2020秋高中物理3-2達標作業(yè)：模塊綜合檢測（一）含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2020秋高中物理人教版選修3-2達標作業(yè)：模塊綜合檢測（一）含解析模塊綜合檢測（一）（時間：90分鐘分值：100分）一、單項選擇題（本題共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.機器人裝有作為眼睛的“傳感器"，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器"，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎.下列有關(guān)該機器人“眼睛"的說法中正確的是()A。力傳感器 B。光傳感器C.溫度傳感器 D。聲音傳感器解析：遇到障礙物會繞開，說明它是光傳感器,故選項B正確，選項A、C、D錯誤.答案:B2.現(xiàn)用電壓為380V的正弦式交變電流給額定電壓為220V的電燈供電，以下電路中不可能使燈泡正常發(fā)光的有（）解析：由題圖可知，A、B中均有電阻分壓，可以使燈泡正常發(fā)光；C為降壓變壓器，通過變壓器降壓也可以使燈泡正常發(fā)光；D為升壓變壓器，燈泡兩端的電壓要大于380V，不可行.答案：D3.對于如圖所示的電流i隨時間t做周期性變化的圖象,下列說法中正確的是（）A.電流大小變化，方向不變，是直流電流B.電流大小、方向都變化，是交變電流C。電流的周期是0。02s，最大值是0.2AD。電流做周期性變化，是交變電流解析：方向隨時間做周期性變化是交變電流最重要的特征,因為在此坐標系中電流的方向用正負表示，所以此電流的方向沒有改變，是直流電流,A正確,B、D錯誤；由題圖象可以看出電流的周期是0.01s，而不是0。02s，C錯誤。答案：A4。如圖所示,北京某中學生在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B1，方向由南向北,豎直分量大小為B2，假設(shè)自行車的車把為長為L的金屬平把，下列結(jié)論正確的是（)A.圖示位置中輻條上A點比B點電勢低B。左車把的電勢比右車把的電勢低C。自行車左拐改為南北騎向,輻條上A點比B點電勢高D.自行車左拐改為南北騎向，輻條上A點比B點電勢低解析：自行車行駛時,輻條切割磁感線,從東往西沿直線以速度v騎行，根據(jù)右手定則判斷可知，圖示位置中輻條上A點電勢比B點電勢低,故A正確；在行駛過程中，車把與豎直分量的磁場切割，因此產(chǎn)生感應電流，根據(jù)右手定則可知，左車把的電勢比右車把的電勢高,故B錯誤;自行車左拐改為南北騎向,自行車輻條沒有切割磁感線,則沒有電勢的高低,故C、D錯誤。故選A。答案：A5.如圖所示，在通電長直導線的下方放置一閉合導線框abcd,不能使abcd中產(chǎn)生感應電流的情況是（）A.長直導線中通以變化的電流B。長直導線中通以恒定的電流，線圈左右平移C.長直導線中通以恒定的電流，線圈上下平移D.長直導線中通以恒定的電流，線圈繞ad邊轉(zhuǎn)動解析:長直導線中通以變化的電流時，產(chǎn)生的磁場變化,穿過線框的磁通量變化，將產(chǎn)生感應電流；長直導線中通以恒定的電流，周圍產(chǎn)生恒定的磁場，導線框左右移動時,雖然在切割磁感線，但磁通量沒有變化，因此也不會產(chǎn)生感應電流；長直導線中通以恒定的電流，周圍產(chǎn)生恒定的磁場,線圈上下平移時，穿過線框的磁通量增加或減小,將產(chǎn)生感應電流；長直導線中通以恒定的電流，周圍產(chǎn)生恒定的磁場，線圈繞ad邊轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量減小，將產(chǎn)生感應電流.故選B.答案：B6.兩根通電直導線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖所示,線圈L的平面跟紙面平行?，F(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到B位置，則在平移過程中,線圈中的感應電流(）A。沿順時針方向，且越來越小B.沿逆時針方向，且越來越大C.始終為零D。先順時針，后逆時針解析：整個過程中，穿過線圈的磁通量為0。答案:C7。在光滑的桌面上放有一條形磁鐵，條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán)，如圖所示.則以下關(guān)于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是（)A.釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒B。釋放圓環(huán)，環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵的重力大C.給磁鐵水平向右的初速度,磁鐵滑出時做勻速運動D。給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左的運動趨勢解析：根據(jù)條形磁鐵的電場線的分布，銅質(zhì)小圓環(huán)在下落過程中，磁通量始終為零,無電磁感應現(xiàn)象，釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒，磁鐵對桌面的壓力等于磁鐵的重力，故A對，B錯.當磁鐵左右移動時,銅質(zhì)小圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可以判斷，電磁感應的機械效果是阻礙它們之間的相對運動，給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動，C錯.線圈有向右運動的趨勢，D錯。答案：A8。如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻r不能忽略.A、B是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當大、電阻可忽略的線圈。關(guān)于這個電路的說法正確的是(）A.從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi),A燈立刻亮，而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定B.從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定C。開關(guān)由閉合到斷開瞬間,A燈閃亮一下再熄滅D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,電流自左向右通過A燈解析：開關(guān)閉合，由于L產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增大，B燈將推遲一些時間才能正常發(fā)光，而A燈立刻亮,當L不起作用后,A燈亮度逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定,選項A正確，B錯誤；開關(guān)斷開的瞬間,L作為電源，通過L中的電流值是逐漸減小的，由于穩(wěn)定時燈泡A、B中電流大小相等，故A燈不會閃亮，而是慢慢熄滅的，選項C錯誤;開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自右向左通過A燈，選項D錯誤.答案：A9。如圖所示,空間某區(qū)域中有一勻強磁場,磁感應強度方向水平，且垂直于紙面向里,磁場上邊界b和下邊界d水平.在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平.線圈從水平面a開始下落.已知磁場上、下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離.若線圈下邊剛通過水平面b、c（位于磁場中）和d時，線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd,則（）A。Fd>Fc>Fb B.Fc〈Fd<FbC。Fc〉Fb〉Fd D。Fc<Fb<Fd解析:線圈從a到b做自由落體運動,在b處開始進入磁場切割磁感線，產(chǎn)生感應電流，受到安培力作用，由于線圈的上下邊的距離很短，所以經(jīng)歷很短的變速運動而完全進入磁場，c處線圈中磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流，不受安培力作用，但線圈在重力作用下依然加速，因此線圈在d處離開磁場切割磁感線時,產(chǎn)生的感應電流較大,故該處所受安培力必然大于b處。綜合分析可知,選項D正確.答案:D10.如圖甲所示，導體棒MN置于水平導軌上,PQMN所圍的面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計導軌和導體棒的電阻。導軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在0~2t0時間內(nèi)磁感應強度的變化情況如圖乙所示，導體棒MN始終處于靜止狀態(tài).下列說法正確的是(）A.在0～t0和t0～2t0時間內(nèi)，導體棒受到的導軌的摩擦力方向相同B。在0～t0時間內(nèi)，通過導體棒的電流方向為N到MC。在t0～2t0時間內(nèi)，通過電阻R的電流大小為eq\f（SB0，Rt0)D.在0～t0時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為eq\f(SB0,2R)解析:導體棒MN始終靜止，與導軌圍成的線框面積不變，根據(jù)電磁感應可得感應電動勢E＝eq\f（ΔΦ,Δt)＝Seq\f（ΔB，Δt),即感應電動勢與B-t圖象斜率成正比，0～t0時間內(nèi)的感應電流I1＝eq\f（E,R)＝Seq\f（ΔB,ΔtR）＝Seq\f（B0，t0R），t0～2t0時間內(nèi)的感應電流I2＝eq\f(E，R）＝Seq\f（ΔB,ΔtR)＝Seq\f（2B0,t0R)，選項C錯誤。0～t0時間內(nèi)豎直向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律,感應電流的磁場方向豎直向上，感應電流為N到M，選項B正確。0～t0時間內(nèi)磁通量在減小，根據(jù)楞次定律要阻礙磁通量的減小，導體棒有向右運動的趨勢，摩擦力水平向左；t0～2t0時間內(nèi)磁通量增大，同理可判斷導體棒有向左運動的趨勢，摩擦力水平向右,選項A錯誤.在0～t0時間內(nèi),通過電阻R的電荷量Q＝eq\o（I，\s\up6（－）)×Δt＝eq\f（\o（E，\s\up6（－)），R)×Δt＝Seq\f(ΔB,ΔtR）×Δt＝eq\f（SΔB，R）＝eq\f(SB0，R），選項D錯誤.答案：B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。如圖所示,電阻為r的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以某一角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.t＝0時,線圈平面與磁場垂直,各電表均為理想交流電表,則（)A。1s內(nèi)電路中的電流方向改變了eq\f（ω，π）次B?；琍向下滑動時，電壓表的讀數(shù)不變C.線圈勻速運動的角速度ω變大時，電流表的讀數(shù)也變大D。t＝0時,線圈中的感應電動勢最大解析：交流電的頻率為f＝eq\f(ω,2π),1s內(nèi)電流方向改變2f，即eq\f(ω，π）,故A正確；滑片P向下滑動時，電阻增大，電流減小,電源內(nèi)阻分壓減小，所以電壓表讀數(shù)變大，故B錯誤；線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω變大時，電動勢的最大值Em＝NBSω增大，電流表的讀數(shù)變大，故C正確；t＝0時，線圈位于中性面,此時感應電動勢為零，故D錯誤。答案：AC12。如圖是遠距離輸電的示意圖，則電壓U1、U2、U3、U4之間的關(guān)系是()A.U1〈U2 B.U2〉U3C。U3>U4 D.U3＝U1＋U2解析：由題圖可知，左邊是升壓變壓器，則U1<U2，由于輸電線有電阻，導致U3〈U2;右邊則是降壓變壓器，所以U3>U4.故A、B、C正確，D錯誤。答案：ABC13。如圖所示，M是一個小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶1,a、b端接有正弦交變電流，電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.變壓器右側(cè)部分為一火警報警電路原理圖，其中R2為用半導體熱敏材料（電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器,R1為一定值電阻,電壓表和電流表可視為理想電表。下列說法中正確的是(）A。變壓器副線圈的輸出電壓的表達式為u＝20eq\r(2）sin100πt（V）B。當傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時，電壓表的示數(shù)為20VC.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表的示數(shù)減小D。當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電流表的示數(shù)減小解析：變壓器次級電壓最大值為U2m＝eq\f(n2，n1)U1m＝eq\f(1，11)×220eq\r(2)V＝20eq\r（2)V，交流電ω＝eq\f（2π，T）＝100πrad/s，變壓器副線圈的輸出電壓的表達式為u＝20eq\r（2）sin100πt（V），選項A正確；變壓器次級電壓有效值為U2＝eq\f（U2m，\r(2)）＝20V，故當傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時，電壓表的示數(shù)小于20V，選項B錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，R2阻值減小，次級電流增大，電阻R1的電壓增大,R2上的電壓減小，故電壓表的示數(shù)減小，選項C正確；由于次級電流增大，故初級電流增大，電流表的讀數(shù)增大,選項D錯誤。答案：AC14.如圖所示,用兩根足夠長的粗糙金屬條折成“┌”型導軌,右端水平,左端豎直，與導軌等寬的粗糙金屬細桿ab、cd與導軌垂直且接觸良好.已知ab、cd桿的質(zhì)量、電阻值均相等，導軌電阻不計。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在水平向右的拉力F作用下沿導軌向右勻速運動時,cb桿沿軌道向下運動,以下說法正確的是（）A。cd桿一定向下做勻加速直線運動B.拉力F的大小一定不變C。回路中的電流強度一定不變D。拉力F的功率等于ab桿上的焦耳熱功率與摩擦熱功率之和解析：由題圖看出，ab勻速切割磁感線，產(chǎn)生恒定的感應電動勢，cd不切割磁感線，不產(chǎn)生感應電動勢，回路中感應電流恒定，C正確.cd桿豎直方向上受到向下的重力和向上的滑動摩擦力f，水平方向受到軌道的支持力N和安培力FA，則f＝μN＝μFA＝μBIL，可知f大小不變。若重力大于滑動摩擦力，cd桿做勻加速運動，若重力等于滑動摩擦力，cd桿做勻速運動，故A錯誤。對于ab桿：水平方向受到F、安培力和滑動摩擦力f′＝μmg，安培力和滑動摩擦力大小不變，則知F不變，故B正確。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知：拉力F的功率與cd桿重力功率之和等于兩桿上的焦耳熱功率與摩擦熱功率之和，故D錯誤.答案：BC三、計算題（本題共4小題，共50分，解答時應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)15.（10分）半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長為l的正方形abcd外，勻強磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域,如圖甲所示.當磁場隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示時，則:（1）穿過圓形線圈磁通量的變化率為多少？（2）t0時刻線圈中產(chǎn)生的感應電流為多大？圖甲圖乙解析:（1）由題圖乙可知，磁通量的變化率為eq\f(ΔΦ,Δt）＝eq\f(ΔB，Δt）S＝eq\f（B0，t0）l2。（2）根據(jù)法拉第電磁感應定律得線圈中的感應電動勢為E＝eq\f(nΔΦ，Δt)＝neq\f（B0,t0）l2，再根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應電流I＝eq\f(E，R)＝neq\f(B0l2，t0R).16.(10分）如圖所示，水平桌面上有兩個質(zhì)量為m＝5.0×10－3kg、邊長均為L＝0。2m的正方形線框A和B，電阻均為R＝0.5Ω，用絕緣細線相連靜止于寬為d＝0.8m的勻強磁場的兩邊，磁感應強度B＝1。0T，現(xiàn)用水平恒力F＝0.8N拉線框B，不計摩擦，線框A的右邊離開磁場時恰好做勻速運動，求：(1）線框勻速運動的速度;（2）線框產(chǎn)生的焦耳熱。解析：（1)線框A的右邊離開磁場時E＝BLv,I＝eq\f（E，R).平衡條件為F＝BIL，所以v＝eq\f（FR,B2L2）＝10m/s。(2）由能量守恒定律Q＝Fd－eq\f（1,2)·2mv2，代入數(shù)據(jù)解得線框進出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝0。14J.17.（15分)一個直流電動機的內(nèi)電阻r＝2Ω，與R＝8Ω的電阻串聯(lián)后接在線圈上,如圖所示。已知線圈的面積為S＝eq\f(\r(2）,20）m2,共100匝，線圈的電阻為r′＝2Ω，線圈在B＝eq\f（2,π)T的勻強磁場中繞OO′以轉(zhuǎn)速n＝600r/min勻速轉(zhuǎn)動，在合上開關(guān)S后電動機正常工作時，電壓表的示數(shù)為U＝100V，求電動機正常工作時的輸出功率。解析：線圈的角速度ω＝2πn＝2π×eq\f（600,60）rad/s＝20πrad/s，線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em＝NBSω＝200eq\r（2）V，有效值為E＝eq\f(Em，\r（2)）＝200V,則電路中的電流為I＝eq\f（E－U,R＋r′)＝10A.故電動機正常工作時的輸出功率為P＝UI－I2r＝800W.18.(15分）如圖甲所示，兩根光滑固定導軌相距0.4m豎直放置，導軌電阻不計，在導軌末端P、Q兩點處用兩根等長的細導線懸掛金屬棒cd.棒cd的質(zhì)量為0。01kg,長為0。2m,處于磁感應強度為B0＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向里。相距0.2m的水平虛線MN和JK之間的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于導軌平面向里的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.在t＝0時刻，質(zhì)量為0。02kg、阻值為0。3Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2m高度處，由靜止開始釋放，下落過程中保持水平