2020秋高中物理3-2達標(biāo)作業(yè)：模塊綜合檢測（二）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020秋高中物理人教版選修3-2達標(biāo)作業(yè)：模塊綜合檢測（二）含解析模塊綜合檢測（二)（時間：90分鐘分值:100分)一、單項選擇題（本大題共10小題,每小題3分，共30分.在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）1。如圖所示,一個矩形線圈abcd放在垂直紙面向里的勻強磁場中，在進行下列操作時，整個線圈始終處于磁場之內(nèi)，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.線圈沿紙面向右移動B.線圈沿紙面向下移動C。線圈垂直紙面向外移動D.線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。因此無論線圈如何運動，關(guān)鍵是看其磁通量是否變化,從而判斷出是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。由于磁場是勻強磁場，把線圈向右拉動，或向上拉動，或垂直紙面向外運動，其磁通量均不變化，均無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B、C錯誤；當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動時,其磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D正確。答案:D2.如圖所示,螺絲管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2,螺線管導(dǎo)線電阻r＝1Ω,電阻R＝4Ω,磁感應(yīng)強度B的B.t圖象如右圖所示（以向右為正方向)，下列說法正確的是（）A.通過電阻R的電流方向是從A到CB。感應(yīng)電流的大小保持不變?yōu)?。4AC.電阻R的電壓為6VD.C點的電勢為4。8V解析：從題圖中可得磁通量在逐漸增大,根據(jù)楞次定律可得通過R的電流方向為從C到A,A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:E＝neq\f(ΔΦ,Δt）＝neq\f(SΔB,Δt)＝1500×0.002×eq\f(6－2，2）V＝6V,而感應(yīng)電流大小為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6，4＋1)A＝1.2A，B錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有：U＝IR＝1。2×4V＝4.8V,C錯誤；因為A端接地，電壓為零，所以C端的電勢為4.8V，D正確.答案：D3.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，以下說法中正確的是（)A.穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1B.穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢瞬時值之比為10∶1D.正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶2解析：對理想變壓器,無磁通量損失,因而穿過兩個線圈的交變磁通量相同,磁通量變化率相同，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，電壓與匝數(shù)成正比；理想變壓器可以忽略熱損耗，故輸入功率等于輸出功率。故正確答案為B.答案：B4。如圖所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（）A。在P和Q中都做自由落體運動B.在兩個下落過程中的機械能都守恒C.在P中的下落時間比在Q中的長D.落至底部時在P中的速度比在Q中的大解析：小磁塊在內(nèi)壁光滑的塑料管Q中，從高處由靜止釋放做自由落體運動,機械能守恒；小磁塊在內(nèi)壁光滑的銅管P中，則會產(chǎn)生電磁阻尼阻礙小磁塊的運動，相比Q中自由落體運動時間要長，C項正確,A項錯誤；由于電磁阻尼產(chǎn)生焦耳熱,機械能不守恒，B項錯誤；由于機械能有損失，落至底部時在P中的速度比在Q中的小，D項錯誤.答案：C5。如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200的兩個線圈，上線圈兩端與u＝51sin314t（V)的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是（）A。2.0V B。9.0VC.12.7V D.144。0V解析:根據(jù)u＝51sin314t（V）可知交流電的最大值為Um＝51V，則其有效值U1＝eq\f(51,\r（2）)V＝eq\f（51，2)eq\r(2）V；由題圖可知線圈n1是原線圈，線圈n2是副線圈，如果變壓器是理想變壓器,由輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系有eq\f(U1,U2）＝eq\f(n1,n2)，可得U2＝eq\f（n2，n1）U1＝eq\f（200，800)×eq\f(51,\r(2）)V＝eq\f（51，8）eq\r(2)V≈9V，因為交流電壓表指示的是有效值,故如果是理想變壓器則B正確，但實際變壓器存在漏磁現(xiàn)象,故通過原線圈的磁通量大于通過副線圈的磁通量，故實際副線圈的輸出電壓小于9V，故A正確.答案:A6.如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd,電阻為r,外電路的電阻為R，a、b的中點和cd的中點的連線OO′恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,則以下判斷正確的是（）A。圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大為Em＝BL2ωB.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝eq\f（1，2）BL2ωcosωtC。線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(πB2ωL4R，4（R＋r）2)D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為q＝eq\f(2BL2，R＋r)解析：題圖示位置線圈中沒有任何一邊切割磁感線，感應(yīng)電動勢為零，故A錯誤；當(dāng)線圈與磁場平行時感應(yīng)電動勢最大,最大值為Em＝BSω＝eq\f(1，2）BL2ω，瞬時值表達式為e＝eq\f(1,2）BL2ωsinωt,故B錯誤;感應(yīng)電動勢的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2）），閉合電路歐姆定律I＝eq\f（E,R＋r）,R產(chǎn)生的熱量為Q＝I2RT，周期T＝eq\f(2π,ω)，聯(lián)立得Q＝eq\f（πB2ωL4R，4（R＋r)2),故C正確；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，穿過線圈磁通量的變化量大小為ΔΦ＝2BS＝2Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f(1，2)L2）），流過電阻R的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ,R＋r）＝eq\f（BL2,R＋r)，故D錯誤.答案：C7.如圖甲、圖乙所示兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110V。若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的交流電壓,則a、b間與e、f間的電壓分別為(）A。220V，220V B。220V，110VC.110V，110V D。220V，0V解析：首先要搞清楚變壓器和分壓器在改變電壓原理上的本質(zhì)不同.對于變壓器，a、b間與c、d間的電壓比總是等于它們間線圈的匝數(shù)比，與哪一個是原線圈無關(guān)，故a、b間接220V的交流電壓，c、d間的電壓為110V,c、d間改接110V的交流電壓,則a、b間應(yīng)輸出電壓為220V；而對于分壓器，當(dāng)e、f間接220V的電壓時，電阻的e、g與f、g部分串聯(lián),g、h間電壓僅是f、g部分電阻的電壓,當(dāng)g、h間接110V的電壓時,由于e、g部分無電流，e、g兩點等電勢,故e、f間的電壓等于g、h間的電壓.只有選項B正確。答案：B8.交變電流電壓的有效值為6V，它和電阻R1、R2及電容器C、電壓表一起連接成如圖所示的電路，圖中電壓表的讀數(shù)為U1，為了保證電容器C不被擊穿，電容器的耐壓值為U2，電容器在電路中正常工作，則（）A。U1＝6eq\r(2）VU2＝6VB。U1＝6VU2＝3eq\r（2）VC.U1＝6eq\r（2)VU2≥6VD.U1＝6VU2≥6eq\r(2)V解析:電壓表讀數(shù)為交流電壓的有效值，所以電壓表讀數(shù)U1＝6V,電容器耐壓值應(yīng)大于交流電壓的最大值，U2≥6eq\r(2）V.答案：D9。如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應(yīng)強度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，則線框A、B兩端電壓UAB與線框移動距離的關(guān)系圖象正確的是（)ABCD解析:進入磁場時，注意UAB是路端電壓，應(yīng)該是電動勢的四分之三，此時E＝Bav，所以UAB＝eq\f（3Bav,4)；完全進入后，沒有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，大小為Bav，穿出磁場時電壓應(yīng)該是電動勢的四分之一,UAB＝eq\f（Bav,4），電勢差方向始終相同，即φA>φB，由以上分析可知選D。答案：D10.如圖所示，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r,L1、L2為兩個相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計,與燈泡L1連接的是一只理想二極管D。下列說法中正確的是（）A.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后L1、L2亮度相同B。斷開S的瞬間,L2會逐漸熄滅C。斷開S的瞬間，L1中電流方向向左D。斷開S的瞬間,a點的電勢比b點高解析：閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,因線圈L的直流電阻不計，所以L1與二極管被短路,導(dǎo)致燈泡L1不亮，而L2將更亮，因此L1、L2亮度不同，故A錯誤；斷開S的瞬間，L2會立刻熄滅，故B錯誤；斷開S的瞬間，線圈L與燈泡L1及二極管構(gòu)成回路，因線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,a端的電勢高于b端，所以回路中沒有電流，故C錯誤，D正確.答案：D二、多項選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中有多項符合題目要求,全部選對得5分，漏選得3分，錯選或不選得0分)11。自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻.下列說法正確的是（)A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B。歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系解析：奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)表明了電能生磁，A正確.歐姆定律描述了電流與電阻、電壓與電動勢之間的關(guān)系，焦耳定律才揭示了熱現(xiàn)象與電現(xiàn)象間的聯(lián)系，B錯誤，D正確。法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明了磁能生電，C正確。答案：ACD12。如圖所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路.當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時（)A。P、Q將互相靠攏 B。P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于g解析：方法一設(shè)磁鐵下端為N極，如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向,根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向。可見，P、Q將互相靠攏.由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律,知磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g。當(dāng)磁鐵下端為S極時,根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果.所以本題應(yīng)選AD.方法二根據(jù)楞次定律的另一表述——感應(yīng)電流的效果,總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題中“原因"是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g。答案：AD13。兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ,導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R。整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中.當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運動時，cd桿也正好以速度v2向下勻速運動。重力加速度為g。以下說法正確的是（)A.ab桿所受拉力F的大小為μmg＋eq\f(B2L2v1，2R)B.cd桿所受摩擦力為零C?；芈分械碾娏鲝姸葹閑q\f（BL(v1＋v2），2R)D。μ與v1大小的關(guān)系為μ＝eq\f（2Rmg,B2L2v1)解析：棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝BLv1，棒cd運動不切割磁感線，故不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中電流I＝eq\f（E，2R)＝eq\f(BLv1,2R）,因兩棒勻速，則對ab棒有F安＝eq\f(B2L2v1，2R)，F(xiàn)＝F安＋μmg＝eq\f(B2L2v1，2R)＋μmg。對cd棒：F安水平向右，f＝μF安＝mg,μ＝eq\f(2Rmg,B2L2v1）.故A、D正確.答案：AD14。如圖所示，內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)直徑的帶正電的小球，以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動（俯視），若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B隨時間成正比例增加的變化磁場。設(shè)運動過程中小球帶電荷量不變,那么（）A.小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力一定不斷增大B。小球所受的磁場力一定不斷增大C。小球先沿逆時針方向減速運動，過一段時間后沿順時針方向加速運動D.磁場力對小球一直不做功解析：變化的磁場將產(chǎn)生感生電場，這種感生電場由于其電場線是閉合的，也稱為渦旋電場，其電場強度方向可借助電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判定方法，使用楞次定律判斷。當(dāng)磁場增強時，會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電場力先對小球做負(fù)功使其速度減為零，后對小球做正功使其沿順時針方向做加速運動,所以C正確;磁場力始終與小球運動方向垂直，因此始終對小球不做功，D正確；小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個力作用:環(huán)的壓力FN和磁場的洛倫茲力f，這兩個力的合力充當(dāng)小球做圓周運動的向心力,其中f＝Bqv，磁場在增強，球速先減小，后增大，所以洛倫茲力不一定總在增大,B錯誤；向心力F向＝meq\f（v2，r）,其大小隨速度先減小后增大，因此壓力FN也不一定始終增大，A錯誤。故正確答案為C、D。答案:CD三、實驗題（本題共2小題，共15分）15。（6分)在探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實驗中,實驗室提供了下列器材:電源、開關(guān)、電流表、大小螺線管、鐵芯、滑動變阻器、導(dǎo)線若干，如圖所示。請按照實驗的要求連好實驗電路.解析：大螺線管和電流表組成閉合電路；帶鐵芯的小螺線管、滑動變阻器、電源、開關(guān)組成閉合回路.如圖所示。16。（9分）如圖所示為某一熱敏電阻（電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的I.U關(guān)系曲線圖.（1)為了通過測量得到如圖所示I-U關(guān)系的完整曲線，在下圖所示的a和b兩個電路中應(yīng)選擇的是圖.（2）在圖c所示電路中,電源電壓恒為9V,當(dāng)給熱敏電阻加熱后，電流表讀數(shù)將________________________________（填“增大"“減小”或“不變”）.解析：由于圖中要求測量多組數(shù)據(jù)，所測電壓調(diào)節(jié)范圍較大，且從零開始變化,所以應(yīng)選用滑動變阻器的分壓式接法，故應(yīng)選圖a；熱敏電阻溫度升高時,其電阻值減小，故干路中的電流增大。答案：（1）a（2）增大四、計算題（本題共3小題，共35分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）17.（10分）如圖甲所示，在周期性變化的勻強磁場區(qū)域內(nèi)有垂直于磁場的半徑為r＝1m、電阻為R＝3.14Ω的金屬圓形線框，當(dāng)磁場按圖乙所示規(guī)律變化時，線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生.(1）在圖丙中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的it圖象（以逆時針方向為正)；（2）求出線框中感應(yīng)電流的有效值.解析：（1)如圖所示。（2）設(shè)電流的有效值為I，則有I2RT＝Ieq\o\al（2，1)R·eq\f（T，3)＋Ieq\o\al(2,2）R·eq\f（2T,3)，解得I＝eq\r(2）A。18。(12分）如圖甲所示,一邊長l＝2。5m、質(zhì)量m＝0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B＝0。8T的勻強磁場中,它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖乙所示,在金屬線框被拉出的過程中。（1）求通過線框?qū)Ь€截面的電荷量及線框的電阻，(2）寫出水平力F隨時間變化的表達式。解析：(1)根據(jù)q＝eq\o（I，\s\up6(－))t，由I。t圖象得q＝1。25C，又eq\o（I,\s\up6（－））＝eq\f（\o(E，\s\up6（－）),R)＝eq\f(ΔΦ,Rt）＝eq\f（Bl2,Rt），得R＝4Ω。(2)由I.t圖象可知，感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律I＝0。1t，由感應(yīng)電流I＝eq\f（Blv,R），可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的，v＝eq\f（RI，Bl）＝0。2t，線框做勻加速直線運動，加速度a＝0。2m/s2，線框在外力F和安培力F′作用下做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得F－F′＝ma，得F＝（0.2t＋0。1）N。19.（13分）如圖甲所示，MNCD為一足夠長的光滑絕緣斜面，EFGH范圍內(nèi)存在方向垂直斜面的勻強磁場，磁場邊界EF、HG與斜面底邊MN(在水平面內(nèi))平行。一正方形金屬框abcd放在斜面上，ab邊平行于磁場邊界?，F(xiàn)使金屬框從斜面上某處由靜止釋放，金屬框從開始運動到cd邊離開磁場的過程中，某運動的vt圖象如圖乙所示.已知金屬框電阻為R,質(zhì)量為m,重力加速度為g,圖乙中金屬框運動的各個時刻及對應(yīng)的速度均為已知量，求：(1）斜面傾角的正弦值和磁場區(qū)域的寬度；(2）金屬框cd邊到達磁場邊界EF前瞬