湖南省长沙市2027届高三物理一轮复习人教版选择性必修第二册综合复习练习试卷【基础卷】

2027届湖南省长沙市高三物理一轮复习人教版选择性必修第二册综合复习练习试卷【基础卷含答案】 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 考试范围：高中物理选择性必修第二册全部内容 考试时间：75分钟 总分：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 第一部分（选择题 共43分） 1、 选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．[4分]一个光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距为d，两导轨间通有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨左端连接着一个定值电阻，现有四根导体棒放在导轨上均以速度做匀速直线运动，则下列四根导体棒产生的感应电动势不等于的是（　　）    A．A B．B C．C D．D 2．[4分]下列说法正确的是（　　） A．磁通量是矢量 B．电磁波的传播需要介质 C．电场一定可以产生磁场 D．自然界中的磁体总存在两个磁极 3．[4分]许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法正确的是（    ） A．欧姆发现了欧姆定律，揭示了热与电的联系 B．楞次发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系 C．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 D．安培发现并总结了电磁感应定律，揭示了磁与电的联系 4．[4分]如图所示，场强为E的匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外，带电量为q的小球（视为质点）获得某一垂直磁场水平向右的初速度v，正好做匀速圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球必须带正电 B．小球做匀速圆周运动的周期为 C．小球做匀速圆周运动的半径为 D．若仅把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，则其速度为 5．[4分]在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示，灵敏电流计电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．流过电流计的电流方向向左 B．电容器的电荷量正在减小 C．线圈中的磁感应强度正在增大 D．电容器两板间的电场强度恒定不变 6．[4分]如图所示，倾角为37°的光滑斜面ABC固定在水平地面上，一个质量为m，电荷量为的小球从斜面底端A点以初速度v沿斜面向上运动。整个装置处于水平向右的匀强电场中，场强，斜面竖直边BC所在直线右侧空间中充满垂直于纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场，重力加速度为g，则小球运动过程中与AC所在直线的最大距离为（　　） A． B． C． D． 7．[4分]在图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，图甲中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0，在图甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是（　　） A．三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动 B．图甲、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中，ab棒最终静止 C．图甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动；图乙中，ab棒最终静止 D．三种情形下导体棒ab最终均静止 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．[5分]如图所示，在平面第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界是以点（R，0）为圆心、半径为的半圆。一个带正电的粒子从点沿与轴正方向成角的方向射入磁场，粒子的速度大小可调。已知粒子的比荷为，磁感应强度大小为，不计粒子重力。则下列说法正确的是（　　） A．若粒子入射速度，则粒子一定从磁场边界点射出 B．能够使粒子不进入第四象限的最小入射速度为 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．粒子在磁场中运动轨迹长度的最小值为 9．[5分]如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通入正弦式交流电，副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻。已知光敏电阻所受光照变强时，电阻值变小，电流表和电压表均为理想交流电表。则（　　） A．电压表示数之比为 B．电流表示数之比为 C．所受光照变强，小灯泡将变亮 D．所受光照变强，电流表示数变大 10．[5分]如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　） A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动 第二部分（非选择题 共57分） 2、 非选择题：本大题共5题，共57分。 11．[8分]霍尔传感器依托霍尔效应实现磁、电信号转换，广泛应用于工业电流检测与磁场探测。如图甲，竖直放置的铁芯通有待测励磁电流I0，铁芯右侧的霍尔元件所处区域形成的磁场可视为匀强磁场，且磁感应强度大小满足B=kI0（k为比例常量，且k＞0）。图乙为霍尔元件结构示意图，元件长度为a、宽度为b、厚度为h，前后左右四个表面均引出接线柱，便于接入控制电路与测量电路。元件内定向移动的载流子受洛伦兹力偏转，电荷在前后表面积累，最终形成稳定的霍尔电压。 （1）霍尔元件所在处的磁场方向为______（选填“竖直向下”、“竖直向上”）； （2）若霍尔元件中的载流子带负电，结合磁场与电流方向判断，______表面电势更高（选填“前”、“后”）； （3）已知霍尔元件单位体积内载流子数为n，每个载流子的电荷量为q，通过霍尔元件的电流为I，测得霍尔电压为U，则待测励磁电流I0=______； （4）若磁场未垂直穿过元件，实验仍按磁场垂直入射的方式计算，则测得的励磁电流与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12．[8分]一物理兴趣小组对某型号机器人使用的压力传感器展开研究。利用如图甲所示的实物电路（导线未连接完全）测量不同压力下该传感器的电阻，电路中各元器件的规格如下：待测压力传感器RF（阻值范围：2 kΩ～25 kΩ）、电源、电流表A（内阻约50 Ω）、电压表V（内阻约20 kΩ）、滑动变阻器R（阻值范围0～100 Ω）。 （1）请根据实验需要用笔画线把实物电路图补充完整________。 （2）闭合开关S之前，滑片P应该调到________（填“左”或“右”）端。 （3）将压力传感器水平放置，在上面放置不同的砝码，测得不同压力下压力传感器的阻值RF，将砝码重力记为F，描绘出RF-F图线如图乙所示。若将RF-F图线的斜率定义为压敏电阻的灵敏度，斜率绝对值越大，灵敏度越高。由此可知在压力小于1.5N的区间内，该型号压力传感器的灵敏度较________（填“高”或“低”）。 （4）将实验中压力传感器接入如图丙所示的电路中，已知E=3.0V，R=4kΩ，电源内阻和电流表内阻均忽略不计。在机器人的机械手指上安装此传感器，要求五个手指竖直抓起重力为1N的圆柱体不滑落（假设五个手指对圆柱体施加的压力大小相等），如图丁所示。已知手指与圆柱体的最大静摩擦力等于压力的0.2倍。则电流表的示数至少为________μA（结果保留3位有效数字）。 13．[12分]如图所示，AB、CD和EI、GH为固定在水平面内的平行且足够长的光滑金属导轨均处在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，AB、CD相距2L，EI、GH相距L，质量均为m，长度分别为2L、L的金属杆MN和PQ垂直放置在导轨上。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持接触良好，MN和PQ电阻分别为2R、R，导轨的电阻不计。 （1）若金属杆MN固定，金属杆PQ受到水平向右的恒力F，求金属杆PQ的最大速度及此时PQ两点的电压； （2）若两杆均不固定，金属杆PQ和MN分别同时受到水平向右、向左的恒力F、2F，求金属杆PQ的最大速度。 14．[13分]如图，在真空中建立直角坐标系xOy，第一、二象限区域存在方向沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。在第三、四象限存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。一带负电的粒子从y轴上y=3L的P点以某一速度沿x轴正方向射出，经x轴上的Q（图中未标出）点进入磁场，经过Q点时速度方向与x轴正方向的夹角为θ=60°，经过磁场偏转后恰好能回到P点。已知该点电荷质量为m，电荷量为q，不计重力。求 （1）Q点到原点O的距离。 （2）磁场的磁感应强度大小。 （3）粒子从P点出发经过多长时间又运动到P点。 15．[16分]“张北的风点亮北京的灯”，中国外交部发言人赵立坚这一经典语言深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为220V、额定功率为22W的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时，赛区的LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的4%，输电导线的等效电阻为R=22Ω。 （1）风力发电机的转速。 （2）降压变压器原、副线圈匝数比。 （3）升压变压器原、副线圈匝数比。 参考答案 1．【答案】C 【详解】根据可知， ABD切割磁感线的有效长度，产生的感应电动势均为，而C满足磁场、速度和导体棒相互垂直，此时导体棒的有效长度为，其中为导体棒与导轨间的夹角，产生的电动势为。 2．【答案】D 【详解】磁通量是标量，其正负仅表示磁感线的穿入、穿出方向，不满足矢量的平行四边形运算定则，故A错误；电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，故B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，恒定电场不会产生磁场，故C错误；目前未发现磁单极子，自然界中的任意磁体都同时存在N极和S极两个磁极，故D正确。 3．【答案】C 【详解】欧姆发现了欧姆定律，焦耳通过实验揭示了热与电的联系，故A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系，故B错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故C正确；法拉第发现了电磁感应现象总结了产生电磁感应的条件，揭示了磁与电的联系，故D错误。 4．【答案】B 【详解】小球做圆周运动，则重力与电场力平衡，则有，电场力竖直向上，与E方向相反，则小球带负电，A错误；洛伦兹力提供小球匀速圆周运动的向心力，则有，，解得，B正确；由于重力与电场力平衡则有，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有，联立解得，C错误；把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，根据平衡条件有，解得，D错误。 5．【答案】A 【详解】由线圈电流产生磁场的方向，结合右手螺旋定则，可知流过电流计的电流方向向左，A正确；由电容器极板间的场强E的方向，可知电容器上极板带正电，结合电流方向，可知电容器正在充电，电容器的电荷量正在增大，两板间的电压、电场强度都在增大，BD错误；由LC振荡电路的规律可知线圈中的电流正在减小，线圈中的磁感应强度正在减小，C错误。 6．【答案】A 【详解】因为沿斜面方向有，可知小球沿斜面向上做匀速运动到C点，若以斜面竖直边BC所在直线为分界线，在其右侧空间再加的匀强磁场，小球受到的洛伦兹力大小 （方向垂直于AC向上），小球受到的电场力和重力的合力（方向垂直于AC向下），利用“配速法”，将小球的速度分成，其中，则小球的运动可以看作是沿AC做匀速直线运动，垂直于AC做匀速圆周运动的两个分运动的合成，则小球在运动过程中与AC所在直线的最大距离为，联立解得。 7．【答案】B　【详解】题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，从而使电容器充电，当电容器C两极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向右做匀速运动；题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用做减速运动，速度减为零后再在安培力作用向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，所以B项正确。 8．【答案】ABC 【详解】根据洛伦兹力提供向心力可得，若粒子入射速度，则对应的半径为 如图所示，符合题意，粒子一定从磁场边界点射出，A正确；如图所示，能够使粒子不进入第四象限，粒子射出磁场时速度与x轴平行，根据几何关系有，根据，可得，可得最小入射速度为，B正确； 如图所示 根据，可得，运动时间为，可知粒子在磁场中运动转过的角度为时，运动时间最长，可得最长时间为，C正确；粒子的半径越小，在磁场中运动轨迹长度越小，可知在磁场中运动轨迹长度最小值趋于零，D错误。 9．【答案】BD 【详解】理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比，即，电压表的示数等于原线圈两端的电压，电压表的示数小于副线圈两端的电压，故电压表示数之比大于，故A错误；电流表分别测量理想变压器原、副线圈中的电流，故电流表示数之比等于匝数的反比，即，故B正确；理想变压器原线圈两端电压恒定，匝数比一定，则副线圈两端电压也恒定，当所受光照变强，电阻值变小，光敏电阻R与小灯泡L并联的电阻减小，分得的电压也减小，故小灯泡将变暗，电流表示数变大，电流表示数也变大，故C错误，D正确。 10．【答案】BC 【详解】当导体棒向右匀速运动时，产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，线圈c中无感应电流出现，也不被螺线管吸引，A错误；当导体棒向左减速运动时，由E=BLv可知，导体棒产生减小的电动势，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B正确；同理可判定导体棒向右做减速运动时，线圈c中有感应电流，且被螺线管吸引，C正确；导体棒向右做加速运动时，线圈c中有感应电流，可是被螺线管排斥，D错误。 故选BC 【关键点拨】楞次定律的“来拒去留”可以快速判断线圈的受力，导体棒减速运动，回路中感应电流减小，螺线管磁场减弱，线圈会向螺线管靠近；导体棒加速，线圈会受到排斥作用。 11．【答案】（1）竖直向上 （2）前 （3） （4）偏小 【详解】（1）根据安培定则，检测电流​产生的磁场在环形铁芯内为逆时针方向，因此右侧霍尔元件所在处的磁场方向为竖直向上。 （2）电流方向沿霍尔元件从右到左，若霍尔元件中的载流子带负电，结合磁场方向竖直向上，由左手定则可知负电荷受洛伦兹力向后表面偏转，后表面积累负电荷，所以前表面电势更高。 （3）平衡时载流子所受洛伦兹力等于电场力，则有 根据电流微观表达式可得 联立解得 已知磁感应强度大小满足，可得待测励磁电流 （4）若磁场不垂直元件，实际对霍尔电压有贡献的是垂直于元件的磁场分量​，因此测得的霍尔电压U小于磁场垂直时的电压，根据可知，测得的励磁电流比真实值偏小。 12．【答案】（1） （2）左 （3）高 （4）250 【详解】（1）滑动变阻器阻值远小于待测压力传感器，采用分压式接法；待测电阻，为大电阻，电流表采用内接法，连线如图 （2）分压式接法闭合开关前，需使待测部分初始电压为0，因此滑片应调到左端。 （3）灵敏度为图线斜率的绝对值，压力小于时，图线更陡，斜率绝对值更大，因此灵敏度较高。 （4）不滑落时满足静摩擦力平衡重力：设每个手指压力大小为，总最大静摩擦力 代入数据得 从图乙得，时 根据闭合电路欧姆定律得 13．【答案】（1）； （2） 【详解】（1）若金属杆MN固定，金属杆PQ受到水平向右的恒力F，由分析可知PQ杆切割磁感线匀速运动时，产生的速度最大，设此时PQ杆切割磁感线产生的电动势为，根据法拉第电磁感应定律有 所回路中的感应电流为 PQ杆受到的安培力大小为 对PQ杆由平衡条件有 解得 即金属杆PQ的最大速度的大小为 ，方向水平向右。 根据闭合电路的性质可得此时PQ两点的电压为 （2）若两杆均不固定，设电路中的电流为，则MN杆受到的安培力大小为 所以MN杆的牛顿第二定律方程为 解得MN杆的加速度大小为 同理可得PQ杆的加速度大小为 所以两杆加速度的大小关系为 两杆同时开始运动，它们在同一时刻加速度大小有2倍关系，则在同一时刻，两杆的速度大小也有2倍关系，即 回路中的感应电动势为 PQ杆匀速运动的速度是其最终速度，由平衡条件得 又因为 代入上式解得金属杆PQ的最大速度 14．【答案】（1） （2） （3）（k=1，2，3，4...） 【详解】（1）粒子初速度v0，在电场中运动时间t1后进入磁场，进入磁场时沿y轴方向速度大小为vy，则有 粒子在电场中做类平抛运动，则有， 联立解得 （2）粒子在电场中运动时加速度为a，， 解得 进入磁场时速度大小为v，根据运动的合成与分解可得 解得 在磁场中做圆周运动的半径为r，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 粒子恰好能回到P点则有 解得 联立即得 （3）粒子在第一象限中运动时间t1，x方向做匀速直线运动，轨迹如图 则 其中， 粒子在磁场中运动周期为T，则有 几何关系可知粒子在磁场中扫过的圆心角为240°，在磁场中运动时间t2，则粒子在磁场中运动时间为 （k=1，2，3，4...） 15．【答案】（1）50r/s （2）50∶1 （3）1∶52 【详解】（1）由图可得，发电机产生的交流电周期 风力发电机的转速 （2）用户获得的功率 降压变压器副线圈电流 输电线上损失的功率 输电线上的电流 降压变压器原副线圈匝数比 （3）降压变压器原线圈两端电压 输电线上损失的电压 升压变压器副线圈两端电压 升压变压器原副线圈匝数比 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $