2019高中物理 模块综合检测（二）新人教版选修3-2.doc

《2019高中物理 模块综合检测（二）新人教版选修3-2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中物理 模块综合检测（二）新人教版选修3-2.doc（11页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1模块综合检测模块综合检测( (二二) )(时间：90 分钟 分值：100 分)一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1.如图所示，一个矩形线圈abcd放在垂直纸面向里的匀强磁场中，在进行下列操作时，整个线圈始终处于磁场之内，线圈中能产生感应电流的是( )A线圈沿纸面向右移动B线圈沿纸面向下移动C线圈垂直纸面向外移动D线圈以ab边为轴转动解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化因此无论线圈如何运动，关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产生由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂

2、直纸面向外运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故 A、B、C 错误；当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故 D正确答案：D2一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e220sin 100t V，2关于这个交变电流的说法正确的是( )A交流电的频率为 100 Hz，周期为 0.01 sB此交变电流电动势的有效值为 220 VC此交变电流电动势的峰值约为 380 VDt0 时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零解析：由交流电的瞬时值表达式知最大值为 220 V，故 C 错误；角速度100 2rad/s，由频率f Hz50 Hz，故 A 错误；t0 时瞬时值e0

3、 知此时线圈与中 2100 2性面重合，磁通量最大，故 D 错误答案：B23如图所示，理想变压器的原线圈接u11 000sin 100t(V)的交变电压，副线圈2通过电阻r6 的导线对“220 V，880 W”的电器RL供电，该电器正常工作由此可知( )A原、副线圈的匝数比为 501B交变电压的频率为 100 HzC副线圈中电流的有效值为 4 A D变压器的输入功率为 880 W解析：输入电压的有效值为 11 000 V，用电器的额定电压为 220 V，所以变压器的输出电压大于 220 V，原、副线圈的匝数比小于 501，故 A 错误；由输入电压的表达式知，f50 Hz，故 B 错误；副线圈中

4、的电流与用电器中的电流相同，I4 A，故 C 正确；变100 2压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于 880 W，所以变压器的输入功率大于 880 W，故 D 错误答案：C4如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( )A三者同时落地B甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙后落地D乙、丙同时落地，甲后落地解析：甲是闭合铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不

5、会产生感应电流，它们做自由落体运动，故 D 正确答案：D5如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800 和n2200 的两个线圈，上线圈两3端与u51sin 314t(V)的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A2.0 V B9.0 VC12.7 V D144.0 V解析：根据u51sin 314t(V)可知交流电的最大值为Um51 V，则其有效值U1 512V V；由图可知线圈n1是原线圈，线圈n2是副线圈，如果变压器是理想变压器，那51 2 2么输入电压和输出电压的关系有可得U2U1 V V9 V，因为交流U1 U2n1 n2n2 n1200 800512

6、51 8 2 电压表指示的是有效值，故如果是理想变压器则 B 正确但实际变压器存在漏磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故实际副线圈的输出电压小于 9 V，故 A 正确答案：A6如图所示，金属棒AB原来处于静止状态(悬挂)由于CD棒的运动，导致AB棒向右摆动，则CD棒( )A向右平动 B向左平动C向里平动 D向外平动解析：AB棒向右摆动，说明它受到的安培力方向向右，根据左手定则判断出AB中的电流方向为BA.这说明CD棒的电流方向为DC，再根据右手定则判断出CD棒的切割方向是向外，选项 D 正确答案：D7如图所示甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上 220 V 的交流

7、电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为 110 V若分别在c、d两端与g、h两端加上 110 V 的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为( )4A220 V，220 V B220 V，110 VC110 V，110 V D220 V，0 V解析：首先要搞清楚变压器和分压器在改变电压原理上的本质不同对于变压器，a、b间与c、d间的电压比总是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈无关，故a、b间接 220 V 的交流电压，c、d间的电压为 110 V，c、d间改接 110 V 的交流电压，则a、b间应输出电压为 220 V；而对于分压器，当e、f间接 220 V 的电压时，电阻的e、g与

8、f、g部分串联，g、h间电压仅是f、g部分电阻的电压，当g、h间接 110 V 的电压时，由于e、g部分无电流，e、g两点等电势，故e、f间的电压等于g、h间的电压，故只有选项 B 正确答案：B8.交变电流电压的有效值为 6 V，它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则( )AU16 V U26 V2BU16 V U23 V2CU16 V U26 V2DU16 V U26 V2解析：电压表读数为交流电压的有效值，所以电压表读数U16 V，电容器耐压值应大于交流电压的最大值，

9、U26 V.2答案：D9如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为 4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图乙中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离的关系图象正确的是( )5解析：进入磁场时，注意UAB是路端电压，应该是电动势的四分之三，此时EBav，所以UAB；完全进入后，没有感应电流，但有感应电动势，大小为Bav，穿出磁场时电3Bav 4压应该是电动势的四分之一，UAB，电势差方向始终相同，即AB，由以上分析可Bav 4知选 D.答案：D10如图所示，甲、乙两图是两个与匀强磁场垂直放置的金属

10、框架，乙图中除了一个电阻极小、自感系数为L的线圈外，两图其他条件均相同如果两图中AB杆均以相同初速度、相同加速度向右运动相同的距离，外力对AB杆做功的情况是( )A甲图中外力做功多 B两图中外力做功相等C乙图中外力做功多 D无法比较解析：两图中AB杆均做加速运动，电流将增大，图乙中由于线圈自感的阻碍作用，感应电流较甲图小，安培阻力也较小， 又加速度相同，则外力较甲图小， 甲图中外力做功多，A 正确答案：A二、多项选择题(本题共 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项符合题目要求，全部选对得 5 分，漏选得 3 分，错选或不选得 0 分)11自然界的电、热和磁等现象

11、都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是( )A奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系6D焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系解析：奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A 正确欧姆定律描述了电流与电阻、电压与电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，B 错误，D 正确法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C 正确答案：ACD12如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于

12、导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )AP、Q将互相靠拢 BP、Q将互相远离C磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于g解析：方法一 设磁铁下端为 N 极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向可见，P、Q将互相靠拢由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为 S 极时，根据类似的分析可得到相同的结果所以，本题应选 AD方法二 根据楞次定律的另一表述感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路， “效果”

13、便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以，P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g.答案：AD13图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示以下判断正确的是( )7A电流表的示数为 10 AB线圈转动的角速度为 100 rad/sC0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s 时电阻R中电流的方向自右向左解析：由题图乙可知交流电电流的最大值是Im10 A，周期T0.02 s，由于电流表2的示数为有效值，故示数I10 A，选项 A

14、 正确；角速度100 rad/s，选Im22 T项 B 正确；0.01 s 时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为 0，故线圈平面与磁场方向平行，选项 C 正确；由楞次定律可判断出0.02 s 时流过电阻的电流方向自左向右，选项 D 错误答案：ABC14.(多选)如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么( )A小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B小球所受的磁场力一定不断增

15、大C小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球一直不做功解析：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其电场强度方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以 C 正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，D 正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力FN和磁场的洛伦兹力f，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中fBqv，磁场8在增强，球速先减小，后增大

16、，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力F向m，其大小v2 r随速度先减小后增大，因此压力FN也不一定始终增大故正确答案为 C、D.答案：CD三、实验题(本题共 2 小题，共 15 分)15(6 分)在探究产生感应电流条件的实验中，实验室提供了下列器材：电源、开关、电流表、大小螺线管、铁芯、滑动变阻器、导线若干，如图所示请按照实验的要求连好实验电路解析：大螺线管和电流表组成闭合电路；带铁芯的小螺线管、滑动变阻器、电源、开关组成闭合回路如图所示16(9 分)如图所示，先后以速度v1和v2(v12v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：(1)线圈中的感应电流之比I

17、1I2_(2)线圈中产生的热量之比Q1Q2_(3)拉力做功的功率之比P1P2_答案：(1)21 (2)21 (3)41四、计算题(本题共 3 小题，共 35 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)17(8 分)如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的半径为r1 m、电阻为R3.14 的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生9(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的it图象(以逆时针方向为正)；(2)求出线框中感应电流的有效值解析：(1)如图所示(2)设电流的有效值为I，

18、则有：I2RTI R I R，2 1T 32 22T 3得I A.218(12 分)如图所示，一小型发电机内有N100 匝的矩形线圈，线圈面积S0.10 m2，线圈电阻可忽略不计在外力作用下矩形线圈在B0.10 T 的匀强磁场中，以恒定的角速度100 rad/s 绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，发电机线圈两端与R100 的电阻构成闭合回路求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转为 90角的过程中通过电阻R的电荷量；(3)线圈匀速转动 10 s，电流通过电阻R产生的焦耳热解析：(1)线圈中感应电动势的最大值EmNBS3.14102 V(314 V

19、，100 V 也同样得分)(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过 90角所用时间为 t，线圈中的平均感应电动势Error!n，BS t10通过电阻R的平均电流Error! ，E RnBS Rt在 t时间内通过电阻的电荷量QError!t1.0102 C.nBS R(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，电阻两端电压的有效值UEm，22经过t10 s，电流通过电阻产生的焦耳热Q热t，U2 R解得Q热4.9103 J.19(13 分)如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L0.4 m导轨右端接有阻值R1 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不

20、计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L.从 0 时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s 后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v1 m/s 做直线运动，求：(a) (b)(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式解析：(1)正方形磁场的面积为S，则S0.08 m2.在棒进入磁场前，回路中的感应L2 2电动势是由于磁场的变化而产生的由B-t图象可知0.5 T/s，根据En，得回B t t路中的感应电动势ES0.50.08 V0.04 V.B t(2)当导体棒通过bd位置时感应电动势、感应电流最大，导体棒受到的安培力最大此时感应电动势EBLv0.50.41 V0.2 V；回路中感应电流I A0.2 AE R0.2 1导体棒受到的安培力FBIL0.50.20.4 N0.04 N当导体棒通过三角形abd区域时，导体棒切割磁感线的有效长度l2v(t1) (1 11st1.2 s)感应电动势eBlv2Bv2(t1)(t1) V感应电流 i (t1) A(1 st1.2 s)e R