2019-2020年高中物理 模块综合检测检测试题 鲁科版选修3-2.doc

2019-2020年高中物理 模块综合检测检测试题 鲁科版选修3-2一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向内，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置，则()A导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaB导线框离开磁场时，感应电流方向为abcdaC导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右D导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左解析：选AD.根据右手定则cd边切割磁感线时，感应电流方向为abcda.ab边切割时，感应电流方向为adcba.根据安培定则可知，cd边进入磁场和ab边出磁场所受安培力均向左故A、D正确2.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图所示此线圈与一个R9 的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r1 ，下列说法正确的是()A交变电流的周期为0.2 sB交变电流的频率为2.5 HzC发电机工作电流为2 AD发电机输出的电功率为18 W解析：选BD.交变电流的周期是0.4 s，频率为2.5 Hz，A错误，B正确感应电动势的有效值是10 V，工作电流I A A，输出功率PI2R()29 W18 W，C错误、D正确3.如图所示，A和B是电阻为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中，正确的是()AB灯并不立即熄灭BA灯将比原来更亮一些后再熄灭C有电流通过B灯，方向为cdD有电流通过A灯，方向为ba解析：选D.待电路稳定后将S1断开，自感系数较大的线圈L产生自感电动势，与电灯A构成闭合电路，有电流通过A灯，方向为ba，S2闭合将B灯和电阻R短路，B灯立即熄灭故只有D正确4.如图所示在口字形闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合回路a、b、c为三个闭合金属环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，在滑动变阻器的滑片左右滑动时，能够产生感应电流的圆环是()Aa、b两环Bb、c两环Ca、c两环 Da、b、c三环解析：选A.滑动变阻器的滑片左右滑动时，线圈中的电流发生变化，使得穿过a、b两环的磁通量发生变化，所以a、b两环中产生感应电流而穿过c环的磁通量始终为零，所以c环中没有感应电流5.图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内()A电流表A1的示数比A2的小B电流表A2的示数比A3的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表的示数都不为零解析：选C.理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由题图乙知副线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律EnnS知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A1、A2的示数相同，A3的示数为0，C选项符合题意6.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，Rt为负温度系数热敏电阻，RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是()A温度不变，光照增强 B温度升高，光照不变C温度不变，光照减弱 D温度升高，光照减弱解析：选A.温度不变，Rt不变，光照增强，RG减小，电路中总电流变大，内电压与Rt两端电压变大，L两端电压变小，L变暗，A正确，C错误温度升高，Rt减小，若光照不变，RG不变，电路总电流增大，L中电流增大，L变亮；若光照变弱，RG变大，L也变亮只有A正确7.调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则()A保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C保持Q的位置不动，将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小解析：选B.P位置不动，副线圈输出电压不变，Q向下移动，R阻值变大，电流表读数变小，A错误，B正确Q位置不动，P沿顺时针方向移动，副线圈匝数变小，输出电压变小，电流表读数变小，C错误Q位置不动，P逆时针方向移动，副线圈匝数变大，输出电压变大，电流表读数变大，D错误如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B.有一宽度为b(bh)、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘由静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场下边缘时，线圈恰好开始做匀速运动设线圈进入磁场过程中产生的热量为Q1，通过导体截面的电荷量为q1；线圈离开磁场过程中产生的热量为Q2，通过导体截面的电荷量为q2，则()AQ1Q2 BQ1Q2Cq1q2解析：选B.进入磁场过程安培力大小为F，Q1FL.由于线框在磁场中加速运动，所以出磁场的速度大于进磁场时的速度，因此出磁场时安培力大于F，所以出磁场克服安培力做功大于FL，A错误，B正确由于通过导体横截面的电荷量q，而进磁场和出磁场相同，所以q1q2，C、D错误有一铜块，重力为G，密度为D，电阻率为0把它拉制成截面半径为r的导线，再用它做成一半径为R的圆形回路(Rr)现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度B的大小均匀变化则()A感应电流大小与导线粗细成正比B感应电流大小与回路半径R成正比C感应电流大小与回路半径R的平方成正比D感应电流大小与R、r都无关解析：选D.设铜块体积为V，则V且VLS2Rr222r2R，即22r2R又：IR阻00，即R阻ESR2即ER2联立可得：I由得：r2R，即r2R为定值，所以I值与r、R均无关，选D.如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先S断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的运动速度v随时间t的关系图可能是下图中的哪一个()解析：选ACD.开关闭合时ab速度是v，此时受安培力FA，若FAmg，则ab匀速下滑，若FAmg，ab先减速，FA减小，而a，所以a减小，当FAmg后，又匀速下落若FAmg，a，速度先增大，a减小，当FAmg后又匀速下滑，所以A、C、D正确，B错误二、填空题(本题共2小题，11题4分，12题6分，共10分按题目要求作答)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n241，原线圈输入电压U11410sin100t V，副线圈通过电阻r1 的输电线对用户供电，则用户处最多接_盏“220 V，40 W”电灯可保证正常发光解析：由题意知原线圈的输入电压为U1 V1000 V.根据原、副线圈的匝数比得，副线圈的电压为U2U11000 V250 V.用电器正常工作电压U用220 V，则线路损失电压为UU2U用250 V220 V30 V输电线上的电流为I A30 A每只灯泡的正常工作电流为I额 A A用户最多可接电灯的盏数为n A165盏答案：165如图是一种风速仪示意图，试回答下列问题：(1)有水平风吹来时磁体如何转动？(自上往下看)_.(2)电流计示数变大，其风速就变_解析：杯内部是有效接受风力处转速越大，磁通量变化越快，感应电流越大答案：(1)逆时针(2)大三、计算题(本题共4小题，共50分解答时要有必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的，答案中必须写出数值和单位)(10分)如图甲所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值均为2R的电阻R1、R2连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计，求0t1时间内：(1)通过电阻R1上的电流的大小和方向；(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量解析：(1)EnnSnr(2分)总电流I，I1(2分)流经R1的电流方向由a到b.(2分)(2)流经R1的电量qI1t1(2分)发热QIR1t1.(2分)答案：(1)由a到b(2)(12分)如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L0.50 m，接有电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，仅有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v4.0 m/s的速度向右匀速滑动时试求：(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向(2)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平拉力为多大？(3)电阻R上产生的焦耳热功率为多大？解析：(1)导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小：EBLv0.400.504.0 V0.80 V(2分)电流方向由b到a.(2分)(2)导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流I A4.0 A(2分)导体棒ab所受的安培力FBIL0.404.00.50 N0.80 N(2分)由于ab匀速运动，所以水平拉力FF0.80 N(2分)(3)R上的焦耳热功率：PI2R4.020.20 W3.2 W(2分)答案：(1)0.80 V电流方向由b到a(2)0.80 N(3)3.2 W(14分)一个正方形线圈匝数为n，边长为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈从中性面开始计时，线框做角速度为的匀速圆周运动，转轴为OO，如图所示如果输出的电压为220 V，输出的电功率为44 kW，输电线的总电阻为0.2 ，如果用原副线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原副线圈匝数之比为101的降压变压器降压，供给用户使用(1)画出全过程输电线路的电路图(2)求用户得到的电压和电功率(3)若不经过变压而经导线直接送到用户，求用户得到的电压和电功率解析：(1)电路如图：(2分)(2)在升压变压器处U1/U2110U210U122010 V2200 V(1分)I2P2/U244000/2200 A20 A(1分)由U3/U4101线路损失电压UI2RU3U2U(22004) V2196 V(2分)得：U4 V219.6 V(1分)线路损失功率PIR2020.2 W80 W(1分)P4PP(4400080) W43920 W(1分)(3)经导线输送的电流为IP/U A200 A(1分)导线损失电压UIR2000.2 V40 V(1分)用户电压U4(22040) V180 V(1分)导线损失功率PI2Rxx0.2 W8000 W(1分)用户得到功率P4(440008000) W36000 W(1分)答案：(1)见解析(2)219.6 V43920 W(3)180 V36000 W(14分)如图所示，匝数为100匝、面积为0.01 m2的线圈，处于磁感应强度B1为 T的匀强磁场中当线圈绕O1O2以转速n为300 r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A电动机的内阻r为1 ，牵引一根原来静止的、长L为1 m、质量m为0.2 kg的导体棒MN沿轨道上升导体棒的电阻R为1 ，架在倾角为30的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2为1 T的匀强磁场中当导体棒沿轨道上滑x1.6 m时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为4 J不计框架电阻及一切摩擦，g取10 m/s2.求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；(2)导体棒MN的稳定速度；(3)导体棒MN从静止至达到稳定速度所用的时间解析：(1)线圈转动过程中电动势的最大值为EmNB1SNB1S2n1000.0125 V10 V (1分)则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时表达式为eEmsint10sin10t V(2分)(2)棒达到稳定速度时，电动机的电流I1 A电动机的输出功率P出IUI2r(1分)又P出Fv(1分)而棒产生的感应电流I(1分)稳定时棒处于平衡状态，故有：FmgsinB2Il(2分)由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度v2 m/s.(2分)(3)由能量守恒定律得P出tmghmv2Q(2分)其中hxsin1.6sin30 m0.80 m解得t1.0 s(2分)答案：(1)e10sin10t V(2)2 m/s(3)1.0 s