2017-2018学年高中物理 综合检测B 教科版选修3-2.doc

综合检测B(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)1如图1所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则()图1A无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化答案D解析当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通过右侧线圈的磁通量增大，根据楞次定律可以知道，右侧线圈产生感应电流为逆时针，由于磁场是均匀增大，则产生的感应电流为恒定的，故选项A、B错误；当有金属片通过时，接收线圈中磁通量仍然增大，故产生的感应电流仍然为逆时针，但是由于金属片中也要产生感应电流，所以接收线圈中的感应电流大小发生变化，故选项C错误，D正确2.图2为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab()图2A.恒为B.从0均匀变化到C.恒为D.从0均匀变化到答案C解析根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势Enn，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a、b两点电势差恒为abn，选项C正确.3.在图3中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计.当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方.那么，当开关K断开时，将出现()图3A.G1和G2的指针都立即回到零点B.G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C.G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D.G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点答案D4.如图4所示的电路中，电源电压u311sin (100t) V，A、B间接有“220V，440W”的电暖宝、“220V,220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝，下列说法正确的是()图4A.交流电压表的示数为311VB.电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3AC.电暖宝发热的功率是抽油烟机发热功率的2倍D.抽油烟机1min消耗的电能为1.32104J答案D解析由交变电压的表达式可知，交变电压的有效值U220V，所以交流电压表的示数为有效值220V，A错误；电路正常工作时，通过保险丝的电流为I3Aq2C.I1I2D.Q1Q2答案C解析绕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.6如图6所示，甲图中两导轨不平行，而乙图中两导轨平行，其余物理条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右匀速运动，在金属棒运动过程中，将观察到()图6AL1、L2都发光，只是亮度不同BL1、L2都不发光CL2发光，L1不发光DL1发光，L2不发光答案D解析甲图右侧线圈中感应电动势的大小时刻变化，乙图右侧线圈中感应电动势恒定据变压器只能改变交变电压可知L1发光，L2不发光二、多项选择题(本大题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7.目前中国南极考察队队员正在地球南极考察，设想考察队队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时，由于地磁场作用，冰车两端会有电势差，设驾驶员的左方电势为U1，右方电势为U2，则下列说法正确的是()A.向着南极点行进时，U1比U2高B.背着南极点行进时，U1比U2低C.在水平冰面上转圈时，U1比U2高D.无论怎样在水平冰面上行进，U1总是低于U2答案BD解析在南极附近，地磁场磁感线的方向都是向上的，向着南极点行进或者背着南极点行进时，冰车切割磁感线，由右手定则可知，驾驶员右方电势高于左方电势；不管冰车怎样在水平冰面上行进，依据右手定则可判定，驾驶员右方电势总是高于左方电势.故B、D正确.8.电阻为1的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像如图7所示，现把此交变电动势加在电阻为9的电热丝上，下列判断正确的是()图7A.线圈转动的角速度为100rad/sB.在00.005s时间内，通过电阻的电荷量为CC.电热丝两端的电压为180VD.电热丝的发热功率为1800W答案BD解析由题图可知T0.02s，100rad/s，A错误.在00.005s内，由UmnBS，得BSWb，qC，B正确.电热丝两端电压U90V，C错误.电热丝的发热功率PW1800W，D正确.9.某发电站用11kV的交变电压输电，输送功率一定，输电线的总电阻为R，现若用变压器将电压升高到330kV送电，下面选项正确的是()A.因I所以输电线上的电流增为原来的30倍B.因I所以输电线上的电流减为原来的C.因P，所以输电线上损失的功率为原来的900倍D.若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的半径减为原来的答案BD解析输送功率PUI一定，电压升高后，电流变为原来的，A错误，B正确；P损I2R，损失的功率变为原来的()2，C错误；输电线的半径变为原来的，根据公式R，电阻变为原来的900倍，P损I2R，输电线上损失的功率保持不变，D正确.10.如图8所示，平行金属导轨与水平面间夹角为，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置(ab与导轨垂直)获得平行斜面的大小为v的初速度向上运动，最远到达ab的位置，滑行的距离为x，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为，则()图8A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B.上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为C.上滑过程中电流做功产生的热量为mgx(sincos)D.上滑过程中导体棒损失的机械能为mgxsin答案CD解析上滑过程中导体棒在初始位置所受的安培力最大，即FBIlBl，所以选项A错误；上滑过程中由动能定理可得安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为W安培力W摩擦力WGEkmv2，选项B错误；上滑过程中电流做功产生的热量等于克服安培力所做的功，选项C正确；由能量守恒定律可判断D正确.三、填空题(共2小题，共10分)11.(4分)如图9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20mA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E9.0V，内阻可以不计.图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.则：图9(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_.答案(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20mA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20mA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20mA.由闭合电路的欧姆定律得I，r为继电器的电阻.由题图甲可知，50时热敏电阻R的阻值为90，所以RRr260.12.(6分)如图10甲所示，调压器装置可视为理想变压器，负载电路中R55，、分别为理想电流表和理想电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，则电流表的示数为_A，的示数为_A，原线圈中电流的瞬时值表达式为：_.图10答案21isin (100t) A四、解答题(本题共4小题，共46分.解答应写出必要的文字说明、只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于匀强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场.操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R，如图11所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐.转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.此过程中，通过线圈中每匝导线横截面的电荷量为q，求：图11(1)磁场的磁感应强度；(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)答案(1)(2)Mgd解析(1)设磁场的磁感应强度为B，在匀速提升过程中线圈运动速度v线圈中感应电动势EnBLv产生的感应电流I通过导线横截面的电荷量qIt联立得B(2)匀速提升过程中，人要克服重力和安培力做功即WWGW安又WGMgdW安nBILdnLd联立可得WMgd14.(10分)如图12所示为交流发电机示意图，匝数为n100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5，在磁感应强度B0.5T的匀强磁场中绕OO轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈外部和20的电阻R相连接.求：图12 (1)S断开时，电压表的示数；(2)开关S合上时，电压表和电流表的示数；(3)通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是多少？答案(1)50V(2)40V2A(2)2A80W解析(1)感应电动势的最大值EmnBS1000.50.10.250 V50 VS断开时，电压表示数为电源电动势的有效值E50 V.(2)当开关S合上时，由闭合电路欧姆定律得I A2 AUIR220 V40 V故电压表的示数为40 V，电流表的示数为2 A.(3)通过R的电流最大值ImI2 A.电阻R上所消耗的电功率PUI402 W80 W.15.(12分)图13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80W.图13(1)请写出原线圈输入电压uab的瞬时值表达式.(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.答案(1)uab400sin (200t) V(2)0.28A(或A)(3)解析(1)由题图乙知200rad/s，电压瞬时值uab400sin (200t) V.(2)电压的有效值U1200V，理想变压器P1P2，原线圈中的电流I1解得I10.28A(或A).(3)设原线圈的匝数为n1，同理，由题意知，联立解得.16.(14分)光滑的平行金属导轨长为L2m，两导轨间距d0.5m，轨道平面与水平面的夹角为30，导轨上端接一个阻值为R0.6的电阻，导轨所在空间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B1T，如图14所示，一根质量m0.5kg、电阻r0.4的金属棒ab垂直于导轨放在导轨最上端，且与导轨接触良好，其余部分电阻不计.已知棒ab从导轨最上端由静止开始下滑到最底端脱离导轨的过程中，电阻R上产生的热量Q10.6J，棒与导轨始终垂直，g取10m/s2，试求：图14(1)当棒的速度v2m/s时，电阻R两端的电压；(2)棒下滑到导轨最底端时速度的大小；(3)棒下滑到导轨最底端时加速度a的大小.答案(1)0.6V(2)4m/s(3)3 m/s2解析(1)当棒的速度v2m/s时，棒中产生的感应电动势EBdv1V，此时电路中的电流I1A，所以电阻R两端的电压UIR0.6V.(2)根据QI2RtR可知，在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量Q2Q10.4J，设棒到达导轨最底端时的速度为v2，根据能量守恒定律，有mgLsinmvQ1Q2，解得v24m/s.(3)棒到达导轨最底端时回路中产生的感应电流I22A，根据牛顿第二定律有mgsinBI2dma，联立解得a3m/s2.