模块综合检测(B卷) 等级考试评价（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(B卷) 等级考试评价（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 | 481.9KB | ||
| 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 19:44:12 | ||
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文档简介
模块综合检测(B卷) 等级考试评价
(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．额温枪可用来检测人们的体温是否正常，你认为额温枪用到了( )
A．红外线 B．紫外线
C．伦琴射线 D．超声波
2.初速度为v0的电子，沿垂直于通电长直导线的方向射出，直导线中的电流方向与电子的初始运动方向如图所示，不计电子所受重力，则( )
A．电子将向上偏转
B．电子将向下偏转
C．电子将垂直纸面向外偏转
D．电子将垂直纸面向内偏转
3．利用电容式传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报。如图所示是一种通过电容式传感器检测矿井中液面高低的仪器原理图，矿井水中掺杂有杂质，可视为导电液体，根据该探究装置，下列说法正确的是( )
A．水面升高，则电容器的介电常数变大
B．水面升高，则电容器的两极板之间的间距变大
C．若G中有从a到b的电流，说明矿井出现渗水(h增加)
D．G的示数越小，说明矿井水位变低
4.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三根导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通电直导线产生磁场的磁感应强度B＝，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的安培力的方向是( )
A．垂直R，指向y轴负方向
B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴正方向
D．垂直R，指向x轴负方向
5.如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铜圈，让铜圈由静止自由落下，若下落过程中铜圈始终水平，不计空气阻力。关于铜圈下落过程，下列说法正确的是( )
A．铜圈下落到磁铁中间位置时，加速度小于重力加速度
B．铜圈的加速度始终大于重力加速度
C．整个下落过程中，铜圈中的电流方向始终不变
D．若把铜圈换成塑料圈，下落相同高度所需的时间变短
6.如图所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220 V、50 Hz的交流电源，以下叙述中正确的是( )
A．改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯亮度不变
B．改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变亮，C灯亮度不变
C．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗
D．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变
7.如图所示，边长为L、电阻值为R的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，将线圈以速度v匀速拉出磁场的过程中，下列结论不正确的是( )
A．线圈中感应电流的大小为
B．线圈中产生的热量为
C．外力对线圈做的功为
D．移动线圈的外力的功率为
8．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个实验，下列说法中正确的是( )
A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电压表的示数增大
B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电流表的示数增大
C．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电压表的示数减小
D．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电流表的示数减小
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.圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点，导体环可以在竖直平面里来回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计。在如图所示的正方形区域里，有匀强磁场垂直于圆环的摆动面指向纸内。下列说法中正确的有( )
A．导体环摆动过程中机械能守恒
B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反
C．导体环通过最低点时，环中感应电流最大
D．最后导体环在匀强磁场中摆动时，机械能守恒
10．如图甲所示，为一台小型发电机构造示意图，当线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。发电机线圈的内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则( )
A．t＝1.0×10－2 s时，穿过线圈的磁通量最大
B．t＝2.0×10－2 s时，穿过线圈的磁通量变化率最小
C．t＝3.0×10－2 s时，小灯泡的功率为3.24 W
D．t＝4.0×10－2 s时，电压表的示数为6.0 V
11．如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端间接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t＝0时刻开始，棒受到一个平行于导轨向上的外力F作用，由静止开始沿导轨向上运动，运动过程中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示，下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量Φ、磁通量的变化率、棒两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间t变化的图像，其中正确的是( )
12．如图甲所示，在xOy平面内存在均匀分布、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，y 轴正方向为电场强度的正方向)。在t＝0时刻由原点O发射初速度大小为v0、沿y轴正方向的带负电粒子(不计重力)。其中已知v0、t0、B0、E0，且E0＝，粒子的比荷＝，x轴上有一点A，坐标为，0，则下列选项正确的是( )
A.时带电粒子的位置坐标为
B．带电粒子运动过程中偏离x轴的最大距离为v0t0＋
C．带电粒子运动过程中偏离y轴的最大距离为
D．粒子经过36t0经过A点
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
13．(6分)如图所示，图(1)为指针在中央的灵敏电流计G连接在直流电路中时的偏转情况。现使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________；图(3)中电流计的指针将向________偏转；图(4)中的条形磁铁上端为________极。
14．(8分)常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比。给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1，下应变片两端电压为U2，传感器把这两个电压的差值U(U＝U1－U2)输出，用来反映力F的大小。半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一合适的电阻，进行温度补偿。串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。
(1)力F越大，弹簧钢的弯曲程度越________(选填“大”或“小”)，传感器输出的电压U越______(选填“大”或“小”)；
(2)外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2；外力为F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′。若F1＞F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是______；
A．R1＞R2＞R1′＞R2′ B．R1＞R1′＞R2＞R2′
C．R1＞R2＞R2′＞R1′ D．R1＞R1′＞R2′＞R2
(3)如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天________(选填“大”或“小”)；(4)进行温度补偿时，给下应变片串联的电阻最合适的是下列选项图中的________。
15．(12分)如图所示，导体AB质量为m，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向外。AB平放在水平支架上成为电路的一部分，已知AB接入电路部分的长度为l。当接通电路瞬间，AB弹跳起来，则导体AB中电流方向如何？若已知通电瞬间通过导体横截面的电荷量为q，则在开关S闭合过程中，安培力对导体做的功至少应为多少？
16．(14分)如图所示，间距为L＝1 m的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左端接有阻值为R＝5 Ω的定值电阻，质量为m＝1 kg 的金属棒放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为1 T。t＝0时刻，给金属棒施加一个平行导轨向右的水平拉力F，使金属棒从静止开始做加速度大小为2 m/s2的匀加速直线运动，t＝4 s后保持拉力的功率不变，t＝10 s时金属棒刚好做匀速运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为r＝5 Ω，导轨足够长，求：
(1)0～4 s内，通过电阻R的电荷量；
(2)0～4 s内，拉力F的冲量；
(3)4～10 s内，电阻R产生的焦耳热。
17．(20分)在光滑水平面上有如图所示电磁场分布，第一象限内有圆弧管道，半径为2 m，不计管道粗细，管道内有大小相等的辐向电场，电场强度大小为0.04 V/m；第二象限有匀强磁场，方向垂直纸面向外；第三、四象限有匀强电场，电场强度大小为 V/m，方向与x轴负方向成45°。一带正电小球从(0,2 m)处以某初速度向右进入管道内，小球比荷为200 C/kg，可视为质点，小球与管道间恰无相互作用力。求：
(1)小球初速度v0；
(2)小球第二次经过x轴时，小球的坐标；
(3)若小球可运动回起始点，求磁感应强度。
模块综合检测(B卷)
1．选A 人们利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，因为体温越高人体辐射的红外线越强，故A正确，B、C、D错误。
2．选A 由于通电直导线电流竖直向下，由安培定则可知，其右侧的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向上，故电子将向上偏转，故选A。
3．选C 电容器的介电常数由电介质材料决定，与液面高度无关，故A错误；水面升高，则电容器的两极板的正对面积增大，间距不变，故B错误；若G中有从a到b的电流，可知电容器在充电，电容器电容增大，两极板的正对面积增大，说明矿井出现渗水(h增加)，故C正确；当矿井水位不变时，G的示数为零，故G的示数越小不能说明矿井水位变低，故D错误。
4．选A R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的，由安培定则可以知道通电直导线P、Q在R处产生的合磁场方向水平向右，即沿x轴正方向，由左手定则可以知道，通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向。B、C、D错误，A正确。
5．选D 由楞次定律可知，感应电流总是阻碍铜圈与磁铁间的相对运动，在铜圈靠近磁铁的过程中，为阻碍铜圈的靠近，磁铁对铜圈的作用力竖直向上，在铜圈穿过磁铁远离的过程中，为阻碍铜圈的远离，磁铁对铜圈的作用力竖直向上，则在整个过程中，磁铁对铜圈的作用力始终竖直向上，加速度小于或等于重力加速度，当铜圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度，故A、B错误；由题图示可知，在铜圈下落过程中，穿过铜圈的磁场方向向上，在铜圈靠近磁铁时，穿过铜圈的磁通量变大，在铜圈远离磁铁时穿过铜圈的磁通量减小，由楞次定律结合安培定则可知，从上向下看，铜圈中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C错误；若把铜圈换成塑料圈，塑料圈中没有电流，那么不会受到磁铁的阻碍，下落相同高度所需的时间会变短，故D正确。
6．选D 三个支路电压相同，当交流电源频率变大时，电感线圈的感抗增大，电容器的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过灯泡A所在支路的电流变大，流过灯泡B所在支路的电流变小，流过灯泡C所在支路的电流不变，故灯泡A变亮，灯泡B变暗，灯泡C亮度不变，A、B错误；改接220 V的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈通直流，所以A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变，C错误，D正确。
7．选D 由题图可知，只有线圈的ab边切割磁感线，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为E＝BLv，由欧姆定律可知，感应电流为I＝，故A正确；线圈中产生的热量为Q＝I2Rt＝2R×＝，故B正确；依题意，可知外力对线圈所做的功等于线圈克服安培力做的功，即等于线圈中产生的焦耳热，故有W＝Q＝，故C正确；线圈匀速运动，可得移动线圈的外力的功率等于克服安培力做功的功率，即P＝＝＝，故D错误。
8．选A 由题图甲可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，磁敏电阻的阻值变大；闭合开关S，题图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电流减小，即电流表示数减小，内电压和滑动变阻器RP两端电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数增大，故A正确，B错误；磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S，题图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电压表和电流表的示数都不变，故C、D错误。
9．选BD 导体环在进、出磁场阶段有感应电流产生，机械能转化为电能，机械能不守恒，故A错误；导体环进入磁场时，环中磁通量增加，由楞次定律结合安培定则分析可知，感应电流为逆时针方向；离开磁场时，环中磁通量减少，由楞次定律结合安培定则分析可知，感应电流为顺时针方向，说明两过程电流的方向相反，故B正确；导体环通过最低点时，环中磁通量变化率为零，感应电流为零，故C错误；最后导体环在匀强磁场中摆动时，环中磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，故D正确。
10．选AC t＝1.0×10－2s时，感应电动势为零，此时线圈平面与中性面平行，则穿过线圈的磁通量最大，选项A正确；t＝2.0×10－2s时，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，选项B错误；通过灯泡的电流有效值I＝＝0.6 A，小灯泡的功率为P＝I2R＝0.62×9 W＝3.24 W，选项C正确；电压表的示数为小灯泡两端电压的有效值，则U＝IR＝5.4 V，选项D错误。
11．选BC 由题图乙看出，通过R的感应电流随时间t增大，根据法拉第电磁感应定律得知，穿过回路的磁通量是非均匀变化的，Φ t应是曲线，A错误；由电流图像得I＝kt，k是比例系数，I＝，E＝，则＝kt(R＋r)，B正确；a、b两端的电压Uab＝IR＝kRt，则Uab与t成正比，C正确；根据q＝It＝kt2，D错误。
12．选AB 在0～t0时间内，粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有qB0v0＝mr1＝m，得T＝＝2t0，r1＝＝，则在时间内转过的圆心角α＝，所以在t＝时，粒子的位置坐标为：，A正确；在t0～2t0时间内，粒子经电场加速后的速度为v，粒子的运动轨迹如图所示，v＝v0＋t0＝2v0，加速运动的位移x＝t0＝v0t0；在2t0～3t0时间内粒子做匀速圆周运动，半径r2＝2r1＝，故粒子偏离x轴的最大距离h＝x＋r2＝v0t0＋；在3t0～4t0时间内粒子做减速直线运动；之后粒子做周期性运动，重复上述运动，则粒子偏离y轴无最大值，B正确，C错误；粒子在xOy平面内做周期性运动的运动周期为4t0，一个周期内向右运动的距离d＝2r1＋2r2＝，AO间的距离为＝8d，所以粒子运动至A点的时间为t＝32t0，D错误。
13．解析：由题图(1)可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，电流计指针向左偏。题图(2)中电流计指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针，根据楞次定律可知，条形磁铁向下插入；题图(3)中当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流方向沿逆时针，则电流计指针向右偏；题图(4)中电流计指针向右偏，可知感应电流的方向为逆时针，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，则上端为N极。
答案：向下插入 右 N
14．解析：(1)力F越大，弹簧钢的弯曲程度越大，上、下两应变片的长度差越大，则传感器输出的电压U越大。
(2)外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2，此时R1＞R2；外力为F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′，此时R1′＞R2′。若F1＞F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是R1＞R1′＞R2′＞R2。
(3)施加相同的力时，下应变片的电阻冬天比夏天大，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天大。
(4)由题图乙知，原半导体应变片的阻值随温度升高而减小，且减小得越来越慢，所以补偿电阻的阻值应随温度升高而增大，且增大得越来越慢，故选B。
答案：(1)大 大 (2) D (3)大 (4)B
15．解析：导体AB向上弹起，故导体AB受到的安培力方向向上，由左手定则可知导体AB中电流的方向由B到A。
导体AB受重力、弹力和安培力，由于接通电路瞬间，导体AB弹跳起来，安培力远大于重力，且作用时间极短，重力和弹力可忽略不计，根据动量定理得F安·Δt＝mv0
又F安＝Bl，q＝Δt
解得通电瞬间导体AB获得的速度v0＝
设导体AB弹跳过程中安培力做的功为W，由动能定理得
W＝mv02＝。
答案：电流方向由B到A
16．解析：(1)0～4 s内，金属棒运动的距离x＝at12＝16 m，回路产生的平均电动势＝＝，由闭合回路欧姆定律可知＝＝，则通过电阻R的电荷量q＝Δt＝＝1.6 C。
(2)根据牛顿第二定律F－BIL＝F－＝ma
解得F＝2＋0.2t
则在运动的前4 s内，拉力的冲量I＝t1＝9.6 N·s。
(3)t＝4 s时拉力的大小F＝2.8 N，金属棒的速度
v1＝at1＝8 m/s
拉力的功率P＝Fv1＝22.4 W
设t＝10 s时金属棒的速度为v2，则v2＝P
解得v2＝ m/s
4～10 s时间内，设电阻R中产生的焦耳热为Q，根据功能关系
Pt2＝mv22－mv12＋2Q
解得Q＝27.2 J。
答案：(1)1.6 C (2)9.6 N·s (3)27.2 J
17．解析：(1)设小球质量为m，小球电荷量为q，管道半径为R，第一象限电场强度为E1，小球在第一象限内运动时，电场力提供向心力m＝E1q
代入数据可得v0＝4 m/s。
(2)设第三、四象限电场强度为E2，小球出管道后，对小球受力分析可知，小球在第三、四象限做类抛体运动，设小球沿y轴的加速度为a1，则qE2＝ma1，小球沿y轴做匀减速运动，减速时间t1＝，故小球出管道后到经过x轴所用时间为t＝2t1＝
设小球沿x轴的加速度为a2，则qE2＝ma2则小球沿x轴方向的位移为x＝－·t2
代入数据得x＝－4 m
设第二次经过x轴时，小球位于P′点，则
xP′＝－2 m，即P′(－2 m,0)。
(3)P′与P关于y＝－x对称，由对称性可得，小球在第二象限偏转圆心位于y＝－x轴上。
小球位于P′点时，小球沿x轴方向的分速度大小为
vx＝t＝8 m/s
由对称性可得，小球沿y轴方向的分速度大小为vy＝4 m/s，合速度大小为v＝＝4 m/s
设小球在第二象限运动轨迹的圆心为O，半径为r，过圆心O作x轴的垂线，垂足为C，则|OC|＝|xC|，由几何知识可知，＝，＝＝，|P′C|＋|xC|＝|xP′|，即r＋r＝|xP′|＝2 m
解得r＝ m
又有r＝
即B＝
代入数据可得B＝0.03 T。
答案：(1)4 m/s (2)(－2 m,0) (3)0.03 T
8 / 8
(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．额温枪可用来检测人们的体温是否正常，你认为额温枪用到了( )
A．红外线 B．紫外线
C．伦琴射线 D．超声波
2.初速度为v0的电子，沿垂直于通电长直导线的方向射出，直导线中的电流方向与电子的初始运动方向如图所示，不计电子所受重力，则( )
A．电子将向上偏转
B．电子将向下偏转
C．电子将垂直纸面向外偏转
D．电子将垂直纸面向内偏转
3．利用电容式传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报。如图所示是一种通过电容式传感器检测矿井中液面高低的仪器原理图，矿井水中掺杂有杂质，可视为导电液体，根据该探究装置，下列说法正确的是( )
A．水面升高，则电容器的介电常数变大
B．水面升高，则电容器的两极板之间的间距变大
C．若G中有从a到b的电流，说明矿井出现渗水(h增加)
D．G的示数越小，说明矿井水位变低
4.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三根导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通电直导线产生磁场的磁感应强度B＝，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的安培力的方向是( )
A．垂直R，指向y轴负方向
B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴正方向
D．垂直R，指向x轴负方向
5.如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铜圈，让铜圈由静止自由落下，若下落过程中铜圈始终水平，不计空气阻力。关于铜圈下落过程，下列说法正确的是( )
A．铜圈下落到磁铁中间位置时，加速度小于重力加速度
B．铜圈的加速度始终大于重力加速度
C．整个下落过程中，铜圈中的电流方向始终不变
D．若把铜圈换成塑料圈，下落相同高度所需的时间变短
6.如图所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220 V、50 Hz的交流电源，以下叙述中正确的是( )
A．改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯亮度不变
B．改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变亮，C灯亮度不变
C．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗
D．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变
7.如图所示，边长为L、电阻值为R的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，将线圈以速度v匀速拉出磁场的过程中，下列结论不正确的是( )
A．线圈中感应电流的大小为
B．线圈中产生的热量为
C．外力对线圈做的功为
D．移动线圈的外力的功率为
8．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个实验，下列说法中正确的是( )
A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电压表的示数增大
B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电流表的示数增大
C．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电压表的示数减小
D．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电流表的示数减小
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.圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点，导体环可以在竖直平面里来回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计。在如图所示的正方形区域里，有匀强磁场垂直于圆环的摆动面指向纸内。下列说法中正确的有( )
A．导体环摆动过程中机械能守恒
B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反
C．导体环通过最低点时，环中感应电流最大
D．最后导体环在匀强磁场中摆动时，机械能守恒
10．如图甲所示，为一台小型发电机构造示意图，当线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。发电机线圈的内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则( )
A．t＝1.0×10－2 s时，穿过线圈的磁通量最大
B．t＝2.0×10－2 s时，穿过线圈的磁通量变化率最小
C．t＝3.0×10－2 s时，小灯泡的功率为3.24 W
D．t＝4.0×10－2 s时，电压表的示数为6.0 V
11．如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端间接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t＝0时刻开始，棒受到一个平行于导轨向上的外力F作用，由静止开始沿导轨向上运动，运动过程中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示，下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量Φ、磁通量的变化率、棒两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间t变化的图像，其中正确的是( )
12．如图甲所示，在xOy平面内存在均匀分布、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，y 轴正方向为电场强度的正方向)。在t＝0时刻由原点O发射初速度大小为v0、沿y轴正方向的带负电粒子(不计重力)。其中已知v0、t0、B0、E0，且E0＝，粒子的比荷＝，x轴上有一点A，坐标为，0，则下列选项正确的是( )
A.时带电粒子的位置坐标为
B．带电粒子运动过程中偏离x轴的最大距离为v0t0＋
C．带电粒子运动过程中偏离y轴的最大距离为
D．粒子经过36t0经过A点
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
13．(6分)如图所示，图(1)为指针在中央的灵敏电流计G连接在直流电路中时的偏转情况。现使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________；图(3)中电流计的指针将向________偏转；图(4)中的条形磁铁上端为________极。
14．(8分)常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比。给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1，下应变片两端电压为U2，传感器把这两个电压的差值U(U＝U1－U2)输出，用来反映力F的大小。半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一合适的电阻，进行温度补偿。串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。
(1)力F越大，弹簧钢的弯曲程度越________(选填“大”或“小”)，传感器输出的电压U越______(选填“大”或“小”)；
(2)外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2；外力为F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′。若F1＞F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是______；
A．R1＞R2＞R1′＞R2′ B．R1＞R1′＞R2＞R2′
C．R1＞R2＞R2′＞R1′ D．R1＞R1′＞R2′＞R2
(3)如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天________(选填“大”或“小”)；(4)进行温度补偿时，给下应变片串联的电阻最合适的是下列选项图中的________。
15．(12分)如图所示，导体AB质量为m，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向外。AB平放在水平支架上成为电路的一部分，已知AB接入电路部分的长度为l。当接通电路瞬间，AB弹跳起来，则导体AB中电流方向如何？若已知通电瞬间通过导体横截面的电荷量为q，则在开关S闭合过程中，安培力对导体做的功至少应为多少？
16．(14分)如图所示，间距为L＝1 m的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左端接有阻值为R＝5 Ω的定值电阻，质量为m＝1 kg 的金属棒放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为1 T。t＝0时刻，给金属棒施加一个平行导轨向右的水平拉力F，使金属棒从静止开始做加速度大小为2 m/s2的匀加速直线运动，t＝4 s后保持拉力的功率不变，t＝10 s时金属棒刚好做匀速运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为r＝5 Ω，导轨足够长，求：
(1)0～4 s内，通过电阻R的电荷量；
(2)0～4 s内，拉力F的冲量；
(3)4～10 s内，电阻R产生的焦耳热。
17．(20分)在光滑水平面上有如图所示电磁场分布，第一象限内有圆弧管道，半径为2 m，不计管道粗细，管道内有大小相等的辐向电场，电场强度大小为0.04 V/m；第二象限有匀强磁场，方向垂直纸面向外；第三、四象限有匀强电场，电场强度大小为 V/m，方向与x轴负方向成45°。一带正电小球从(0,2 m)处以某初速度向右进入管道内，小球比荷为200 C/kg，可视为质点，小球与管道间恰无相互作用力。求：
(1)小球初速度v0；
(2)小球第二次经过x轴时，小球的坐标；
(3)若小球可运动回起始点，求磁感应强度。
模块综合检测(B卷)
1．选A 人们利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，因为体温越高人体辐射的红外线越强，故A正确，B、C、D错误。
2．选A 由于通电直导线电流竖直向下，由安培定则可知，其右侧的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向上，故电子将向上偏转，故选A。
3．选C 电容器的介电常数由电介质材料决定，与液面高度无关，故A错误；水面升高，则电容器的两极板的正对面积增大，间距不变，故B错误；若G中有从a到b的电流，可知电容器在充电，电容器电容增大，两极板的正对面积增大，说明矿井出现渗水(h增加)，故C正确；当矿井水位不变时，G的示数为零，故G的示数越小不能说明矿井水位变低，故D错误。
4．选A R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的，由安培定则可以知道通电直导线P、Q在R处产生的合磁场方向水平向右，即沿x轴正方向，由左手定则可以知道，通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向。B、C、D错误，A正确。
5．选D 由楞次定律可知，感应电流总是阻碍铜圈与磁铁间的相对运动，在铜圈靠近磁铁的过程中，为阻碍铜圈的靠近，磁铁对铜圈的作用力竖直向上，在铜圈穿过磁铁远离的过程中，为阻碍铜圈的远离，磁铁对铜圈的作用力竖直向上，则在整个过程中，磁铁对铜圈的作用力始终竖直向上，加速度小于或等于重力加速度，当铜圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度，故A、B错误；由题图示可知，在铜圈下落过程中，穿过铜圈的磁场方向向上，在铜圈靠近磁铁时，穿过铜圈的磁通量变大，在铜圈远离磁铁时穿过铜圈的磁通量减小，由楞次定律结合安培定则可知，从上向下看，铜圈中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C错误；若把铜圈换成塑料圈，塑料圈中没有电流，那么不会受到磁铁的阻碍，下落相同高度所需的时间会变短，故D正确。
6．选D 三个支路电压相同，当交流电源频率变大时，电感线圈的感抗增大，电容器的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过灯泡A所在支路的电流变大，流过灯泡B所在支路的电流变小，流过灯泡C所在支路的电流不变，故灯泡A变亮，灯泡B变暗，灯泡C亮度不变，A、B错误；改接220 V的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈通直流，所以A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变，C错误，D正确。
7．选D 由题图可知，只有线圈的ab边切割磁感线，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为E＝BLv，由欧姆定律可知，感应电流为I＝，故A正确；线圈中产生的热量为Q＝I2Rt＝2R×＝，故B正确；依题意，可知外力对线圈所做的功等于线圈克服安培力做的功，即等于线圈中产生的焦耳热，故有W＝Q＝，故C正确；线圈匀速运动，可得移动线圈的外力的功率等于克服安培力做功的功率，即P＝＝＝，故D错误。
8．选A 由题图甲可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，磁敏电阻的阻值变大；闭合开关S，题图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电流减小，即电流表示数减小，内电压和滑动变阻器RP两端电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数增大，故A正确，B错误；磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S，题图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电压表和电流表的示数都不变，故C、D错误。
9．选BD 导体环在进、出磁场阶段有感应电流产生，机械能转化为电能，机械能不守恒，故A错误；导体环进入磁场时，环中磁通量增加，由楞次定律结合安培定则分析可知，感应电流为逆时针方向；离开磁场时，环中磁通量减少，由楞次定律结合安培定则分析可知，感应电流为顺时针方向，说明两过程电流的方向相反，故B正确；导体环通过最低点时，环中磁通量变化率为零，感应电流为零，故C错误；最后导体环在匀强磁场中摆动时，环中磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，故D正确。
10．选AC t＝1.0×10－2s时，感应电动势为零，此时线圈平面与中性面平行，则穿过线圈的磁通量最大，选项A正确；t＝2.0×10－2s时，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，选项B错误；通过灯泡的电流有效值I＝＝0.6 A，小灯泡的功率为P＝I2R＝0.62×9 W＝3.24 W，选项C正确；电压表的示数为小灯泡两端电压的有效值，则U＝IR＝5.4 V，选项D错误。
11．选BC 由题图乙看出，通过R的感应电流随时间t增大，根据法拉第电磁感应定律得知，穿过回路的磁通量是非均匀变化的，Φ t应是曲线，A错误；由电流图像得I＝kt，k是比例系数，I＝，E＝，则＝kt(R＋r)，B正确；a、b两端的电压Uab＝IR＝kRt，则Uab与t成正比，C正确；根据q＝It＝kt2，D错误。
12．选AB 在0～t0时间内，粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有qB0v0＝mr1＝m，得T＝＝2t0，r1＝＝，则在时间内转过的圆心角α＝，所以在t＝时，粒子的位置坐标为：，A正确；在t0～2t0时间内，粒子经电场加速后的速度为v，粒子的运动轨迹如图所示，v＝v0＋t0＝2v0，加速运动的位移x＝t0＝v0t0；在2t0～3t0时间内粒子做匀速圆周运动，半径r2＝2r1＝，故粒子偏离x轴的最大距离h＝x＋r2＝v0t0＋；在3t0～4t0时间内粒子做减速直线运动；之后粒子做周期性运动，重复上述运动，则粒子偏离y轴无最大值，B正确，C错误；粒子在xOy平面内做周期性运动的运动周期为4t0，一个周期内向右运动的距离d＝2r1＋2r2＝，AO间的距离为＝8d，所以粒子运动至A点的时间为t＝32t0，D错误。
13．解析：由题图(1)可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，电流计指针向左偏。题图(2)中电流计指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针，根据楞次定律可知，条形磁铁向下插入；题图(3)中当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流方向沿逆时针，则电流计指针向右偏；题图(4)中电流计指针向右偏，可知感应电流的方向为逆时针，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，则上端为N极。
答案：向下插入 右 N
14．解析：(1)力F越大，弹簧钢的弯曲程度越大，上、下两应变片的长度差越大，则传感器输出的电压U越大。
(2)外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2，此时R1＞R2；外力为F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′，此时R1′＞R2′。若F1＞F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是R1＞R1′＞R2′＞R2。
(3)施加相同的力时，下应变片的电阻冬天比夏天大，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天大。
(4)由题图乙知，原半导体应变片的阻值随温度升高而减小，且减小得越来越慢，所以补偿电阻的阻值应随温度升高而增大，且增大得越来越慢，故选B。
答案：(1)大 大 (2) D (3)大 (4)B
15．解析：导体AB向上弹起，故导体AB受到的安培力方向向上，由左手定则可知导体AB中电流的方向由B到A。
导体AB受重力、弹力和安培力，由于接通电路瞬间，导体AB弹跳起来，安培力远大于重力，且作用时间极短，重力和弹力可忽略不计，根据动量定理得F安·Δt＝mv0
又F安＝Bl，q＝Δt
解得通电瞬间导体AB获得的速度v0＝
设导体AB弹跳过程中安培力做的功为W，由动能定理得
W＝mv02＝。
答案：电流方向由B到A
16．解析：(1)0～4 s内，金属棒运动的距离x＝at12＝16 m，回路产生的平均电动势＝＝，由闭合回路欧姆定律可知＝＝，则通过电阻R的电荷量q＝Δt＝＝1.6 C。
(2)根据牛顿第二定律F－BIL＝F－＝ma
解得F＝2＋0.2t
则在运动的前4 s内，拉力的冲量I＝t1＝9.6 N·s。
(3)t＝4 s时拉力的大小F＝2.8 N，金属棒的速度
v1＝at1＝8 m/s
拉力的功率P＝Fv1＝22.4 W
设t＝10 s时金属棒的速度为v2，则v2＝P
解得v2＝ m/s
4～10 s时间内，设电阻R中产生的焦耳热为Q，根据功能关系
Pt2＝mv22－mv12＋2Q
解得Q＝27.2 J。
答案：(1)1.6 C (2)9.6 N·s (3)27.2 J
17．解析：(1)设小球质量为m，小球电荷量为q，管道半径为R，第一象限电场强度为E1，小球在第一象限内运动时，电场力提供向心力m＝E1q
代入数据可得v0＝4 m/s。
(2)设第三、四象限电场强度为E2，小球出管道后，对小球受力分析可知，小球在第三、四象限做类抛体运动，设小球沿y轴的加速度为a1，则qE2＝ma1，小球沿y轴做匀减速运动，减速时间t1＝，故小球出管道后到经过x轴所用时间为t＝2t1＝
设小球沿x轴的加速度为a2，则qE2＝ma2则小球沿x轴方向的位移为x＝－·t2
代入数据得x＝－4 m
设第二次经过x轴时，小球位于P′点，则
xP′＝－2 m，即P′(－2 m,0)。
(3)P′与P关于y＝－x对称，由对称性可得，小球在第二象限偏转圆心位于y＝－x轴上。
小球位于P′点时，小球沿x轴方向的分速度大小为
vx＝t＝8 m/s
由对称性可得，小球沿y轴方向的分速度大小为vy＝4 m/s，合速度大小为v＝＝4 m/s
设小球在第二象限运动轨迹的圆心为O，半径为r，过圆心O作x轴的垂线，垂足为C，则|OC|＝|xC|，由几何知识可知，＝，＝＝，|P′C|＋|xC|＝|xP′|，即r＋r＝|xP′|＝2 m
解得r＝ m
又有r＝
即B＝
代入数据可得B＝0.03 T。
答案：(1)4 m/s (2)(－2 m,0) (3)0.03 T
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