學(xué)年高二物理滬科版選修3-2學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)模塊綜合測(cè)評(píng)(含解析)

模塊綜合測(cè)評(píng)一、選擇題(本題共12小題，共48分．在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)吻合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)吻合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分．)圖11．如圖1所示，條形磁鐵正上方放置一矩形線框，線框平面水平且與條形磁鐵平行．則線框由N極端勻速平移到S極端的過(guò)程中，線框中的感覺(jué)電流的情況是()．線框中向來(lái)無(wú)感覺(jué)電流B．線框中向來(lái)有感覺(jué)電流C．線框中開(kāi)始有感覺(jué)電流，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)無(wú)感覺(jué)電流，過(guò)中部后又有感覺(jué)電流D．線框中開(kāi)始無(wú)感覺(jué)電流，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)有感覺(jué)電流，過(guò)中部后又無(wú)感覺(jué)電流【解析】依照條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況可知，線框在磁鐵左端時(shí)，磁感線從線框下表面穿過(guò)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到磁鐵中央時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量為零；當(dāng)線框在磁鐵右端時(shí)，磁感線從線框的上表面穿過(guò)，因此線框從磁鐵上方勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感覺(jué)電流．【答案】B2.如圖2所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個(gè)過(guò)程中棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小變化情況是()A．越來(lái)越大C．保持不變

圖2B．越來(lái)越小D．無(wú)法判斷【解析】棒ab水平拋出后，其速度越來(lái)越大，但只有水均分速度v0切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，故E＝BLv0保持不變．【答案】C3.如圖3所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母杏X(jué)電流，且擁有縮短趨勢(shì)，由此可知，圓環(huán)a()圖3A．順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)B．順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)C．逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)D．逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)【解析】b中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母杏X(jué)電流，且有縮短趨勢(shì)，由安培定則和楞次定律可知，感覺(jué)電流的磁場(chǎng)向里，阻攔原磁場(chǎng)向里減小，說(shuō)明環(huán)a中電流順時(shí)針減小，選項(xiàng)B正確．【答案】B4．經(jīng)過(guò)一阻值R＝100Ω的電阻的交變電流如圖4所示，其周期為1s．電阻兩端電壓的有效值為()圖4A．12VB．410VC．15VD．85V【解析】依照?qǐng)D像，周期T＝1s，設(shè)該交變電流電壓的有效值為U，0～0.4s的時(shí)間間隔為t＝0.4s，0．4～0.5s的時(shí)間間隔t2＝0.1s，依照電流的熱效應(yīng)，由22U2T2(I1Rt1＋I(xiàn)2Rt2)＝R，解得U＝410V，B正確．【答案】B5.如圖5所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)為n1＝1000匝，副線圈匝數(shù)n2＝200匝，交變電源的電動(dòng)勢(shì)e＝311sin314t(V)，電阻R＝88Ω，電流表和電壓表對(duì)電路的影響忽略不計(jì)，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是()圖5A．電流的頻率為50HzB．電流表A1的示數(shù)約為0.2AC．電壓表V1的示數(shù)為311VD．電阻R的發(fā)熱功率約為44W【解析】由瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式可知電流頻率為50Hz，電壓有效值約為220V，副線圈電壓有效值約為44V，算得副線圈電流有效值約為0.5A，故電阻R的熱功率約為22W，算得原線圈電流有效值約為0.1A，故答案為A.【答案】A6．如圖6所示在虛線空間內(nèi)有一對(duì)互相平行的金屬導(dǎo)軌，寬為l，與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在虛線空間內(nèi)分布著垂直導(dǎo)軌平面向上的磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．導(dǎo)軌的下端接必然值電阻R，上端經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與一對(duì)豎直放置的平行金屬板相連接，兩板間距為d，此間固定著一圓滑絕緣直桿，它與水平面也成θ角，桿上套一帶電小球．當(dāng)一電阻也為R的圓滑導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌以速度勻速下滑時(shí)，小球恰好靜止在絕緣直桿上．則由此能夠判斷小球的電性并能求出其比荷為()圖62dgtanθ2dgtanθA．正電荷，BlvcosθB．正電荷，Blv2dgtanθ2dgtanθC．負(fù)電荷，BlvcosθD．負(fù)電荷，Blv【解析】桿切割磁感線產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為Blv，因此U＝BlvqU2，對(duì)球：dq2dgtanθ＝mgtanθ，聯(lián)立得，m＝Blv，應(yīng)選B正確．【答案】B7．如圖7所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落．若是線圈碰到的磁場(chǎng)力總小于其重力，則它在1、2、3、4地址時(shí)的加速度關(guān)系為()圖7．a(chǎn)1＞a2＞a3＞a4B．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4C．a(chǎn)1＝a3＞a2＞a4D．a(chǎn)1＝a3＞a2＝a4【解析】線圈自由下落時(shí)，加速度為a1＝g；線圈完好在磁場(chǎng)中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感覺(jué)電流，線圈不受安培力作用，只受重力，加速度為a3＝g；線圈進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，切割磁感線產(chǎn)生感覺(jué)電流，將碰到向上的安培力，依照牛頓第二定律得知，a2＜g，a4＜g；線圈完好在磁場(chǎng)中時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)4處的速度大于2處的速度，則線圈在4地方受的安培力大于在2地方受的安培力，又知，磁場(chǎng)力總小于重力，則a2＞a4,故a1＝a3＞a2＞a4.因此本題選C.【答案】C8．如圖8所示，在圓形空間地域內(nèi)存在關(guān)于直徑ab對(duì)稱(chēng)、方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度大小相等，一金屬導(dǎo)線制成的圓環(huán)恰好與磁場(chǎng)邊界重合，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖8．若使圓環(huán)向右平動(dòng)，感覺(jué)電流先沿逆時(shí)針?lè)较蚝笱仨槙r(shí)針?lè)较駼．若使圓環(huán)豎直向上平動(dòng)，感覺(jué)電流向來(lái)沿逆時(shí)針?lè)较駽．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)D．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)【解析】若圓環(huán)向右平動(dòng)，由楞次定律知感覺(jué)電流先沿逆時(shí)針?lè)较蚝笱仨槙r(shí)針?lè)较?，A選項(xiàng)正確；若圓環(huán)豎直向上平動(dòng)，由于穿過(guò)圓環(huán)的磁通量未發(fā)生變化，因此圓環(huán)中無(wú)感覺(jué)電流產(chǎn)生，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在0～90°內(nèi)，由右手定則知b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)，在90°～180°內(nèi)，由右手定則知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，今后a、b兩點(diǎn)電勢(shì)按此規(guī)律周期性變化，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】A9．如圖9所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)．若要縮短上述加熱時(shí)間，以下措施可行的有()圖9．增加線圈的匝數(shù)B．提高交流電源的頻率C．將金屬杯換為瓷杯D．取走線圈中的斷念【解析】利用法拉第電磁感覺(jué)定律和渦電流解題．當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí)，金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫高升．要縮短加熱時(shí)間，需增大渦電流，即增大感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻．增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)．瓷杯不能夠產(chǎn)生渦電流，取走斷念會(huì)以致磁性減弱．因此選項(xiàng)A、B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．【答案】AB10．如圖10(a)，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较颍菥€管與導(dǎo)線框

abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)

L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)．當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感覺(jué)強(qiáng)度

B隨時(shí)間按圖

(b)所示規(guī)律變化時(shí)(

)(a)(b)圖10A．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，L有縮短趨勢(shì)B．在t2～t3時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)大趨勢(shì)C．在t2～t3時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母杏X(jué)電流D．在t3～t4時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻母杏X(jué)電流【解析】在t1～t2時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量向上不是均勻增大，由愣次定律能夠確定L必定減小面積以達(dá)到阻攔磁通量的增大，故有縮短的趨勢(shì)，故A正確．在t2～t3時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量均勻變化，由法拉第電磁感覺(jué)定律可知，L中磁通量不變，則L中沒(méi)有感覺(jué)電流，因此沒(méi)有變化的趨勢(shì)，故B、C錯(cuò)誤．D項(xiàng)，在t3～t4時(shí)間內(nèi)，向下的磁通量減小，依照楞次定律，在線圈中的電流方向c到b，依照右手螺旋定則，穿過(guò)圓環(huán)L的磁通量向里減小，則依照楞次定律，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母杏X(jué)電流，故D正確．【答案】AD11．一空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，兩條電阻不計(jì)的平行圓滑導(dǎo)軌豎直放置在磁場(chǎng)內(nèi)，如圖11所示，磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝0.5T，導(dǎo)體棒AB、CD長(zhǎng)度均為0.2m，電阻均為0.1Ω，重力均為0.1N．現(xiàn)用力向上拉動(dòng)導(dǎo)體棒AB，使之勻速上升(導(dǎo)體棒AB、CD與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異)，此時(shí)CD靜止不動(dòng)，則AB上升時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖11A．AB碰到的拉力大小為2NB．AB向上運(yùn)動(dòng)的速度為2m/sC．在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D．在2s內(nèi)，拉力做功為0.6J【解析】對(duì)導(dǎo)體棒CD解析：mg＝BIl＝B2l2v，得v＝，應(yīng)選項(xiàng)B正R2m/s確；對(duì)導(dǎo)體棒AB解析：F＝mg＋BIl＝0.2N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在2s內(nèi)拉力做功轉(zhuǎn)化的電能等于戰(zhàn)勝安培力做的功，即W＝F安vt＝0.4J，選項(xiàng)C正確；在2s內(nèi)拉力做的功為Fvt＝0.8J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】BC12．某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖12所示的火情報(bào)警系統(tǒng)，其中M是理想變壓器，將a，b接在恒定電壓的正弦交流電源上，RT為用半導(dǎo)體熱敏資料制成的傳感器(其電阻率隨溫度高升而減小)，電流表A2為值班室的顯示器，顯示經(jīng)過(guò)R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)，R2為定值電阻．若傳感器RT所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖12A．電流表A1的示數(shù)不變，電流表A2的示數(shù)增大B．電流表A1的示數(shù)增大，電流表A2的示數(shù)減小C．電壓表V1的示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)增大D．電壓表V1的示數(shù)不變，電壓表V2的示數(shù)變小【解析】當(dāng)傳感器RT所在處出現(xiàn)火情時(shí)，T的電阻減小，以致電路的總R的電阻減小，因此電路中的總電流將會(huì)增加，A1測(cè)量的是原線圈中的總的電流，①由于副線圈的電流增大了，因此原線圈的電流A1示數(shù)也要增加；②由于電源的電壓不變，匝數(shù)比不變，原副線圈的電壓也不變，因此V1的示數(shù)不變；③由于副線圈中電流增大，R2的電壓變大，因此V2的示數(shù)要減?。虎躌1的電壓也要減小，因此A2的示數(shù)要減??；由①④可知A錯(cuò)誤，B正確；由②③可知C錯(cuò)誤，D正確．【答案】BD二、非選擇題(本題共4小題，共52分．按題目要求作答．)13．(10分)傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動(dòng)控制中發(fā)揮重視要作用，傳感器能夠?qū)⒏杏X(jué)到的物理量(如溫度、光、聲等)變換成便于測(cè)量的量(平時(shí)是電學(xué)量)，如熱敏傳感器，主若是應(yīng)用了半導(dǎo)體資料制成的熱敏電阻將熱學(xué)量變換為電學(xué)量．熱敏電阻隨溫度變化的圖像如圖13甲所示，圖乙是由熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)警器線路圖．問(wèn)：甲

乙圖13(1)為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器鈴響，c應(yīng)接在________(選填“a”或“b”)．(2)若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向________(選填“左”或“右”)搬動(dòng)．【解析】(1)溫度高升熱敏電阻變小，控制左邊電路電流變大，電磁鐵磁性變強(qiáng)，要使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器報(bào)警，c應(yīng)接在a處．(2)滑片P向左移，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，在溫度更高時(shí)控制電路才能有足夠大的電流，使磁鐵有足夠大引力吸引開(kāi)關(guān)，因此滑片向左搬動(dòng)能夠提高報(bào)警器的報(bào)警溫度．【答案】(1)a(2)左14．(12分)交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝2πT．為了用此發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220V11kW”的電動(dòng)機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電動(dòng)機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如圖14所示．求：圖14(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓；(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(3)與變壓器原線圈串通的交流電流表的示數(shù)．【解析】(1)最大電動(dòng)勢(shì)為Em＝NBSω＝2πNBSf2＝2π×220×π×0.05×50V＝11002V發(fā)電機(jī)輸出電壓U1＝Em＝1100V.2(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1＝U1＝1100V＝5∶1.n2U2220V(3)由P＝UI得副線圈的總電流為P11×103I2＝2＝2×220A＝100AU2由I1＝n2得I2n11＝n221×100A＝20A.II＝5n1【答案】(1)1100V(2)5∶1(3)20A15．(14分)如圖15甲所示，正方形導(dǎo)線框abcd勻速穿過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū)．磁場(chǎng)所區(qū)的寬度為L(zhǎng)、磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；導(dǎo)線框的電阻為R，邊長(zhǎng)為2L，在穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)線框ab、cd兩邊向來(lái)保持與磁場(chǎng)界線平行，導(dǎo)線框平面向來(lái)與磁場(chǎng)方向垂直；導(dǎo)線框的速度大小為v，方向垂直于cd邊，規(guī)定電流沿a→b→c→d→a為正方向．甲乙圖15(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊走開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，導(dǎo)線框中感覺(jué)電流隨位移變化的i-x圖像；(2)求在上述過(guò)程中導(dǎo)線框所產(chǎn)生的焦耳熱Q.【解析】(1)線框在進(jìn)入磁場(chǎng)及走開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，E＝2BLv2BLvI＝R＝R由楞次定律，cd邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，I為負(fù)方向，ab邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，I為正方向．i-x圖像以下列圖：(2)cd邊或ab邊切割磁感線時(shí)，線框產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2RtL而t＝t1＋t2，t1＝t2＝v23解得Q＝8BLvR.23【答案】(1)i-x圖像見(jiàn)解析(2)8BLvR16．(16分)如圖16所示，電阻可忽略的圓滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)x＝1.15m，兩導(dǎo)軌間距L＝0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R＝1.5Ω的電阻，磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上．阻值r＝0.5Ω、質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸優(yōu)異，從軌道上端ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr