2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：模块终结测评（二）含答案.doc

2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：模块终结测评（二）含答案一、选择题(本题共9小题，每小题4分，共36分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分)1在一些星级宾馆的洗手间中经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A改变湿度 B改变温度C改变磁场 D改变电容2(多选)无线电力传输目前取得了重大突破，已有一种非接触式电源供应系统这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图M21所示下列说法正确的是()图M21A只要A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势CA线圈中电流越大，B线圈中感应电动势越大DA线圈中电流变化越快，B线圈中感应电动势越大3矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势e随时间t变化的情况如图M22所示下列说法中正确的是()图M22A. 此交变电动势的频率为0.2 HzB. 此交变电动势的有效值为1 VC. t0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D. t0.1 s时，通过线圈的磁通量最大4如图M23所示，矩形线圈abcd的面积为S，匝数为N，线圈电阻为R，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动(P1与ab边重合，P2过ad边的中点)，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过90的过程中，绕P1及P2轴转动产生的交变电流的大小、通过线圈的电荷量及线圈中产生的热量分别为I1、q1、Q1及I2、q2、Q2，则下列判断正确的是()图M23A线圈绕P1和P2轴转动时电流的方向相同，都是abcdBq1q2CI1I2DQ1Q25(多选)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州的500 kV直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV直流输电工程采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联关于高压直流输电，下列说法正确的是()A高压输电可以减小输电电流，从而减少输电线上的能量损失B恒定的直流输电可以有效地消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C可以加快输电的速度D为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压6(多选)如图M24所示，光滑水平面上存在垂直于水平面的有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的圆形金属线框以一定的初速度斜向上匀速通过磁场在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则()图M24A线框内的感应电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向B线框内的感应电流经历两次先增大后减小C水平拉力的方向与速度同向D水平拉力的方向与速度方向无关7如图M25所示，用长度相同、粗细相同的铜导线绕成两个匝数不同、边长不同的正方形闭合线圈A、B，其中A、B的边长分别为a、b，且a2b，现在拉力作用下将两个线圈从同一匀强磁场中以相同的速度匀速拉出，则()图M25A通过A、B两个线圈的电荷量之比为12BA、B两个线圈受到的拉力之比为11CA、B两个线圈所受的拉力的功率之比为12DA、B两个线圈所受的拉力做功之比为118某同学学了电学以后，为了了解调光灯的调光原理，将调光灯拆卸开，发现并没有电阻的串、并联现象实际调光灯是用可控硅电子元件来实现的一般调光灯有四个挡，每个挡截去电流的四分之一周期在第三挡时，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，从而改变电灯的功率如果调光灯最亮时功率为Pm，那么在第三挡时电灯的功率为()APmB.C.D.9(多选)如图M26所示，电动机牵引一根原来静止的长为1 m、质量为0.1 kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻为1 ，架在竖直放置的金属框架上，它们处于磁感应强度为1 T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直当导体棒上升3.8 m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2 J，电动机牵引导体棒时，电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A，电动机的内阻为1 ，不计框架电阻及一切摩擦，g取10 m/s2，则以下判断正确的是()图M26A导体棒向上做匀减速运动B电动机的输出功率为49 WC导体棒达到的稳定速度为2 m/sD导体棒从静止至达到稳定速度所需要的时间为1 s二、实验题(本题共6分)10如图M27所示，图甲为热敏电阻的Rt图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为100 .当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电的电池的电动势E9.0 V，内阻可以不计图中的“电源”是恒温箱加热器的电源则甲乙图M27(1)应该把恒温箱内的加热器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ，可变电阻R的阻值应调节为_.三、计算题(本题共5小题，11题10分，12题10分，13题11分，14题13分，15题14分，共58分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分)11有一种测量压力的电子秤，其原理如图M28甲所示E是内阻不计、电动势为6 V的电源R0是一个阻值为400 的限流电阻G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器R是压敏电阻，其阻值可随压力大小的变化而改变，其关系如下表所示C是一个用来保护显示器的电容器秤台所受的重力忽略不计.压力F/N050100150200250300电阻R/300280260240220200180(1)在图乙所示的坐标系中画出电阻R随压力F变化的图线，并归纳出电值R随压力F变化的函数关系式图M28(2)写出压力与电流的关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀(3)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的量程是多少？12图M29甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图像如图乙所示若只在c、e间接一只Rce400 的电阻，或只在d、e间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式(2)求只在c、e间接400 的电阻时，原线圈中的电流I1.(3)求c、e和d、e间线圈的匝数比. 甲乙图M2913如图M210所示，PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R16 ，导体棒ab的电阻为2 ，在导轨上可无摩擦地滑动且与导轨接触良好，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T现导体棒以恒定的速度v3 m/s向右移动，这时导体棒上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等(1)求R2的阻值(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少？图M21014如图M211所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑长直金属导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中一根导体杆ef垂直于导轨放置，在外力作用下向左做匀速直线运动且与导轨始终保持良好接触质量为m、边长为L2、每边电阻均为r的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直于金属框向里，金属框恰好处于静止状态不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef运动的速度v是多大？图M21115风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，如图M212所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等(1)利用总电阻R10 的线路向外输送风力发电机产生的电能输送功率P0300 kW，输出电压U10 kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积设空气密度为，气流速度为v，风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm.(3)已知风力发电机的输出功率P与Pm成正比某风力发电机在风速v19 m/s时能够输出电功率P1540 kW.我国某地区风速不低于v26 m/s的时间每年约为5000小时，则这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时？图M212模块终结测评(二)1D解析 手靠近时电热器工作，手撤离时电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于湿度、温度的变化而工作，那它就成了室内烘干机故选项D正确2BD解析 根据产生感应电动势的条件可知，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，选项A错误，选项B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，选项C错误，选项D正确3D解析 由et图像可知，交变电动势的周期为0.2 s，故频率为5 Hz，该交变电动势的最大值为1 V，有效值为 V，选项A、B错误t0.1 s时，电动势的瞬时值为零，方向改变，线圈处在中性面上，通过线圈的磁通量最大，故选项C错误，选项D正确4C解析 本题考查电磁感应中电荷量、热量、电流的计算和感应电流方向的判断绕P1、P2轴转动时电流的方向相同，但电流的方向为adcba，选项A错误；电荷量q，与绕哪个轴转动没有关系，选项B错误；线圈分别绕两轴转动时产生的电动势相同，所以电流相同，产生的热量也相同，选项C正确，选项D错误5AB解析 根据PIU可知，在功率一定时，采用高压输电，可以减小电流，从而减少输电线上的能量损失，选项A正确；交变电流由于感抗和容抗的作用，对输电有影响，而利用直流输电可以有效地弥补这个缺陷，选项B正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，选项C错误；变压器只能改变交变电流的电压，选项D错误6ABD解析 圆形金属线框的磁通量先增加后减少，由楞次定律可知，线框内的感应电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向，选项A正确；切割磁感线的有效长度为直径时最大，故线框产生的感应电动势经历两次先增大后减小，选项B正确；水平拉力的方向与安培力的方向相反，与速度方向无关，选项C错误，选项D正确7B解析 由题意知nB2nA，某一回路的总电阻为R，在t时间内产生的感应电动势为En，平均感应电流为I，根据I得通过线圈的电荷量为qItn，且a2b，得qAqB21，选项A错误；线框A、B被匀速拉出时，拉力与安培力大小相等，所受的安培力的大小为F安nBIl，而I，EnBlv，所以FF安，得FAFB11；拉力的功率PFv，故PAPB11；拉力所做的功WFl，故WAWB21，选项B正确，选项C、D错误. 8C解析 根据每个二分之一周期中，前四分之一周期被截去，则在一个周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定义可知，PmTT2TP2T，即P，故选项C正确9CD解析 由于电动机的输出功率恒定，由P出Fv及Fmgma可知，导体棒的加速度逐渐减小，故选项A错误；电动机的输出功率为P出IUI2r6 W，选项B错误；电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率，P出Fv，当棒达稳定速度时，FmgBIL，感应电流I，解得棒达到的稳定速度为v2 m/s，选项C正确；由能量守恒定律得P出tmghmv2Q，解得t1 s，选项D正确10(1)A、B端(2)260解析 (1)恒温箱内的加热器应接在A、B端当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈中的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度要使恒温箱内的温度保持50 ，即50 时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路的欧姆定律得I，r为继电器的电阻由图甲可知，50 时热敏电阻的阻值为90 ，所以RRr260 .11(1)如图所示R3000.4F.(2)F不均匀(3)550 N解析 (1)要求用描点法画成直线，如图所示由图可知R与F成线性关系，即RkFb，代入数值得R3000.4F.(2)由I和RkFb可得F，F与I不成线性关系，所以刻度不均匀(3)Fm550 N.12(1)uab400sin 200t(V)(2)I10.28 A(3)解析 (1)由题图知200 rad/s，电压瞬时值uab400sin 200t(V)(2)电压的有效值U1200 V，理想变压器P1P2，原线圈中的电流I1解得I10.28 A.(3)设原线圈的匝数为n1，同理，由题意知 ，解得 .13(1)3 (2)0.375 W0.75 W解析 (1)内、外电路消耗的功率相等，则内、外电阻相等，有2，解得R23 .(2)导体棒产生的感应电动势EBlv113 V3 V，总电流I A0.75 A，路端电压UIR外0.752 V1.5 V，故P1 W0.375 W，P2 W0.75 W.14(1)(2)解析 (1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，则IabI，IdcI，金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mgB2IabL2B2IdcL2，联立解得Iab.(2)IIab.设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有EB1L1v，设ad、dc、bc三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则Rr，根据闭合电路的欧姆定律，有I，联立解得v.15(1)3100(2)r2v3(3)8105 kWh解析 (1)导线上损失的功率为PI2RR9 kW，损失的功率与输送功率的比值3100.(2)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为vS，其中Sr2，风能的最大功率可表示为Pm(vS)v2r2v3.(3)风力发电机的输出功率为P2P1540 kW160 kW，最小年发电量为WP2t1605000 kWh8105 kWh.