人教版高中物理選修3-2模塊綜合測試卷【解析版】.doc

人教版高中物理選修3-2模塊綜合測試卷（滿分：100分 時間：90分鐘）一、選擇題（每題4分，共40分）1單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)動的過程中，線框中的最大磁通量為m，最大感應(yīng)電動勢為Em，下列說法中正確的是（ ）A當(dāng)穿過線框的磁通量為零時，線框中感應(yīng)電動勢也為零B當(dāng)穿過線框的磁通量減小時，線框中感應(yīng)電動勢也減小C當(dāng)穿過線框的磁通量等于0.5m時，線框中感應(yīng)電動勢不等于0.5Em D線框轉(zhuǎn)動的角速度等于Em /m2目前中國南極考察隊隊員正在地球南極考察，設(shè)想考察隊隊員在地球南極附近水平面上駕駛一輛冰車向前行進(jìn)時，由于地磁場作用，冰車兩端會有電勢差，設(shè)駕駛員左方電勢為U1，右方電勢為U2，則以下說法正確的是 ( )A向著南極點行進(jìn)時，U1比U2高 B背著南極點行進(jìn)時，U1比U2低C在水平冰面上轉(zhuǎn)圈時，U1比U2高D無論怎樣在水平冰面上行進(jìn)，U1總是低于U23將一個閉合金屬環(huán)用絲線懸于O點，如圖1所示。虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，而右邊沒有磁場。下列的現(xiàn)象能夠發(fā)生的是（ ）OB圖1A金屬環(huán)的擺動不會停下來，一直做等幅擺動B金屬環(huán)的擺動幅度越來越小，小到某一數(shù)值后做等幅擺動C金屬環(huán)的擺動會很快停下來D金屬環(huán)最后一次向左擺動時，最終停在平衡位置左側(cè)某一點處4如圖2所示，光滑無電阻的金屬框架MON豎直放置，水平方向的勻強(qiáng)磁場垂直MON平面，質(zhì)量為m的金屬棒ab從abO=60的位置由靜止釋放，兩端沿框架在重力作用下滑動。在棒由圖示的位置滑動到處于水平位置的過程中，ab中感應(yīng)電流的方向是（ ）圖2A由a到b B由b到a C先由a到b，再由b到a D先由b到a，再由a到b5在圖3中，L為電阻很小的線圈，G1和G2為內(nèi)阻可不計、零點在表盤中央的電流計。當(dāng)開關(guān)K處于閉合狀態(tài)時，兩表的指針皆偏向右方。那么，當(dāng)開關(guān)K斷開時，將出現(xiàn)( ) 圖3AG1和G2的指針都立即回到零點BG1的指針立即回到零點，而G2的指針緩慢地回到零點CG1的指針緩慢地回到零點，而G2的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點DG1的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點，而G2的指針緩慢地回到零點6傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)化成電學(xué)量變化的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖4所示，是一種測定液面高度的電容式傳感器示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電的液體形成一個電容器，從電容C的大小變化就能反映導(dǎo)電液面的升降情況，兩者的關(guān)系是( )圖4AC增大表示h增大BC增大表示h減小CC減小表示h減小DC減小表示h增大7如圖5所示為一正弦式電流通過一電子元件后的波形圖，則下列說法正確的是（ ） 圖5A這也是一種交變電流B電流的變化周期是0.02sC電流的變化周期是0.01s D電流通過100的電阻時，1s內(nèi)產(chǎn)生熱量為100J 8如圖6所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變化的關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來加溫并控制溫度如果將該元件接到220V恒定電壓下，則A通電后，其電功率先增大后減小B通電后，其電功率先減小后增大C當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t1不變D當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t1 到t2之間的某一值不變t/Rt2t1圖6圖（a）A鐵芯圖（b）圖7 9鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖7（a）所示。圖（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A 。圖（b）中用同一電纜線繞了3匝，則 （ ）A這種電流表能測直流電流，圖（b）的讀數(shù)為2.4AB這種電流表能測交流電流，圖（b）的讀數(shù)為0.4AC這種電流表能測交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6AD這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6A 10如圖8所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心抽頭，電壓表V 和電流表A均為理想電表，除滑動變阻器電阻R以外，其余電阻均不計，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為: (V)。下列說法中正確的是:( ) 圖8A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22VB 時，c、d兩點間的電壓瞬時值為110VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動變阻器觸頭向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變小二、填空題（每小題6分，共24分）11將金屬熱敏電阻、數(shù)字電流表、電源按圖9連接成電路將燒杯裝入2/3的水，并用鐵架臺固定在加熱器上閉合開關(guān)S，當(dāng)熱敏電阻未放入熱水中時，電流表示數(shù)為I1；將熱敏電阻放入溫水中，電流表示數(shù)為I2；將熱敏電阻放入熱水中，電流表示數(shù)為I3則I1、I2、I3的大小關(guān)系為 AS圖9RT 圖1012如圖10所示，邊長為0.5m和0.4m的矩形線圈，在斜向上B=0.1T的勻強(qiáng)磁場中從水平方向轉(zhuǎn)到豎直方向，若B與水平方向間的夾角為30，線圈電阻為0.01，則此過程中通過線圈的電荷量為 13如圖11所示，理想變壓器的初級線圈接在220V的正弦交流電源上，次級線圈、間匝數(shù)為10匝，當(dāng)把電鍵K由擲向時，通過上的電流增加A，則通過變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為 圖11 圖1214如圖12所示，變壓器的原線圈及兩個副線圈的匝數(shù)比為n1n2n3=421，所連接的三個燈消耗的電功率相同.則通過每個燈的電流之比I1I2I3=_ _，每個燈的電阻之比為R1R2R3=_ .三、計算題（每小題9分，共36分）15如圖13所示，有的計算機(jī)鍵盤的每一個鍵下面都連一小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空氣隙的是另一塊小的固定金屬片，這兩塊金屬片組成一個小電容器該電容器的電容C可用公式計算，式中常量e=910-12 Fm-1 ，S表示金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離當(dāng)鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測出哪個鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號設(shè)每個金屬片的正對面積為50 mm2，鍵未按下時兩金屬片的距離為0.6 mm如果電容變化了0.25 pF，電子線路恰能檢測出必要的信號，求鍵至少要被按下多少mm？圖1316如圖14所示，在絕緣光滑水平面上，有一個邊長為L的單匝正方形線框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右運動進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域。線框被全部拉入磁場的過程中線框平面保持與磁場方向垂直，線框的ab邊始終平行于磁場的邊界。已知線框的四個邊的電阻值相等，均為R。求：在ab邊剛進(jìn)入磁場區(qū)域時，線框內(nèi)的電流大小。在ab邊剛進(jìn)入磁場區(qū)域時，ab邊兩端的電壓。在線框被拉入磁場的整個過程中，線框產(chǎn)生的熱量。圖14Bvabcd17圖15甲所示，光滑且足夠長的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.20m，電阻R=0.40，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.10kg的金屬桿ab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻r=0.10，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。現(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運動，在整個運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。從金屬桿開始運動經(jīng)t=5.0s時，求：通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；金屬桿的速度大??； 外力F的瞬時功率。甲VRBFMNQP乙U/Vt/sO0.20.40.6321456圖15ab18如圖16所示為一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的長度ab=0.25m，寬度bc=0.20m，共有n=100匝，總電阻r=1.0W，可繞與磁場方向垂直的對稱軸OO轉(zhuǎn)動。線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場中，與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個“3.0V，1.8W”的燈泡，當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，小燈泡消耗的功率恰好為1.8W。（不計轉(zhuǎn)動軸與電刷的摩擦）（1）推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值的表達(dá)式Em=nBS（其中S表示線圈的面積）；（2）求線圈轉(zhuǎn)動的角速度；（3）線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動100周過程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。dOOLB圖16abc人教版高中物理選修3-2模塊綜合測試卷 參考答案1BCD 解析：線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流，磁通量最大時，電動勢最小，磁通量最小時，電動勢最大；當(dāng)磁通量等于0.5m時，線框與磁場方向成600角，則電動勢應(yīng)為Em；由Em=NBS=Nm,可知D正確，故選BCD。2BD 解析：在南極附近，地磁場磁感線的方向都是向上的，向著南極點行進(jìn)或者背著南極點行進(jìn)時，冰車切割磁感線，由右手定則可知，駕駛員右方電勢高于左方電勢；不管冰車怎樣在水平冰面上行進(jìn)，依據(jù)右手定則可判定，駕駛員右方電勢總是高于左方電勢。故BD正確。3C 解析：此題考查電磁阻尼。左邊有勻強(qiáng)磁場，金屬環(huán)在穿越磁場邊界時（無論是進(jìn)入還是穿出），由于磁通量發(fā)生變化，環(huán)內(nèi)一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流將會阻礙相對運動，所以擺動會很快停下來，這就是電磁阻尼現(xiàn)象。若用能量守恒來解釋：有電流產(chǎn)生，就一定有機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，擺的機(jī)械能將不斷減小。擺動就會很快停下來。4D 解析：回路面積先增加后減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流先由b到a，再由a到b。5D 解析: K斷開后，自感電流的方向與G1原電流方向相反，與G2原電流方向相同答案為D6AC 解析:電容器的電容C決定于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素.如果某一物理量的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過測定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化.在此題中，當(dāng)液面高度h發(fā)生變化時，將導(dǎo)致接觸面積的變化，液面上升，接觸面積增大，電容增大；液面下降，接觸面積減小，電容減小.7BD解析：此電子元件為二極管由于電流方向不變,此電流為直流電,根據(jù)電流有效值得定義由 公式I12Rt1+0= I2RT,其中 I1=, t1=0.01,T=0.02,解得I =1A,1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q=50I2RT=100J8AD 解析：由于電阻R在通電后先減小后增加，又由可知，P先增大后減小，故A正確，B錯誤；9D 解析：當(dāng)用同一電纜線繞了3匝，加在電表上電壓為原來的3倍，電流也為原來的3倍。10A 解析:因為,當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時,U1=220V, n1:n2=101,解得: U2=22V,A選項正確; 對B選項:因為,B選項錯誤;對C選項: 滑動變阻器觸頭向上移動時,其電阻R變大,由歐姆定律得:,I2變小,電流表示數(shù)變小,而電壓表示數(shù)不變,因為它的示數(shù)U2是由U1和匝數(shù)比決定的,而這些量沒有變化,因此C錯誤;對D選項: 當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時,匝數(shù)n1變小, 匝數(shù)n2和輸入電壓U1不變,由,得, U2變大, I2變大,因此電壓表和電流表示數(shù)均變大.本題正確答案為A.11 I1I2I3 解析：由于熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低，故由可知，I1I2I312(+1)C解析：據(jù)法拉第電磁感應(yīng)率，可知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=而電荷量Q=It=13Wb/s解析：由U1/ n1 = U2/n2 = U/n得U1/ n1 =（UU2）/ (nn2)可得U1/ n1 =02匝，即每匝線圈若接一個伏特表其示數(shù)為02，所以結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知則通過變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為Wb/s14112；441解析：理想變壓器每個線圈的電壓之比等于它們的匝數(shù)比，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則有I1U1=I2U2+I3U3，I2U2=I3U3，I2=I3=I3;I1U1=2I2U2，I1=I2=I2=I3，則：I1I2I3=112.三個燈泡消耗的功率相等，有I12R1=I22R2=I32R3得：R1R2R3=441.150.15mm。解析：計算機(jī)鍵盤是一個電容傳感器，由題意知是改變兩極板間距改變電容，得到相應(yīng)的電信號。又因兩極板間距減小，電容變大，設(shè)原間距為d0，至少要按下距離為d，電子線路恰能檢測出必要的信號，則根據(jù)，得，即d=0.15mm。16（1） （2）3BLv/4 （3）解析：（1）ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E=BLv 所以通過線框的電流為 I= （2）ab邊兩端電壓為路端電壓 Uab=I3R 所以Uab= 3BLv/4 （3）線框被拉入磁場的整個過程所用時間t=L/v 線框中電流產(chǎn)生的熱量Q=I24Rt 17解析：（1）由圖象可知，t=5.0s時的U=0.40V 此時電路中的電流（即通過金屬桿的電流）I=U/R=1.0A 用右手則定判斷出，此時電流的方向為由b指向a （2）金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=I（R+r）=0.50V 因E=BLv，所以5.0s時金屬桿的速度大小 v=E/BL=5.0m/s （3）金屬桿速度為v時，電壓表的示數(shù)應(yīng)為 由圖象可知，U與t成正比，由于R、r、B及L均為不變量，所以v與t成正比，即金屬桿應(yīng)沿水平方向向右做初速度為零的勻加速直線運動。金屬桿運動的加速度a=v/t=1.0m/s2根據(jù)牛頓第二定律，在5.0s末時對金屬桿有F-BIL=ma，解得F=0.20N 此時F的瞬時功率P=Fv=1.0W18解析：（1）線圈平面與磁場方向平行時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大，設(shè)ab邊的線速度為v，該邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E1=BLabv 線圈的cd邊產(chǎn)生的