模块综合检测(Word练习)-【优化指导】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

模块综合检测 (满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分) 1．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是 (　　) A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 D　解析：无论机械波还是电磁波，波速、波长和频率间的关系都满足v＝λf，A正确；干涉和衍射现象是一切波具有的特性，B正确；机械波只能在介质中传播，而电磁波可以在真空中传播，C正确；机械波既有横波又有纵波，电磁波只有横波，D错误。 2．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。下列有关该机器人“眼睛”的说法正确的是 (　　) A．该机器人的“眼睛”利用了力传感器 B．该机器人的“眼睛”利用了光传感器 C．该机器人的“眼睛”利用了温度传感器 D．该机器人的“眼睛”利用了声音传感器 B　解析：遇到障碍物会绕开，说明该机器人的“眼睛”利用了光传感器，B正确，A、C、D错误。 3．如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。下列说法正确的是 (　　) A．闭合开关S时，L1先亮、L2后亮 B．闭合开关S稳定后，L1、L2亮度相同 C．断开开关S的瞬间，b点的电势比a点高 D．断开开关S的瞬间，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 D　解析：开关闭合的瞬间，电压直接加到两个灯泡上，所以两个灯泡同时亮，A错误；开关闭合到电路中电流稳定的时间内，由于线圈的阻碍，L中的电流逐渐增加，由于线圈L的直流电阻不计，故L1缓慢熄灭，灯泡L2逐渐变亮，B错误；开关在断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过灯泡L1，a点的电势比b点高，C错误；开关断开的瞬间，线圈与灯泡L1组成自感回路，L1闪亮一下然后逐渐熄灭，L2不在自感回路中，立即熄灭，D正确。 4．如图所示，甲、乙、丙三套装置完全一样，都放置在磁感应强度大小相等的匀强磁场中。导电导轨、导体棒都在同一平面内，相互垂直，电源有一定内阻。甲、乙两套装置的平面水平，丙轨道平面与水平面夹角θ；图甲磁场竖直向上、图乙磁场与水平面成θ角、图丙磁场与导轨平面垂直。但三个导体棒都静止，则 (　　) A．图甲中导体棒对导轨压力最大 B．图乙中导体棒对导轨压力最大 C．图乙中轨道对棒的摩擦力最大 D．图丙中轨道对棒的摩擦力一定沿轨道向下 B　解析：由左手定则可知，题图甲中安培力水平向右，导体棒对轨道压力等于导体棒的重力；题图乙中安培力向右下方，导体棒对轨道压力大于导体棒的重力；题图丙中安培力沿斜面向上，导体棒对轨道压力等于导体棒重力沿斜面的分力，小于导体棒的重力，故题图乙中导体棒对导轨压力最大，A错误，B正确；题图甲中轨道对棒的摩擦力大小等于安培力，题图乙中轨道对棒的摩擦力小于安培力，C错误；题图丙中由于安培力与导体棒重力沿斜面向下的分力大小不知，故轨道对棒的摩擦力可能沿轨道向下，也可能沿斜面向上，也可能为零，D错误。 5．如图所示，一个多匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈电阻r＝1.0 Ω，外电路电阻R＝9.0 Ω。当线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势e＝20sin 10πt(V)，闭合开关S，下列说法正确的是 (　　) A．线圈转到图示位置时电路中的电流最大 B．该交变电流的频率为10 Hz C．电路中理想交流电流表的示数为2.0 A D．线圈转动一周产生的电能为4.0 J D　解析：线圈转到题图所示位置时磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，则电路中的电流为零，A错误；该交变电流的频率f＝＝＝5 Hz，B错误；交变电压的有效值U＝ V＝10 V，电路中理想交流电流表的示数I＝＝ A＝ A，C错误；线圈转动一周产生的电能Q＝UIT＝10×× J＝4.0 J，D正确。 6．如图甲所示，矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以图甲中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列图中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是 (　　) C　解析：由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：I＝＝＝·，所以线圈中的感应电流取决于磁感应强度B的变化率，Bt图像的斜率为，故在2～3 s内感应电流的大小是0～1 s内的2倍。再由Bt图像可知，0～1 s内，B增大，则Φ增大，由楞次定律知，感应电流方向为逆时针，所以0～1 s内的电流为负值；同理可得，1～2 s内的电流为零；2～3 s内的电流为正值，C正确。 7．(2024·浙江6月选考)如图所示，边长为1 m、电阻为0.04 Ω的刚性正方形线框abcd放在匀强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以＝0.1 T/s均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2 T，线框以某一角速度绕其中心轴OO′匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边所受最大的安培力为 (　　) A． N B． N C．1 N D． N C　解析：磁场均匀增大时，产生的感应电动势为E＝S＝0.1 V，可得P＝＝0.25 W，线框以某一角速度ω绕其中心轴OO′匀速转动时电动势的最大值为Em＝BSω，此时有2P＝＝0.5 W，解得ω＝1 rad/s，分析可知当线框平面与磁场方向平行时感应电流最大，为Im＝＝5 A，故ab边所受最大的安培力为F安m＝BImL＝1 N，C正确。 8．(2024·河北卷)R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍)，R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图乙所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为 (　　) A．2∶3 B．4∶3 C．2∶ D．5∶4 B　解析：根据有效值的定义可知，题图甲的有效值的计算为T＝×＋×，解得U1＝U0，题图乙的有效值为U2＝，接在阻值大小相等的电阻上，因此Q1∶Q2＝U∶U＝4∶3，B正确。 9．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1＝250 V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线＝5 Ω，输电线上损失的功率P线＝2 kW，养殖场共有1 100盏标有“220 V　40 W”字样的灯泡正常工作(除此之外没有其他用电器)。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是 (　　) A．输电线上的电流I线＝20 A B．升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶10 C．降压变压器的匝数比n3∶n4＝10∶1 D．发电机的输出功率为44 kW AC　解析：根据P线＝IR，解得I线＝20 A，A正确；设升压变压器原线圈电流为I1，U1I1＝P线＋nP灯，解得I1＝184 A，升压变压器的匝数比＝＝≠，B错误；降压变压器的副线圈的电流为I4＝n＝1 100× A＝200 A，降压变压器的匝数比n3∶n4＝I4∶I3＝200∶20＝10∶1，C正确；发电机的输出功率为P出＝U1I1＝250×184 W＝46 kW，D错误。 10．电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。关于以下四个科技实例的说法正确的是 (　　) A．图甲的速度选择器能使速度大小v＝的粒子沿直线匀速通过，与粒子的带电性质及电荷量无关 B．图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为a→R→b，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势 C．图丙为回旋加速器，若增大D形盒狭缝之间的加速电压U，则粒子射出加速器时的最大动能增大 D．图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势，电势差与元件中的电流成正比 AD　解析：电场的方向与磁感应强度B的方向垂直，带电粒子进入复合场，受静电力和安培力，且二力是平衡力，即Eq＝qvB，所以v＝，不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以与粒子的带电性质及电荷量无关，A正确；由左手定则知正离子向上偏转，负离子向下偏转，所以P板是电源正极，Q板是电源负极，正常工作时电流方向为a→R→b，但电路工作时等离子体也有电阻，故电阻两端的电势差等于发电机的路端电压，小于电动势，B错误；根据公式qvB＝m得v＝，故最大动能Ekm＝mv2＝，与加速电压无关，C错误；若载流子带负电，由左手定则可知，负粒子向左端偏转，所以稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势；根据稳定时对负粒子受力分析得qvB＝q，则U＝Bdv，又因为电流的微观表达式I＝nqSv解得U＝，故电势差与元件中的电流成正比，D正确。 11．(2024·安徽卷)空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的圆周运动，轨迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴 Ⅰ 、 Ⅱ ，二者带电荷量、质量均相同。 Ⅰ 在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的圆周运动，轨迹如图所示。 Ⅱ 的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及 Ⅰ 、 Ⅱ 分开后的相互作用，则 (　　) A．油滴a带负电，所带电荷量的大小为 B．油滴a做圆周运动的速度大小为 C．小油滴 Ⅰ 做圆周运动的速度大小为 ，周期为 D．小油滴 Ⅱ 沿顺时针方向做圆周运动 ABD　解析：油滴a做圆周运动，故重力与电场力平衡，可知带负电，有mg＝Eq，解得q＝，A正确；根据洛伦兹力提供向心力有Bqv＝m，得R＝，解得油滴a做圆周运动的速度大小为v＝，B正确；设小油滴 Ⅰ 的速度大小为v1，得3R＝，解得v1＝＝，周期为T＝＝，C错误；带电油滴a分离前后动量守恒，设分离后小油滴 Ⅱ 的速度为v2，取油滴a分离前瞬间的速度方向为正方向，得mv＝v1＋v2，解得v2＝－，由于分离后的小油滴受到的电场力和重力仍然平衡，分离后小油滴 Ⅱ 的速度方向与正方向相反，根据左手定则可知小油滴 Ⅱ 沿顺时针方向做圆周运动，D正确。 12．如图所示，足够长的光滑平行导轨固定在水平面上，左侧导轨间距是右侧导轨间距的2倍。导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，质量均为m的金属棒ab和cd分别静止在左、右两侧导轨上。现给ab棒一个向右的初速度v0，当ab棒滑上右侧导轨的瞬间，cd棒的速度大小为，最终两金属棒都在右侧导轨上运动并达到稳定状态，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好。下列说法正确的是 (　　) A．ab棒滑上右侧导轨前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比为1∶1 B．ab棒滑上右侧导轨前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比为2∶1 C．ab棒滑上右侧导轨瞬间的速度大小为v0 D．ab棒滑上右侧导轨瞬间的速度大小为 BD　解析：设右侧导轨间距为L，则左侧导轨间距为2L，两金属棒与导轨组成闭合电路，流过两金属棒的电流I大小相等，ab棒滑上右侧导轨前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比为＝＝，A错误，B正确；以向右为正方向，从ab棒开始滑动到ab棒滑上右侧导轨瞬间过程，对ab棒，由动量定理得－BI·2Lt＝mvab－mv0，对cd棒有BILt＝m－0，联立解得vab＝，C错误，D正确。 二、非选择题(共60分) 13．(6分)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，操作步骤如下： ①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； ②闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； ③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡； ④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。 (1)以上操作的合理顺序是________(只填步骤前的数字序号)。 (2)如图所示，在实验中，两线圈的匝数分别为1 600、400，当原线圈匝数较多，且原线圈两端电压为12 V时，副线圈两端电压为3 V；原线圈与副线圈对调后，当原线圈两端电压为2 V时，副线圈两端电压为8 V。那么可初步确定，变压器原、副线圈的电压U1、U2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是________。 答案：(1)①③②④　(2)＝ 解析：(1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；然后闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。可知顺序为①③②④。 (2)两线圈对调前n1＝1 600，n2＝400， 当U1＝12 V时，U2＝3 V， 可知＝， 原线圈与副线圈对调后n1＝400，n2＝1 600， 当U1＝2 V时，U2＝8 V， 可知＝， 由以上分析可初步确定＝。 14．(8分)在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中： (1)已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________(填“a”“b”“c”或“M”)，M连接到________(填“a”“b”“c”或“N”)。 (2)某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的____________(填“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第二次比第一次的大。 (3)某同学在实验室重做电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成电路。当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因是________。 A．开关的位置接错 B．电流表的正负极接错 C．线圈B的接头接反 D．蓄电池的正负极接反 答案：(1)a　c　(2)磁通量变化率　(3)A 解析：(1)将电流计与线圈B串联成另一个回路，所以N连接a；将电源、开关、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c。 (2)两种情况下滑动变阻器的触头P移动的快慢不同，说明电流变化快慢不同、线圈B中的磁感应强度变化快慢不同，即磁通量变化率不同，产生的感应电动势大小不同，线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。 (3)如果将开关与灵敏电流计构成回路，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量不变，电流表的指针不会偏转，A正确；电流表的正负极接错，只是偏转方向变化，仍会偏转，B错误；线圈B的接头接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，电流表的指针会偏转，C错误；蓄电池的正负极接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，只是电流表的偏转方向变化，仍会偏转，D错误。 15．(10分)如图所示，线圈L的电感为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V　2 W”。开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流。若从S断开开始计时，求： (1)当t＝×10-3 s时，电容器的右极板带何种电荷； (2)当t＝π×10-3 s时，LC回路中的电流大小。 答案：(1)正电荷　(2)0.5 A 解析：(1)S断开后，LC中产生振荡电流，振荡周期为T＝2π＝2π s＝2π×10-3 s，当t＝×10-3 s＝时，电容器充电完毕，右极板带正电荷。 (2)开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流 I＝＝ A＝0.5 A，开关S断开后，当t＝π×10-3 s＝时，LC回路中的电流达到反向最大，即I＝0.5 A。 16．(10分)如图所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动。线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量为Q。已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为R。求： (1)线圈转动的角速度大小； (2)线圈从图示位置转过时，产生的感应电动势的瞬时值； (3)线圈从图示位置转过的过程中，产生的感应电动势的平均值。 答案：(1)　(2)　(3) 解析：(1)线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值为E＝BL2ω 线圈从题图所示位置转过一周所用的时间 t＝T＝ 所以热量Q＝t＝ 解得：ω＝。 (2)线圈从题图所示位置开始转过时，线圈产生的感应电动势的瞬时值：e＝BL2ωsin 解得：e＝。 (3)线圈从题图所示位置转过的过程中，线圈内磁通量的变化量为ΔΦ＝BL2 所用的时间为t1＝ 线圈产生的感应电动势的平均值 ＝＝。 17．(12分)如图所示，直线MN、PQ均与y轴平行，MN到y轴的距离为d，PQ到y轴的距离为5d。在y轴与x＝d之间的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。MN、PQ之间y<0的区域内存在匀强电场，电场方向与x轴夹角为45°。一个质量为m、电量为＋q的粒子，从y轴上到O点相距为d的S点，沿平行于x轴方向射入匀强磁场。一段时间后，粒子从x轴上的A点(未画出)进入电场，进入电场时粒子的速度方向与x轴夹角为45°。从直线PQ上的C点(未画出)离开电场时，粒子的速度方向恰好与x轴平行，不计粒子的重力。求： (1)粒子的初速度； (2)AC两点的电势差。 答案：(1)　(2) 解析：(1)设粒子的初速度为v0，由于进入电场时粒子的速度方向与x轴夹角为45°，粒子在磁场中速度偏转角也为45°，运动轨迹如图所示 根据几何关系可知，粒子运动的圆心为O点，半径为d，根据公式qvB＝m 得R1＝ 可得v0＝。 (2)粒子在电场中做类平抛运动，根据题意，粒子从C点飞出电场时v＝v0 由qUAC＝mv2－mv 有UAC＝。 18．(14分)如图所示，光滑平行金属导轨AB、CD固定在倾角为θ的绝缘斜面上，BP、DQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在B、D两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为L。两根金属棒ab、cd的质量分别为m、2m，电阻均为R。初始时，金属棒cd垂直放置在水平导轨上，金属棒ab从倾斜导轨上距底端距离为s处由静止释放，不计导轨电阻。求： (1)金属棒cd的最大加速度am； (2)金属棒cd的最大速度vm； (3)流过金属棒ab的电荷量q； (4)金属棒ab上产生的热量Qab。 答案：(1)　(2)　 (3)　(4)mgs sin θ 解析：(1)设金属棒ab下滑到斜面底端时速度为v，由机械能守恒定律有mgs sin θ＝mv2， 解得v＝， 金属棒ab刚进入磁场时产生的感应电动势为 E＝BLv， 通过金属棒cd的电流为I＝， 金属棒cd所受安培力为F＝ILB， 则最大加速度为am＝， 联立解得am＝。 (2)当金属棒ab、cd共速时，金属棒cd速度最大，由动量守恒定律得mv＝3mvm， 解得vm＝。 (3)设金属棒中平均电流为，对金属棒cd由动量定理得LBΔt＝2mvm－0，又有q＝Δt， 联立解得q＝。 (4)由能量守恒定律得，两根金属棒产生的总热量 Q＝mv2－×3mv， 解得Q＝mgs sin θ， 金属棒ab与金属棒cd的电阻相同，所以 Qab＝Q＝mgs sin θ。 学科网（北京）股份有限公司 $$