第4～5章 素养检测-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册同步课件（鲁科版2019）

物理 选择性必修 第二册 LK 1 4 第4~5章素养检测 刷速度 2 建议用时：60分钟 1.传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是( ) C A.给货车称重的地磅使用了光传感器 B.酒店大厅的自动门使用了力传感器 C.空调的控温系统使用了温度传感器 D.夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器 3 解析 给货车称重的地磅使用了力传感器，上下应变片发生形变，电阻变化，输出两个应变片电 压差值反映力的大小，A错误；酒店大厅的自动门使用了红外线传感器，B错误；空调的控温系统 使用了温度传感器，C正确；夜间自动打开的路灯使用了光传感器，D错误. 4 2.[江苏盐城2024高二上期中] 关于电磁波,下列说法正确的是( ) D A.红外线和 射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C.电磁波中频率最大的是 射线 D.光是以波动形式传播的一种电磁振动 5 解析 射线有很高的穿透本领，红外线的穿透本领较弱，医学上一般用 射线透视人体，A错误； 过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；由电磁波谱可知， 射线的频率不是最大的，C错误； 光是以波动形式传播的一种电磁振动，D正确. 6 3.[湖北武汉华中师范大学第一附属中学2023高二上期末] “小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备， 随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙是利用电磁波来传递信息的）， 麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器就能传出 老师的声音.下列说法正确的是( ) D A.“小蜜蜂”只能接收到来自麦克风的信号 B.“小蜜蜂”接收电磁波时，通过解调来使接收电路中出现电谐振现象 C.麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出电磁波信号 D.麦克风回路可通过增大发射电磁波的频率来提高发射电磁波的本领 7 解析 因为周围空间也存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只能接收到来自麦克风的信号， 故A错误；“小蜜蜂”接收电磁波时，需要接收电磁波的 振荡电路的固有频率与电磁波的频率 相同，从而发生电谐振现象，这个过程叫作调谐，故B错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场， 不能产生电磁波信号，故C错误；电磁波的能量与频率有关，麦克风回路可通过增大发射电磁波 的频率来提高发射电磁波的本领，故D正确. 8 4.[山东菏泽2023高二下期末] 图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图,预埋在地面下的地感 线圈和电容器构成 振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流 频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令.某段时间振 荡电路中的电流如图乙所示，则下列说法错误的是( ) B 甲 乙 A. 时刻电容器间的电场强度为最小值 B.从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈 C.汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D. 时间内，电容器处于充电过程 9 解析 时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小 值，故A正确，不符合题意；从题图乙波形可知周期越来越小，频率越来越大，说明汽车正远离 地感线圈，故B错误，符合题意;当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据 ， 可知振荡电流周期变大，频率变小，故C正确，不符合题意； 时间内，电流逐渐减小，线 圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故D正确，不符合题意. 10 5.[福建泉州实验中学2024高二上月考] 某种角速度计的结构如图所示.当整个装置绕竖直轴 转 动时，元件 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻可视为 无限大）接收相应的电压信号.已知的质量为，弹簧的劲度系数为、自然长度为 ，电源的电 动势为、内阻不计.滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，装置静止时滑片 在滑动变阻器的最 左端处，弹簧始终在弹性限度内，当装置以角速度 转动时，则( ) D A.电路中电流随角速度的增大而增大 B.弹簧的伸长量 C.输出电压与 的函数关系为 D.此装置能测量的角速度最大不超过 11 解析 装置在水平面内以角速度 转动时，无论角速度增大还是减小，滑动变阻器接入电路的阻 值不变，根据欧姆定律可知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A错误.设系统在水平面内 以角速度 转动时，弹簧的伸长量为，则对元件A，根据牛顿第二定律得 ，解 得，故B错误.输出电压，解得，故C错误.当 时，角速度 最大，则有，解得 ，故D正确. 12 6.[江苏海安高级中学2024调研] 人们对电磁炮的研究不断深入.某高中科研兴趣小组利用学过的 知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为 ，电容器的电容为 .线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管内径的金属小球静置于管口附近.首先将 开关接1，使电容器完全充电，然后立即将 转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的 变化如图乙所示，金属小球在时间内被加速发射出去， 时刻刚好运动到管口.下列关于该 电磁炮的说法正确的是( ) C 甲 乙 A.小球在塑料管中做匀变速直线运动 B.在 时间内，小球中产生的涡流（从左向右看）是顺时针方向的 C.在 时刻，小球受到的线圈产生的磁场对它的作用力为零 D.在 时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能 13 解析 线圈中的磁场强弱与通过线圈的电流大小成正比，线圈中产生的磁感应强度（磁通量）变 化步调与电流的变化步调一致，根据题图乙可知，在时间内，电流 在增大，但其变化率 在减小，所以线圈中的磁通量变化率也在减小，由法拉第电磁感应定律 可知，线圈内变 化的磁场产生的感应电场的电动势在减小，所以小球受到的感应电场的电场力减小，做加速度减 小的加速运动，故A错误； 时间内，由安培定则知，线圈内感应磁场方向是向右的，磁通 量在增大，根据楞次定律“增反减同”可知，感应磁场的磁感线在线圈内部是向左的，由安培定 则可知，小球中产生的涡流（从左向右看）是逆时针方向的，故B错误；时刻，线圈中电流 的 变化率为零，所以线圈中磁通量变化率为零，感应电场电动势为零，感应电流为零，所以小球受 到的线圈产生的磁场对它的作用力为零，故C正确；电容器在放电过程中，变化的磁场产生了变 化的感应电场，在空间会产生电磁波，而电磁波有能量，所以在 时间内电容器储存的电能 没有全部转化为小球的动能，故D错误. 14 7.[黑龙江省实验中学2023高二下月考] 一种简易的 振荡电路如图所示， 为线圈，为固定在真空中的平行板电容器.将单刀双掷开关拨至触点 ， 使电容器与直流电源接通，稳定后，位于两水平金属板中间 处的带电液 滴恰能静止.将拨至触点并开始计时，当 时液滴的加速度第1次 等于重力加速度 ，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，下列说法 正确的是( ) BC A.液滴带负电 B. 时，电容器上极板带正电且电荷量正在增大 C.时，线圈 中磁场的方向向上且磁场能最大 D.时，线圈 中磁场的方向向下且下极板带正电 15 解析 液滴静止时所受电场力竖直向上，而此时下极板带正电，所以液滴带正电，故A错误；将 拨至触点并开始计时，当时液滴的加速度第1次等于重力加速度 ，即此时液滴所受电 场力为零，电容器所带电荷量为零，则电容器刚好完成第一次放电，由此可知， 振荡电路的周 期为，则 时，电容器正在经历第一次充电，此时电容器上极板带正电且电荷量正 在增大，故B正确；时，电容器刚好完成第二次放电，此时线圈 中的电流最大，磁场 能最大，且电流方向从上至下，根据安培定则可知，磁场方向向上，故C正确； 时，电 容器正在经历第二次充电，此时电容器下极板带正电，线圈 中的电流方向从上至下，根据安培 定则可知，磁场方向向上，故D错误. 16 8.[浙江台州2023高一下期末] 图甲是由导电的多晶硅制成的电容式加速度传感器，图乙是其前视 图.传感器可以看成由电容为、 的两个电容器组成，当传感器沿着箭头方向变速运动时，多晶 硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变，形变程度只与加速度大小正相关，且加速度向上时，悬臂梁的 右侧向下弯曲.下列描述正确的是( ) BC 甲 乙 A.传感器静止时，用外力下压悬臂梁右端，增大， 减少 B.传感器保持匀速向上运动，与 均不变 C.传感器由静止突然向上加速运动，减小， 增大 D.传感器向下做匀减速运动，不断减小， 不断增大 17 解析 传感器静止时，用外力下压悬臂梁右端，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅（上电极）间距离变 大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅（下电极）间距离变小，由可知，减小， 增大，故 A错误；传感器保持匀速向上运动，多晶硅悬臂梁相对于顶层多晶硅和底层多晶硅位置不变， 与 均不变，故B正确；传感器由静止突然向上加速运动，多晶硅悬臂梁的右侧向下发生弯曲形 变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅间距离变大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅间距离变小，由 可知，减小， 增大，故C正确；传感器向下做匀减速运动，多晶硅悬臂梁的右侧向 上发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅间距离变小，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅间距离变 大，由可知，增大， 减小，故D错误. 18 9.如图所示为某实验小组同学设计的拉力传感器，将劲度系数 的弹簧的一端固定在 竖直墙壁上，另一端与导电性能良好的刚性拉杆相连接，在拉杆上固定一滑片.已知电路中定值电 阻 ，是阻值为 、长度为 且阻值分布均匀的电阻丝，忽略滑片与电阻丝之间 的摩擦，理想电流表允许通过的最大电流为，电源电动势 （内阻不计）.当拉杆不受 力时滑片位于电阻丝的最左端.则( ) BD A.定值电阻 的作用是分压 B.当滑片位于电阻丝的最左端时，电流表的示数为 C.如果在拉杆上施加大小为的力，电流表的示数为 D.如果在拉杆上施加大小为的力，电流表的示数为 19 解析 若电路无定值电阻，且滑片 位于电阻丝的最右端时，回路短路，烧毁电源，定值电阻 的存在使电路不出现短路，因此定值电阻的作用是保护电路，故A错误；当滑片 位于电阻 丝的最左端时，由闭合电路欧姆定律得 ，故B正确；当在拉杆上施加大小为 的力时，由得，则电阻丝接入电路的电阻 ，由闭合电路欧姆定 律得 ，故C错误，D正确. 20 10.（16分）[山东潍坊2023高二下期中] 某同学设计的苹果自动分拣装置如图甲所示.该装置能 把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果.托盘置于半导体薄膜压力传感器 上，托盘重力不计，苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力 变化的图像如图乙所示.初始状态衔铁水平，当两端电压 时可激励放大电路使电磁铁工 作吸动衔铁并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态.已知电源电动势 ，内阻不计，重力加速度取 . 甲 乙 21 （1）当苹果通过托盘时，质量较小的苹果对应的 阻值______（填“较大”或“较小”）； 较大 解析 质量较小的苹果通过托盘时对的压力较小，根据题图乙可知，对应 的阻值较大. （2）现以为标准将苹果分拣开，应将的阻值调为______ （保留3位有效数字），此 时质量小于 的苹果将通过________（填“上通道”或“下通道”）； 12.5 上通道 解析 当苹果质量为时，，由题图乙可知，此时 ，为使该装置达 到分拣目的，的阻值满足，解得 ；若苹果质量小于 ，则 压力减小，由题图乙可知阻值增大，其两端电压增大，由于电源电动势不变， 两端电压减 小，衔铁不会被吸合，苹果将通过上通道. 22 （3）若要增大分拣苹果的标准质量，应将 的阻值______（填“调大”或“调小”）. 调小 解析 当苹果质量增大时，对的压力增大，对应的阻值减小，其两端电压减小， 两端电压 增大，更容易达到激励电压而打开通道，所以若要增大分拣苹果的标准质量，应将 的阻值调小. 23 11.（24分）[江西宜春上高二中2023高二下月考] 在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤 的启发，自行设计了一个电子秤，其原理如图2所示，他试图用电压表（图中未画出）的示数来 反映物体质量的大小.设电源的电压恒定为，内阻不计，定值电阻的阻值为 ，滑动变阻器的阻 值分布均匀，总电阻为，总长度为 ，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧 一起自由滑动，已知每对托盘施加的压力，弹簧的长度就会缩短 .当托盘中不放物体时，滑 动触头在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到 某一位置，于是电压表就指示出相应的示数.重力加速度为 . 图1 图2 24 【关键点拨】解答本题的关键点有两个：（1）待测物体的质量与滑动变阻器的滑动触头上方电 阻丝的阻值成线性关系；（2）滑动触头上方电阻丝两端的电压，即为电压表的示数. 25 （1）若在托盘上放一质量为 的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？ [答案] 解析 物体所受的重力为 ， 由作用力和反作用力的关系可知，物体对托盘的压力 ， 每对托盘施加的压力，弹簧的长度就会缩短，则滑动触头向下移动的距离 . 26 （2）请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表； [答案] 见解析 解析 电压表在使用时必须并联到被测物体两端，且滑动触头在最上端时，电压表的示数为零； 所以符合要求的电压表位置如图所示. 27 （3）求出电压表的示数与待测物体质量 之间的关系式（用已知量的符号表示）. [答案] 解析 待测物体质量为时，滑动变阻器的滑动触头上方电阻丝的电阻值为 ， 由图可知电阻和滑动变阻器串联，由闭合电路欧姆定律得电路中的电流 ， 滑动触头上方电阻丝两端的电压，即电压表的示数为 . 28 $$