模块素养检测-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(人教版)

物理 选择性必修 第二册 RJ 1 0 模块素养检测 刷速度 2 建议用时：90分钟 1.下列对电器或设备的工作原理的描述，正确的是( ) B A.微波炉是利用电磁感应原理使食物温度升高的 B.手机无线充电的过程利用了电磁感应原理 C.雷达是利用超声波的多普勒效应进行测距和定位的 D.红外体温计是通过接收人体发射的 射线来测体温的 3 解析 微波炉产生的微波使食物中的水分子振动,产生大量的热能,食物被加热,故A错误；手机无线 充电技术应用了电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈 的手机靠近该磁场,线圈中就能产生电流,通过“磁生电”来实现充电,故B正确；雷达是利用电磁 波的多普勒效应进行测距和定位的,故C错误；红外体温计是通过接收人体发射的红外线来测体温 的,故D错误. 4 2.［山东临沂2024高二下期末］在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为 ，理想 变压器原、副线圈的匝数比为，、、均为定值电阻， ，各电表均为 理想电表.已知电阻中的电流随时间 变化的正弦曲线如图（b）所示.下列说法正确的是( ) A 图（a） 图（b） A.电压表的示数为 B. C.电阻消耗的电功率为 D.变压器传输的电功率为 5 解析 由题图（b）可知,电阻中的电流的有效值为,由于 ,且 和 并联,则变压器副线圈的电流为,变压器副线圈的电压为 ,由电压 和电流与线圈匝数的关系可得,原线圈的输入电压和输入电流分别为、 ,则电 压表的示数为,电阻的阻值为 ,电阻 消耗的电功率为 ,变压器传输的电功率为 ,故A正确,B、C、D错误. 6 3.［浙江金华一中2025月考］电阻应变片是一种将被测件的形状变化转换成为电信号的敏感器件， 其阻值会随着机械形变而发生变化.如图所示为某同学设计的利用金属丝应变电阻来研究其阻值与 拉力大小的关系的电路，其中电压表和电流表是理想电表，、 两点之间连接的是金属丝应变电 阻，把一重物悬挂在金属丝中间.当悬挂重物的质量减小时，下列说法正确的是( ) D A.电流表示数变小 B.电压表示数变大 C.电压表与电流表示数之比变大 D.电压表与电流表示数变化之比不变 7 解析 当悬挂重物的质量减小时,金属丝的长度变短,由于金属丝的体积不变,由 结合电阻定 律有 ,可知金属丝电阻变小,由闭合电路欧姆定律可知,电流表示数变大,电压表示数变 小,A、B错误；电压表与电流表示数之比为金属丝的阻值,根据选项A、B的分析知金属丝电阻变小, 故电压表与电流表示数之比变小,C错误；由闭合电路欧姆定律得 ,可知 ,故电压表与电流表示数变化之比不变,D正确. 8 4.［江苏普通高中2025高二上调研］如图所示，两条相距 的平行虚线间存在一匀强磁场，磁场 方向垂直纸面向里.现将一个上底为、下底为、高为 的等腰梯形闭合线圈，从图示位置以垂 直于磁场边界的速度向右匀速穿过磁场，取逆时针方向为感应电流正方向，则该过程线圈中感应 电流随位移 变化的图像是( ) A A. B. C. D. 9 解析 由右手定则知,线圈刚进入磁场时,感应电流为逆时针方向,感应电流为正,设两腰与垂直磁场 边界方向的夹角为 ,则有效切割长度为 ,则感应电流为 ,感应电流与位移成线性关系,且随位移增大而增大;上底从右边界出磁 场后,有效切割长度为 ,则感应电流保持不变；下底从左边界进入磁场后,由右手定则可 知,感应电流方向为顺时针方向,感应电流为负,分析可知有效切割长度增大,则感应电流增大,故A正确. 10 5.［湖南长沙一中2024高二上检测］如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为 的匀强电场与匀强磁场， 匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为.现有一质量为、电荷量为 的带正电 粒子（不计重力）从电场的上边界的点由静止释放，运动到磁场的下边界的 点时速度方向正好与下边 界相切.若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，粒子从上边界 点由静止释放，经过一段时间粒子第 一次到达最低点 ，下列说法不正确的是( ) D 甲 乙 A.匀强电场的场强大小 B.、两点之间的距离为 C.粒子在点的速度大小为 D.粒子从点到点的竖直位移为 11 解析 设粒子在磁场中的速率为,轨迹半径为,在电场中运动过程,由动能定理可得 , 在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得,由题意和几何关系可得,联立解得 , 故A正确；由几何关系可得粒子从到的位移为,故B正确；把粒子从到 的过程中的平均速度分别沿着水平方向和竖直方向分解,设两个平均分速度分别为、 ,把粒子 受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解,根据左手定则,两个分洛伦兹力分别为 、,设粒子在最低点的速度为,水平方向由动量定理可得 ,由动能定 理可得,其中、,联立解得,,故C正确,D错误 符合题意. 12 6.［福建泉州永春三中等学校2024高二下联考］某市地处山区，水力资源丰富，现利用市内某条 流量、落差 的河流发电并进行远距离输电.如图所示，若发电机输出功率为 ，输出电压恒为，输电线路总电阻 ，损失功率为输出功率的 ，重 力加速度，水的密度，要满足居民 的用电需求，则 ( ) BD A.发电机的效率为 B.该输电线路所使用的理想升压变压器的匝数比是 C.该输电线路所使用的理想降压变压器的匝数比是 D.若居民消耗的功率增大，则居民获得的电压 将变小 13 解析 发电机的效率为 ,故A错误； 升压变压器原线圈电流为,根据,解得输电线电流为 ,则 该输电线路所使用的理想升压变压器的匝数比为 ,故B正确；升压变压器副线圈的输出 电压为,降压变压器原线圈的输入电压为 ,则该输电 线路所使用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比为 ,故C错误；若居民消耗的功率 增大,则电源输入总功率变大,因为总电压不变,由 可知,升压变压器原线圈电流变大,升压变压 器副线圈电流变大,则输电线上损耗的电压变大,降压变压器原线圈电压变小,则降压变压器副线圈 电压变小,故D正确. 14 7.［辽宁鞍山一中2025高二上期中］如图，半径为 的绝缘半圆形挡板和涂有吸附材料的直边构 成一种粒子分析器，直边为半圆形挡板的直径，直边两端开有小孔和 ，在半圆形区域内有垂 直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为.一束质量均为、电荷量均为 、速率各异（有限大） 的粒子从 孔沿直边方向进入分析器.已知带电粒子与半圆形挡板碰后会反向弹回，电荷量不变但 速率变为碰前的 倍，而一旦撞上吸附材料即被吸收，电荷立即被转移，不计粒子重力和 空气阻力，不计粒子间相互作用，则( ) AC A.与挡板碰1次后能从孔射出的粒子出射速率为 B.与挡板碰1次后能从孔射出的粒子出射速率为 C.与挡板碰次后能从孔射出的粒子在磁场中运动的时间为 D.与挡板碰次后能从孔射出的粒子在磁场中运动的时间为 15 解析 与挡板碰1次后射出的粒子,轨迹如图甲所示,由解得 ，设碰前轨迹半径为 ,则碰后轨迹半径为,由几何关系,有,解得, , 代入得,故A正确,B错误；碰次后射出的粒子,在磁场中运动的周期恒为 ,轨迹如图乙所 示,转过的总圆心角为 ,粒子在磁场 中运动的时间 ,故C正确,D错误. 甲 乙 16 8.如图所示，足够长的金属框架置于光滑绝缘水平面上，框架质量为，电阻不计， 边长 为.初始时框架边恰处于匀强磁场的边界，匀强磁场垂直于框架平面，磁感应强度大小为 .金 属棒质量为，电阻为，垂直框架放置.现在框架上作用一大小为 的水平恒力，使之由静止 开始沿水平面向右加速.经过时间，框架向右运动的位移为，金属棒向右移动的距离为 ， 此时通过金属棒的电流为，金属棒 尚未进入磁场且仍相对框架滑动，金属棒始终与框架 垂直且接触良好，则下列说法正确的是( ) AD A.边刚进入磁场时感应电流方向是从到 B.在时间内通过金属棒横截面的电荷量为 C.时刻框架的速度大小为 D.在时间内金属棒上产生的焦耳热为 17 解析 根据右手定则可知,边刚进入磁场时感应电流方向是从到,故A正确；在 时间内通过金 属棒横截面的电荷量,,,联立解得,故B错误； 时刻通过金属棒 的电流为,则,解得时刻框架的速度大小为,故C错误； 时间内,金属 棒在滑动摩擦力作用下向右做匀加速运动,金属棒向右移动的距离为,则 ,又 ,根据能量守恒定律,在时间内,有,解得在 时间内金属棒上产生的 焦耳热为 ,故D正确. 18 9.（8分）［河北石家庄正定中学2024高二上期末］某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特 性，制作了一个简易的汽车油位报警装置. （1）该同学首先利用多用电表电阻“ ”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所 示，则此时热敏电阻的阻值为__________ . 甲 解析 由多用电表电阻挡的读数规则可知,此时热敏电阻的阻值为 . 19 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路， 定值电阻 ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片 应置于最____（填“左”或“右”） 端；在某次测量中，若毫安表的示数为，的示数为 ，两电表可视为理想电表， 则热敏电阻的阻值为_____ . 左 3.0 乙 解析 滑动变阻器采用分压式接法,为保护电路安全,在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片 置于最 左端,由于和并联,有,代入数据解得 . 20 （3）该同学利用此热敏电阻（ 图像如图丙）设计的汽车油位报警装置如图丁所示，其中 电源电动势，定值电阻 ，长为 的热敏电阻下端紧靠在油箱底部， 热敏电阻由均匀材料制成，不计报警器和电源的内阻.已知流过报警器的电流 时报警器 开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为，油液外热敏电阻的温度为 ， 由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离为____ . 10 丙 丁 21 解析 设警戒液面到油箱底部的距离为,由题图可知,温度为 时热敏电阻的阻值为 ,温度为时热敏电阻的阻值为 ,则在油液内的热敏电阻的阻值为 ,在油液外的热敏电阻的阻值为 ,由闭合电路欧姆定律有 ,将、、 代入,联立可得 . 22 10.（12分）［河南信阳2025高二上期末］如图所示，空间有垂直于纸面的匀强磁场和 ，磁 感应强度大小均为，分布在半径的圆形区域内，为过其圆心的竖直线， 分 布在左侧的半圆形区域外.磁场中有粒子源，到的距离，且 .某时刻 粒子源 沿着纸面一次性向各个方向均匀射出一群相同的带正电粒子，每个粒子的质量 、电荷量、速率 ，不计重力及粒子之间的相互作 用.求： 23 （1）粒子在匀强磁场 中运动的半径； [答案] 解析 根据洛伦兹力提供向心力有 , 解得 . 24 （2）能进入圆形区域的粒子所占的比例； [答案] 解析 当粒子的运动轨迹恰好与圆形磁场边界相切时,运动轨迹如图甲所示, 甲 根据几何关系可知 , 故当粒子恰好向左或向右射出时,能够刚好进入区域,向下射出的粒子能够全部进入 区域，因 此能够进入区域的粒子数与发射的粒子总数之比为 . 25 （3）最终射出圆形区域时速度方向与 平行的粒子在磁场中运动的总时间. [答案] 解析 利用反向思维可知,若粒子能平行于 射出,其必然经过圆形边界的最低点,轨迹如图乙所示, 则其在区域运动的时间为 , 在区域运动的时间为 , 故粒子在磁场中运动的总时间为 . 乙 26 11.（14分）长度为的金属杆置于光滑形导轨上，其一端接有定值电阻 ，整个装置放在水 平面上.平行于形导轨长边建立轴，以水平向右为正方向，靠近形导轨短边所在位置为 处，垂直导轨平面分布着恒定磁场，其磁感应强度沿导轨方向按照 的形式分布 （、为已知定值，规定垂直纸面向里为磁感应强度 的正方向，图中未画出），如图所示.在 一未知外力的作用下，金属杆从的位置开始以速度 向右匀速运动.金属杆和导轨其他 部分电阻均不计.求： 27 （1）通过电阻 的电流随时间变化的表达式、周期及电流的有效值； [答案] ; ; 解析 金属杆切割磁感线,根据法拉第电磁感应定律有 ,根据欧姆 定律可得通过电阻的电流表达式 , 对照交流电表达式 , 可知, , 周期为 , 电流的有效值 . 28 （2）时间内（周期的整数倍），外力 做的功； [答案] 解析 外力做的功等于电路产生的焦耳热, . 29 （3）在杆开始运动的最初半个周期内，通过电阻的电荷量 . [答案] 解析 类比线圈在磁场中转动产生的交流电的感应电动势 ,有 , 可得, , 通过电阻的电荷量 , 半个周期内穿过闭合回路的磁通量变化量为 , 联立解得 . 30 12.（18分）如图所示，水平面上固定着间距不等的两段平行直导轨，处于磁感应强度大小为 、 方向竖直向下的匀强磁场中，粗糙导轨、的间距为，光滑导轨、 无限长，其间 距为，导轨电阻均不计，金属棒、 垂直导轨放置且与导轨接触良好，均可自由滑动，质量 分别为和，二者接入电路的阻值分别为和 ，一根轻质细线绕过定滑轮（定滑轮用绝缘材 料固定在轨道平面内，滑轮质量和摩擦不计），一端系在金属棒 的中点上，另一端悬挂一物块 ，的质量为，此时金属棒恰好不滑动.现用水平向右的恒定拉力（未知）使金属棒 由 静止开始向右运动，当金属棒达到最大速度时金属棒刚要滑动，此时立即撤去拉力 .已知重 力加速度为 . 31 （1）求金属棒的最大速度 ； [答案] 解析 当棒达到最大速度 时,根据右手定则可知,回路中的电流方向为逆时针方向（俯视）,根 据左手定则可知棒受到水平向右的安培力,棒刚要滑动,对棒受力分析,有 , 棒受拉力作用前, 棒恰好不滑动,由平衡条件得 ,联立解得 , 对棒,有,,解得 . 32 （2）求恒定拉力 的大小； [答案] 解析 当棒达到最大速度时,棒受力平衡,则拉力,又,解得 . （3）求撤去拉力后，金属棒继续运动的位移大小 ； [答案] 解析 金属棒 从最大速度到停止过程, 由动量定理得 , 又, , 联立解得棒继续运动的位移大小 . 33 （4）若金属棒从静止开始至运动到最大速度所用的时间为，则金属棒从 棒开始运动到 棒静止共产生了多少焦耳热？ [答案] 解析 金属棒加速过程中,对 棒由动量定理得 , 又 , 联立可得棒加速过程的位移大小 , 设棒克服安培力做功为,对棒运动全过程,由动能定理得 , 设系统产生的焦耳热为,由能量守恒定律可知 , 解得 , 则棒产生的焦耳热 . 34 $$