模块综合检测(A卷) 基本能力评价（含解析）高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 模块综合检测(A卷) 基本能力评价（含解析）高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | DOC | ||
| 文件大小 | 763.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-16 19:43:34 | ||
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文档简介
模块综合检测(A卷) 基本能力评价
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法中正确的是( )
A．变化的磁场会激发电场，这种电场是静电场
B．均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波
C．在匀强磁场中某个平面的磁通量等于这个面的面积S与磁感应强度B的乘积
D．在磁场中某个平面的磁通量在数值上等于穿过这个面的磁感线的条数
2.LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图所示，则与图中A点相对应的是( )
A．电路中的振荡电流最大
B．电路中的磁场能最大
C．电路中的振荡电流为零
D．电容器两极板所带电荷量最少
3．下列说法正确的是( )
A．匀强电场的电场线可以为等间距的曲线
B．电场强度E＝和磁感应强度B＝都是用物理量之比定义的物理量
C．若一小段通电导体在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为0
D．电场强度公式E＝表明，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
4.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是( )
A．因导体运动而产生的感应电动势称为感生电动势
B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
5．在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S，待电路稳定后，调整R的滑片使L1和L2亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在下列图像中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是( )
6．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上，指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变)，R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表。开始时开关S是断开的，当S闭合后，下列说法正确的是( )
A．灯L1的亮度变亮
B．理想变压器的输入功率变大
C．电流表A1的示数不变
D．电压表的示数不变，电流表A2的示数变小
7．手机无线充电技术越来越普及，图(a)是某款手机无线充电装置，其工作原理如图(b)所示。送电线圈ab间接入如图(c)所示的正弦交变电流。快充时，将S与1合上，送电线圈和受电线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，手机两端的电压为11 V，充电功率为44 W；慢充时，将S与2合上，送电线圈和受电线圈的匝数比n1∶n3＝5∶1，手机两端的电压为5 V，充电功率为10 W。装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是( )
A．R1的阻值为10 Ω B．R2的阻值为20 Ω
C．R1的阻值为11 Ω D．R2的阻值为22 Ω
8．如图甲、乙所示，两空间分别存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，、分别为纸面内的半圆形曲线，O、O′分别为两半圆的圆心，PQ、P′Q′分别为两半圆的水平直径，将带电粒子分别从P、P′点水平射出，分别经过半圆曲线的M、M′点，不计粒子重力及空气阻力，则下列说法正确的是( )
A．甲图中粒子带正电，乙图中粒子带负电
B．甲图中粒子带负电，乙图中粒子带正电
C．甲图中粒子经过M点时速度方向的反向延长线有可能经过圆心O
D．乙图中粒子经过M′点时速度方向的反向延长线一定经过圆心O′
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9.如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A．经调制后 B．经调谐后
C．经检波后 D．耳机中
10.如图所示，直角三角形abc内有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝30°，ac＝L，P为ac的中点。在P点有一粒子源可沿平行cb方向发出速度大小不等的同种带负电荷的粒子，粒子的电荷量为q、质量为m。不计粒子的重力，下列判断正确的是( )
A．不可能有粒子从a点射出
B．可能有粒子从a点射出
C．粒子在磁场中运动的最短时间为
D．粒子在磁场中运动的最长时间为
11．如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框(俯视图)，现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在0～2t0时间内，则( )
A．线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．线框受到的安培力先向右后向左
C．线框中感应电流一直沿顺时针方向
D．线框受到的安培力方向始终向左
12.漏电断路器是家庭电路中必不可少的一种安全保护装置，如图为其基本原理图。电源线的火线与零线并行绕在铁芯上，当与放大器相连的线圈有微小电流时，即刻会驱动电磁继电器断开电源，实现安全保护。下列相关说法正确的是( )
A．当与地不绝缘的人不小心触碰到火线时，漏电断路器会即刻断开电源
B．当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，漏电断路器会即刻断开电源
C．当外接电网是恒定直流电源时，漏电断路器不能正常工作
D．在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，越能检测到更微小的漏电
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
13．(6分)如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。
(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成________关系。
(3)第一个成功实验(如图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？______________________。什么量是不同的？
________________________________________________________________________。
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．(8分)(1)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个________(填电路元件名称)接在干路上。
(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时，cd相吸，ab便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。
15．(14分)如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定两间距L＝1 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E＝12 V、内阻r＝1 Ω，一质量m＝1 kg的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度大小B＝2 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。金属导轨是光滑的，导轨与金属棒的电阻不计，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
(1)金属棒所受安培力大小；
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
16．(16分)如图所示，在直角坐标系第Ⅰ象限和第Ⅳ象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，在x轴上距坐 标原点L的A点有一粒子发射源，可以沿坐标系平面朝任意方向发射速率为v的带电粒子，粒子质量为 m、带电量为q。已知沿y轴正方向射入的带电粒子恰好能垂直y轴射出磁场，不计粒子重力。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度；
(2)带电粒子从y轴上射出磁场范围的长度；
(3)所有从y轴上射出磁场的粒子中，在磁场中运动的最短时间。
17．(16分)图1为健身用的单车，在人骑行时，车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理可以简化成图2，其中a、b分别是从轮盘边缘和中心引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度B＝2 T，方向与轮盘垂直，轮盘半径r＝0.25 m，轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在骑行时，保持轮盘边缘的线速度大小为v＝8 m/s。
(1)请判断a、b哪一点电势高；
(2)求a、b两点间的电压；
(3)若在a、b间接一个阻值R＝10 Ω的电阻，假定人体消耗的能量转化为电能的效率为50%，请问此人骑行该单车一小时，消耗了身体多少能量？
模块综合检测(A卷)
1．选D 变化的磁场会激发电场，这种电场被称为感生电场或涡旋电场，故A错误；均匀变化的电场激发恒定的磁场，空间不会产生电磁波，故B错误；只有当平面与磁场垂直时，磁通量大小才等于这个面的面积S与磁感应强度B的乘积，故C错误；在磁场中某个平面的磁通量在数值上等于穿过这个面的磁感线的条数，故D正确。
2．选C 电容器放电完毕时，Q＝0，LC振荡电路中电流最大，磁场能最大；LC振荡电路中电流最小为零时，电容器两极板所带电荷量最多，极板间电场最强，电场能最大；A点对应的电场能反向最大，即LC振荡电路中电流为零，电容器两极板所带电荷量Q最多，磁场能最小。故选C。
3．选B 匀强电场的电场线是平行等间距的直线，故A错误；电场强度E＝和磁感应强度B＝，都是用物理量之比定义的物理量，故B正确；将一小段通电导体平行磁场方向放置，导体不受安培力的作用，但该处的磁感应强度却不为0，故C错误；电场强度公式E＝是比值定义式，该处电场强度的大小由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，故D错误。
4．选B 因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，A错误；动生电动势是电子在磁场中受到洛伦兹力作用产生定向移动形成的，感生电动势是变化的磁场产生电场，电子在电场力作用下定向移动形成的，B正确，C、D错误。
5．选A L1与线圈串联，断开S，流过线圈的电流减小，电感线圈产生同向的感应电动势，并慢慢变小，则电流变小，且变小得越来越慢，故A正确，B错误；闭合开关S后，L2与线圈并联；断开S后，电感线圈与L2构成回路，S断开后的较短的时间内L2中电流反向，并由I值逐渐减小，故C、D错误。
6．选B 原线圈两端的电压和匝数比不变，所以副线圈两端的电压不变，即电压表示数不变，S闭合后相当于负载增多，总电阻减小，由欧姆定律知副线圈中的电流增大，电流表A2示数变大，电阻R两端的电压增大，灯泡L1两端电压减小，即灯泡L1亮度变暗，故A、D错误；副线圈的电压不变，电流增大，输出功率增大，所以理想变压器的输入功率变大，故B正确；理想变压器输入功率变大，原线圈电压不变，所以原线圈电流变大，即电流表A1示数增大，故C错误。
7．选C 由题图(c)可知，输入交流电的有效值U1＝ V＝220 V，S与1接通，此时次级线圈电流I2＝ A＝4 A，次级线圈电压U2＝U1＝55 V，则R1＝ Ω＝11 Ω，C正确，A错误；S与2接通，此时次级线圈电流I3＝ A＝2 A，次级线圈电压U3＝U1＝44 V，则R2＝ Ω＝19.5 Ω，B、D错误。
8．选D 甲图中，由于带电粒子在电场中受到向下的电场力，故粒子带正电，乙图中，由左手定则可知粒子带正电荷，故A、B错误；甲图中带电粒子做类平抛运动，由类平抛运动规律可知，粒子经过M点时速度方向的反向延长线与过P点的水平直线的交点为水平位移的中点，即交点与P点的距离为x1＝，如果经过圆心O，则要求水平方向的位移应为x＝2R，明显PM两点间的水平位移xPM＜2R，所以假设不成立，故C错误；乙图中粒子在圆形磁场区域内做匀速圆周运动，设粒子的轨迹半径为R，半圆的半径为r，粒子从M′射出的速度为v2，运动轨迹如图所示，因P′O1＝M′O1＝R，O′P′＝O′M′＝r，O′O1为公共边，所以△O1P′O′≌△O1M′O′，因P′点的速度v的方向沿P′O′指向O′，且O1P′⊥v，所以O1P′⊥P′O′，即∠O1P′O′＝90°，因此∠O1M′O′＝90°，即O1M′⊥M′O′，又因为O1M′⊥v2，所以v2与O′M′共线，即粒子经过M′点的速度方向的反向延长线一定过圆心O′，故D正确。
9．选AB 为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，电路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被削去一半，而在耳机中只有低频信号电流。
10．选AD 由左手定则可知，带负电荷的粒子往c点一侧偏转，所以粒子不可能从a点射出，故A正确，B错误；由公式r＝知，速度越大，粒子运动的轨迹半径越大，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角θ越小，由粒子在磁场中运动的时间t＝T可知，粒子在磁场中运动的时间越短，故C错误；当粒子的轨迹半径r＝时，粒子从c点射出，粒子在磁场中运动的最长时间为半个周期，即tm＝＝，故D正确。
11．选BC 在0～t0时间内，导线中电流向下，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，又电流不断减小，线框所在处的磁场不断减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线框中感应电流的方向为顺时针；同理，在t0～2t0时间内，感应电流的方向还是顺时针方向，A错误，C正确；根据左手定则，线框受到的安培力先向右后向左，B正确，D错误。
12．选AD 由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等、方向相反，因此合磁通量为0，线圈中的磁通量为0，而当地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流突然变大，即线圈中的磁场发生变化，导致线圈中的磁通量变化，产生感应电流，从而使电磁继电器工作，电磁铁将开关吸起，断开电源，A正确；当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，火线和零线的电流仍大小相等、方向相反，从而不会引起电磁感应现象，故漏电断路器不会断开电源，B错误；当外接电网是恒定直流电源时，如果有人触电仍会产生电磁感应现象，故能正常工作，C错误；在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，越能检测到更微小的漏电，D正确。
13．解析：(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是电流表所在回路有感应电流产生。
(2)感应电动势越大，则感应电流越大，电流表指针偏转角越大，故电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成正比关系。
(3)第一个成功实验(如题图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入时磁通量的变化量是相同的，但是由于快速插入时间短，磁通量的变化率较大，故两次磁通量的变化率不同。
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。
答案：(1)电流表所在回路有感应电流产生
(2)正比 (3)磁通量的变化量 磁通量的变化率
(4)只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生
14．解析：(1)房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入槽中，房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当于干路上的开关。
(2)将开关B与电源E、线圈连成一个回路，将三个灯泡所在电路与交流电源接成回路，即按8—7、4—5、6—9、1—3、2—10连接起来，构成正常的电门卡电路，如图所示。
答案：(1)开关 (2)见解析图
15．解析：
(1)对金属棒进行受力分析，如图所示，
由平衡条件得F＝mgsin θ
代入数据解得F＝5 N。
(2)安培力F＝BIL
得I＝＝2.5 A
设滑动变阻器接入电路的阻值为R′，根据闭合电路欧姆定律有
E＝I(R′＋r)
得R′＝－r＝3.8 Ω。
答案：(1)5 N (2)3.8 Ω
16．解析：(1)根据运动轨迹可知，带电粒子轨迹半径R＝L，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力Bvq＝m ，得B＝。
(2)如图所示，当粒子运动轨迹与y轴的交点到A点的距离为粒子运动轨迹的直径时，打到y轴最上边的粒子距离坐标原点L；当粒子运动轨迹与y轴相切时，打到y轴最下边的粒子距离坐标原点L，所以带电粒子从y轴射出磁场范围的长度为(＋1)L。
(3)从坐标原点射出磁场的粒子运动时间最短，周期T＝ ，最短运动时间t＝T＝。
答案：(1) (2)(＋1)L (3)
17．解析：(1)转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则，可知在外电路中，电流由a点流向b点，所以a点电势高。
(2)由法拉第电磁感应定律得
Uab＝＝＝＝2 V。
(3)由焦耳定律得电阻R一小时消耗的电能为
Q＝t＝1 440 J
所以此人骑行一小时消耗的能量
E＝＝2 880 J。
答案：(1)a (2)2 V (3)2 880 J
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(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法中正确的是( )
A．变化的磁场会激发电场，这种电场是静电场
B．均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波
C．在匀强磁场中某个平面的磁通量等于这个面的面积S与磁感应强度B的乘积
D．在磁场中某个平面的磁通量在数值上等于穿过这个面的磁感线的条数
2.LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图所示，则与图中A点相对应的是( )
A．电路中的振荡电流最大
B．电路中的磁场能最大
C．电路中的振荡电流为零
D．电容器两极板所带电荷量最少
3．下列说法正确的是( )
A．匀强电场的电场线可以为等间距的曲线
B．电场强度E＝和磁感应强度B＝都是用物理量之比定义的物理量
C．若一小段通电导体在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为0
D．电场强度公式E＝表明，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
4.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是( )
A．因导体运动而产生的感应电动势称为感生电动势
B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
5．在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S，待电路稳定后，调整R的滑片使L1和L2亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在下列图像中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是( )
6．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上，指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变)，R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表。开始时开关S是断开的，当S闭合后，下列说法正确的是( )
A．灯L1的亮度变亮
B．理想变压器的输入功率变大
C．电流表A1的示数不变
D．电压表的示数不变，电流表A2的示数变小
7．手机无线充电技术越来越普及，图(a)是某款手机无线充电装置，其工作原理如图(b)所示。送电线圈ab间接入如图(c)所示的正弦交变电流。快充时，将S与1合上，送电线圈和受电线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，手机两端的电压为11 V，充电功率为44 W；慢充时，将S与2合上，送电线圈和受电线圈的匝数比n1∶n3＝5∶1，手机两端的电压为5 V，充电功率为10 W。装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是( )
A．R1的阻值为10 Ω B．R2的阻值为20 Ω
C．R1的阻值为11 Ω D．R2的阻值为22 Ω
8．如图甲、乙所示，两空间分别存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，、分别为纸面内的半圆形曲线，O、O′分别为两半圆的圆心，PQ、P′Q′分别为两半圆的水平直径，将带电粒子分别从P、P′点水平射出，分别经过半圆曲线的M、M′点，不计粒子重力及空气阻力，则下列说法正确的是( )
A．甲图中粒子带正电，乙图中粒子带负电
B．甲图中粒子带负电，乙图中粒子带正电
C．甲图中粒子经过M点时速度方向的反向延长线有可能经过圆心O
D．乙图中粒子经过M′点时速度方向的反向延长线一定经过圆心O′
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9.如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A．经调制后 B．经调谐后
C．经检波后 D．耳机中
10.如图所示，直角三角形abc内有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝30°，ac＝L，P为ac的中点。在P点有一粒子源可沿平行cb方向发出速度大小不等的同种带负电荷的粒子，粒子的电荷量为q、质量为m。不计粒子的重力，下列判断正确的是( )
A．不可能有粒子从a点射出
B．可能有粒子从a点射出
C．粒子在磁场中运动的最短时间为
D．粒子在磁场中运动的最长时间为
11．如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框(俯视图)，现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在0～2t0时间内，则( )
A．线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．线框受到的安培力先向右后向左
C．线框中感应电流一直沿顺时针方向
D．线框受到的安培力方向始终向左
12.漏电断路器是家庭电路中必不可少的一种安全保护装置，如图为其基本原理图。电源线的火线与零线并行绕在铁芯上，当与放大器相连的线圈有微小电流时，即刻会驱动电磁继电器断开电源，实现安全保护。下列相关说法正确的是( )
A．当与地不绝缘的人不小心触碰到火线时，漏电断路器会即刻断开电源
B．当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，漏电断路器会即刻断开电源
C．当外接电网是恒定直流电源时，漏电断路器不能正常工作
D．在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，越能检测到更微小的漏电
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
13．(6分)如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。
(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成________关系。
(3)第一个成功实验(如图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？______________________。什么量是不同的？
________________________________________________________________________。
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．(8分)(1)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个________(填电路元件名称)接在干路上。
(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时，cd相吸，ab便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。
15．(14分)如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定两间距L＝1 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E＝12 V、内阻r＝1 Ω，一质量m＝1 kg的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度大小B＝2 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。金属导轨是光滑的，导轨与金属棒的电阻不计，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
(1)金属棒所受安培力大小；
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
16．(16分)如图所示，在直角坐标系第Ⅰ象限和第Ⅳ象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，在x轴上距坐 标原点L的A点有一粒子发射源，可以沿坐标系平面朝任意方向发射速率为v的带电粒子，粒子质量为 m、带电量为q。已知沿y轴正方向射入的带电粒子恰好能垂直y轴射出磁场，不计粒子重力。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度；
(2)带电粒子从y轴上射出磁场范围的长度；
(3)所有从y轴上射出磁场的粒子中，在磁场中运动的最短时间。
17．(16分)图1为健身用的单车，在人骑行时，车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理可以简化成图2，其中a、b分别是从轮盘边缘和中心引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度B＝2 T，方向与轮盘垂直，轮盘半径r＝0.25 m，轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在骑行时，保持轮盘边缘的线速度大小为v＝8 m/s。
(1)请判断a、b哪一点电势高；
(2)求a、b两点间的电压；
(3)若在a、b间接一个阻值R＝10 Ω的电阻，假定人体消耗的能量转化为电能的效率为50%，请问此人骑行该单车一小时，消耗了身体多少能量？
模块综合检测(A卷)
1．选D 变化的磁场会激发电场，这种电场被称为感生电场或涡旋电场，故A错误；均匀变化的电场激发恒定的磁场，空间不会产生电磁波，故B错误；只有当平面与磁场垂直时，磁通量大小才等于这个面的面积S与磁感应强度B的乘积，故C错误；在磁场中某个平面的磁通量在数值上等于穿过这个面的磁感线的条数，故D正确。
2．选C 电容器放电完毕时，Q＝0，LC振荡电路中电流最大，磁场能最大；LC振荡电路中电流最小为零时，电容器两极板所带电荷量最多，极板间电场最强，电场能最大；A点对应的电场能反向最大，即LC振荡电路中电流为零，电容器两极板所带电荷量Q最多，磁场能最小。故选C。
3．选B 匀强电场的电场线是平行等间距的直线，故A错误；电场强度E＝和磁感应强度B＝，都是用物理量之比定义的物理量，故B正确；将一小段通电导体平行磁场方向放置，导体不受安培力的作用，但该处的磁感应强度却不为0，故C错误；电场强度公式E＝是比值定义式，该处电场强度的大小由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，故D错误。
4．选B 因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，A错误；动生电动势是电子在磁场中受到洛伦兹力作用产生定向移动形成的，感生电动势是变化的磁场产生电场，电子在电场力作用下定向移动形成的，B正确，C、D错误。
5．选A L1与线圈串联，断开S，流过线圈的电流减小，电感线圈产生同向的感应电动势，并慢慢变小，则电流变小，且变小得越来越慢，故A正确，B错误；闭合开关S后，L2与线圈并联；断开S后，电感线圈与L2构成回路，S断开后的较短的时间内L2中电流反向，并由I值逐渐减小，故C、D错误。
6．选B 原线圈两端的电压和匝数比不变，所以副线圈两端的电压不变，即电压表示数不变，S闭合后相当于负载增多，总电阻减小，由欧姆定律知副线圈中的电流增大，电流表A2示数变大，电阻R两端的电压增大，灯泡L1两端电压减小，即灯泡L1亮度变暗，故A、D错误；副线圈的电压不变，电流增大，输出功率增大，所以理想变压器的输入功率变大，故B正确；理想变压器输入功率变大，原线圈电压不变，所以原线圈电流变大，即电流表A1示数增大，故C错误。
7．选C 由题图(c)可知，输入交流电的有效值U1＝ V＝220 V，S与1接通，此时次级线圈电流I2＝ A＝4 A，次级线圈电压U2＝U1＝55 V，则R1＝ Ω＝11 Ω，C正确，A错误；S与2接通，此时次级线圈电流I3＝ A＝2 A，次级线圈电压U3＝U1＝44 V，则R2＝ Ω＝19.5 Ω，B、D错误。
8．选D 甲图中，由于带电粒子在电场中受到向下的电场力，故粒子带正电，乙图中，由左手定则可知粒子带正电荷，故A、B错误；甲图中带电粒子做类平抛运动，由类平抛运动规律可知，粒子经过M点时速度方向的反向延长线与过P点的水平直线的交点为水平位移的中点，即交点与P点的距离为x1＝，如果经过圆心O，则要求水平方向的位移应为x＝2R，明显PM两点间的水平位移xPM＜2R，所以假设不成立，故C错误；乙图中粒子在圆形磁场区域内做匀速圆周运动，设粒子的轨迹半径为R，半圆的半径为r，粒子从M′射出的速度为v2，运动轨迹如图所示，因P′O1＝M′O1＝R，O′P′＝O′M′＝r，O′O1为公共边，所以△O1P′O′≌△O1M′O′，因P′点的速度v的方向沿P′O′指向O′，且O1P′⊥v，所以O1P′⊥P′O′，即∠O1P′O′＝90°，因此∠O1M′O′＝90°，即O1M′⊥M′O′，又因为O1M′⊥v2，所以v2与O′M′共线，即粒子经过M′点的速度方向的反向延长线一定过圆心O′，故D正确。
9．选AB 为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，电路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被削去一半，而在耳机中只有低频信号电流。
10．选AD 由左手定则可知，带负电荷的粒子往c点一侧偏转，所以粒子不可能从a点射出，故A正确，B错误；由公式r＝知，速度越大，粒子运动的轨迹半径越大，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角θ越小，由粒子在磁场中运动的时间t＝T可知，粒子在磁场中运动的时间越短，故C错误；当粒子的轨迹半径r＝时，粒子从c点射出，粒子在磁场中运动的最长时间为半个周期，即tm＝＝，故D正确。
11．选BC 在0～t0时间内，导线中电流向下，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，又电流不断减小，线框所在处的磁场不断减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线框中感应电流的方向为顺时针；同理，在t0～2t0时间内，感应电流的方向还是顺时针方向，A错误，C正确；根据左手定则，线框受到的安培力先向右后向左，B正确，D错误。
12．选AD 由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等、方向相反，因此合磁通量为0，线圈中的磁通量为0，而当地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流突然变大，即线圈中的磁场发生变化，导致线圈中的磁通量变化，产生感应电流，从而使电磁继电器工作，电磁铁将开关吸起，断开电源，A正确；当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，火线和零线的电流仍大小相等、方向相反，从而不会引起电磁感应现象，故漏电断路器不会断开电源，B错误；当外接电网是恒定直流电源时，如果有人触电仍会产生电磁感应现象，故能正常工作，C错误；在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，越能检测到更微小的漏电，D正确。
13．解析：(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是电流表所在回路有感应电流产生。
(2)感应电动势越大，则感应电流越大，电流表指针偏转角越大，故电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成正比关系。
(3)第一个成功实验(如题图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入时磁通量的变化量是相同的，但是由于快速插入时间短，磁通量的变化率较大，故两次磁通量的变化率不同。
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。
答案：(1)电流表所在回路有感应电流产生
(2)正比 (3)磁通量的变化量 磁通量的变化率
(4)只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生
14．解析：(1)房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入槽中，房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当于干路上的开关。
(2)将开关B与电源E、线圈连成一个回路，将三个灯泡所在电路与交流电源接成回路，即按8—7、4—5、6—9、1—3、2—10连接起来，构成正常的电门卡电路，如图所示。
答案：(1)开关 (2)见解析图
15．解析：
(1)对金属棒进行受力分析，如图所示，
由平衡条件得F＝mgsin θ
代入数据解得F＝5 N。
(2)安培力F＝BIL
得I＝＝2.5 A
设滑动变阻器接入电路的阻值为R′，根据闭合电路欧姆定律有
E＝I(R′＋r)
得R′＝－r＝3.8 Ω。
答案：(1)5 N (2)3.8 Ω
16．解析：(1)根据运动轨迹可知，带电粒子轨迹半径R＝L，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力Bvq＝m ，得B＝。
(2)如图所示，当粒子运动轨迹与y轴的交点到A点的距离为粒子运动轨迹的直径时，打到y轴最上边的粒子距离坐标原点L；当粒子运动轨迹与y轴相切时，打到y轴最下边的粒子距离坐标原点L，所以带电粒子从y轴射出磁场范围的长度为(＋1)L。
(3)从坐标原点射出磁场的粒子运动时间最短，周期T＝ ，最短运动时间t＝T＝。
答案：(1) (2)(＋1)L (3)
17．解析：(1)转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则，可知在外电路中，电流由a点流向b点，所以a点电势高。
(2)由法拉第电磁感应定律得
Uab＝＝＝＝2 V。
(3)由焦耳定律得电阻R一小时消耗的电能为
Q＝t＝1 440 J
所以此人骑行一小时消耗的能量
E＝＝2 880 J。
答案：(1)a (2)2 V (3)2 880 J
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