
(2)B2的大小．
答案解析
1、【答案】B　【解析】当线圈中通以abcd方向的电流时，根据左手定则可知ab边受到向上的安培力，cd边受到向下的安培力，线圈顺时针转动，A错误，B正确；沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，根据右手定则可知ab边产生从b→a的感应电流，cd边产生从d→c的感应电流，即线圈中将产生adcb方向的感应电流，C、D错误．
2、【答案】C　【解析】调制是把计算机的数字信号(如文件等)调制成可传输的信号，解调是将信号转换成计算机能接收的数字信号，是调制的逆过程．发射前为使电磁波携带信号需对其进行调制，A错误；电磁波会衰减，电磁波在传播的过程中也会被介质吸收一部分，所以会有能量损失，B错误；(高频)电磁波在导体表面产生感应电流，这种现象也叫“集肤效应”，电磁波是变化的电磁场，导体表面的自由电子形成闭合回路，所以当导体遇到电磁波时，导体会产生微弱的感应电流，C正确；不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小均为光速3×108 m/s，D错误．
3、【答案】C　【解析】由图乙可知交流电周期为2×10-2 s，则频率为f＝＝50 Hz，A错误；原线圈电压为U1＝ V＝220 V，副线圈电压为U2＝U1＝×220 V＝22 V，二极管具有单向导电性，电阻R两端电压为U，则×＝T，得U＝11 V，B错误；电阻箱消耗的功率为P＝＝22 W，C正确；若电阻箱阻值变小，由于原线圈电压和匝数不变，则副线圈电压不变，电阻箱两端电压不变，根据欧姆定律I2＝，副线圈电流变大，根据＝可知，原线圈电流变大，故D错误．
4、【答案】C　【解析】移动电话经常使用Wi-Fi联网，也会用蓝牙传输数据，两种方式均是利用电磁波来传输信息的，均利用了电磁波中的微波，A错误；根据辐射的特点可知，所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强，B错误；紫外线频率较高，所以具有较高的能量，可破坏细胞中的物质，通常用于杀菌，C正确；在电磁波谱中，常见电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，它们的波长是依次变短，频率依次变高，D错误．
5、【答案】D　【解析】在LC振荡回路中，0时刻电容器不带电，电场强度为零，电场能为零，则磁场能最大，磁场最强，电流最大．因此电容器刚放电完毕，接着电容器即将反向充电，电场强度增大，极板b带正电，电荷量增多，电场增强，而电流逐渐减小，磁场能减弱．则电路的电流应该是从负的最大开始周期性变化，A错误；由上述分析可知，电荷量是从零开始增多，B错误；由于能量是标量，则线圈中的磁场能的图像应始终在横轴上方，C错误；由于是电容器即将反向充电，电荷量从0开始增多，电场强度增大，极板b带正电，则电场方向为b指向a为负，所以电场强度从0开始为负周期性变化，D正确．
6、【答案】B　【解析】由闭合回路欧姆定律有I＝，可知电流表示数越大，RT越小，由图乙可知，RT越小，温度越高，A错误；根据A分析可知，当电流表满偏时，RT最小，此时温度最高，则有RT＝－(R0＋r)＝5 Ω，由图乙可知，此时的温度为50 ℃，B正确；由图乙可知，当温度为0 ℃时，RT＝28 Ω，此时，电流表的示数为I1＝≈0.14 A，C错误；由上述分析可知，电流表示数与RT的关系为I＝，由图乙可知，RT与温度不成线性关系，则该温度计表盘上温度的刻度是不均匀的，D错误．
7、【答案】B　【解析】忽略粒子在电场中的加速时间，则交变电场变化周期等于粒子在磁场中圆周运动的周期，有T＝，可知＝，A错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvB＝m，知速度最大时圆周半径达到最大，等于D形盒半径R，则粒子被加速的最大速度为vm＝，B正确；粒子最大动能为Ekm＝mv＝，粒子每被加速一次，动能增加qU，所以粒子被加速的次数为n＝＝，改变电压，则粒子被加速的次数会发生变化，C错误；由Ekm＝mv＝m可知，粒子获得的最大动能与加速电压无关，D错误．
8、【答案】AD　【解析】由图乙可知，0～1 s内，磁场方向向里，磁场及磁通量均匀增大，根据楞次定律，判断感应电流方向为逆时针，为正方向；1～3 s，磁感应强度B随时间t变化的斜率为负值，感应电流方向与0～1 s内相反；同理，3～4 s内，感应电流方向与0～1 s内相同，故A正确，B错误；根据磁感应强度大小的变化规律，利用“增缩减扩”，可判断ad边所受安培力方向，0～1 s内向右均匀增大，1～2 s内向左均匀减小，2～3 s内向右均匀增大，3～4 s内向左均匀减小，故C错误，D正确．
9、【答案】ACD　【解析】根据题图乙得到原线圈电压的最大值为50 V，电压瞬时值表达式为u＝50sin(100πt) V，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为U＝＝25 V，电压表的示数为U＝25 V，A、C正确；根据题图乙得到原线圈电流周期为0.02 s，转速n＝＝50转/秒，某交流发电机要产生与图乙相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为50转/秒，B错误；瞬时电压大于5 000 V即火花放电，根据＝且U1＝50 V，U2≥5 000 V，得到实现点火的条件是变压器原、副线圈的匝数n1、n2须满足n2>100n1，D正确．
10、【答案】BC　【解析】根据题意，当粒子的速度沿x轴正方向射入时，粒子运动的轨迹如图甲所示，由此可知，粒子带正电，A错误；根据洛伦兹力提供向心力，则qvB＝m，r＝L，解得v＝，B正确；当粒子在磁场中运动时间最短时，粒子运动轨迹如图乙所示，根据几何关系可得θ＝，粒子运动的时间为t＝T＝·＝，C正确；当粒子离开磁场的位置与P点连线是轨迹圆的直径时，位置最远，如图丙所示，由图丙可知PQ＝2L，PQ2＝OP2＋OQ2，解得OQ＝L，D错误．
　　　　
11、【答案】(1)BD　(2)D　(3)C
【解析】(1)变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压应小于36 V，结合图中升压，至少应小于18 V，A错误；即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的电损，则原线圈也不能长时间通电，B正确；实验通电时，为保证人身安全不可用手接触裸露的导线，C错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确．
(2)由题可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此，副线圈两端的电压为0.故选D．
(3)由交流电压挡读数得5.6 V；根据理想变压器的电压比等于匝数比，则匝数比为2∶1.故选C．
12、【答案】(1)AB　(2)升高　(3)小
【解析】(1)恒温箱内的温度达到一定数值后，应与电源乙断开停止加热，依题意知温度升高后，AB端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在AB端．
(2)在其他条件不变的情况下，若换一根劲度系数更大的弹簧，则L中通过相同的电流时，AB端比原来更不容易断开，电源乙与恒温箱内加热器将继续工作，从而使得恒温箱的正常工作的温度升高．
(3)若要降低恒温箱温度控制的温度，可以将滑动变阻器R′调小，从而减小控制电路中的电阻，增大控制电路中的电流，使得继电器L对衔铁P的引力增大，从而更容易断开与AB连接的加热器，使得恒温箱内的加热器停止加热从而降低恒温箱控制的温度．
13、解： (1)当t＝时B1＝B0sin ＝B0，
感应电动势E1＝B0L2ωcos ＝，I1＝，
金属棒始终处于静止状态，f＝F＝B1I1L＝，
方向水平向右．
(2)由q＝Δt，＝＝，
得q＝.
(3)感应电动势的最大值Em＝B0L2ω＝，
则I有＝＝，
得Q＝IRT＝.
14、解：(1)画出粒子的轨迹图，AC为轨迹的弦长，如图所示．
有几何关系解得入射时的弦切角θ＝30°，
可得粒子的半径r1＝L，
由于qvB＝m，
解得v＝.
(2)粒子进入磁场B2时整个轨迹图如图．
弦切角α＝30°，
根据几何知识可得r2＝r1，
粒子的速度不变，根据qvB＝m，
解得B2＝2B.