高中物理 本冊綜合能力測試(B) 新人教版選修3-2

本冊綜合能力測試(B)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項符合題目要求，有些小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．電磁學的成就極大地推動了人類社會的進步。下列說法正確的是()A．甲圖中，這是錄音機的錄音電路原理圖，當錄音機錄音時，由于話筒的聲電轉換，線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產生變化的磁場B．乙圖電路中，開關斷開瞬間，燈泡會突然閃亮一下，并在開關處產生電火花C．丙圖中，在真空冶煉中，可以利用高頻電流產生的渦流冶煉出高質量的合金D．丁圖中，鉗形電流表是利用電磁感應原理制成的，它的優(yōu)點是不需要切斷導線，就可以方便地測出通過導線中交變電流的大小答案：ACD2．(·寶雞高二檢測)如圖所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行方向飛入MN極板間，突然發(fā)現電子向M板偏轉，若不考慮磁場對電子運動方向的影響，則產生這一現象的時刻可能是()A．開關S閉合瞬間B．開關S由閉合后斷開瞬間C．開關S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動時D．開關S是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動時答案：AD解析：若開關S閉合，由右手螺旋定則可知，左側螺線管右端為N極；發(fā)現電子向M板偏轉，說明M、N兩板的電勢φM>φN，即右側螺線管中產生了流向M板的電流，由右手螺旋定則可知，右側螺線管左端為N極，如圖所示；由楞次定律可知，左側螺線管中電流增大，選項A、D正確。3.繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、電鍵相連，如圖所示。線圈上端與電源正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起。則下列說法中正確的是()A．若保持電鍵閉合，則鋁環(huán)不斷升高B．若保持電鍵閉合，則鋁環(huán)停留在某一高度C．若保持電鍵閉合，則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D．如果電源的正、負極對調，觀察到的現象不變答案：CD解析：若保持電鍵閉合，磁通量不變，感應電流消失，所以鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落，A、B錯，C對；正、負極對調，閉合電鍵磁通量增加，由楞次定律知，鋁環(huán)向上跳起，現象不變，D正確。4．(·?？诟叨谥?一根彎成直角的導線放在B＝0.4T的勻強磁場中，如圖所示，導線ab＝30cm，bc＝40cm，當導線以5m/s的速度做切割磁感線運動時可能產生的最大感應電動勢的值為()A．1.4V B．1.0VC．0.8V D．0.6V答案：B解析：彎成直角的導線的最大有效長度為ac連線長度，當導線沿垂直于ac連線方向切割磁感線運動時可產生最大的感應電動勢。此時感應電動勢E＝Blv＝0.4×5×0.5V＝1.0V，選項B正確。5.內壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內，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動，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應強度B隨時間成正比例增加的變化磁場。設運動過程中小球帶電荷量不變，那么(如圖所示)()A．小球對玻璃圓環(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，之后沿順時針方向加速運動D．磁場力對小球一直不做功答案：CD解析：變化的磁場將產生感生電場，這種感生電場由于其電場線是閉合的，也稱為渦旋電場，其場強方向可借助電磁感應現象中感應電流方向的判定方法，使用楞次定律判斷。當磁場增強時，會產生順時針方向的渦旋電場，電場力先對小球做負功使其速度減為零，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；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。故正確答案為C、D。6．(天津一中高二期中)圖甲如圖甲所示，虛線上方空間有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，直角扇形導線框繞垂直于紙面的軸O以角速度ω勻速逆時針轉動。設線框中感應電流的方向以逆時針為正，線框處于圖示位置時為時間零點。那么，在圖乙中能正確表明線框轉動一周感應電流變化情況的是()圖乙答案：A7．(·青州一中高二期末)為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時進行調壓，圖甲為調壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變，當滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓。某次檢測得到用戶電壓u2隨時間t變化的曲線如圖乙所示。以下正確的是()A．u2＝190eq\r(2)sin(50πt)VB．u2＝190eq\r(2)sin(100πt)VC．為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應將P適當下移D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應將P適當上移答案：BD解析：由u2－t圖知u2m＝190eq\r(2)V，T＝2×10－2s，故ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，故u2＝190eq\r(2)sin(100πt)V。選項A錯誤，選項B正確。由變壓器電壓與匝數關系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(n2U1,n1)，可減小n1以使u2的有效值增大至220V，即將P適當上升，故選項C錯誤，選項D正確。8．(·北京第六十六中學高二期中)先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電。第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化(如圖甲所示)；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是()A．第一次，燈泡兩端的電壓有效值是U0/2B．第二次，燈泡兩端的電壓有效值是3U0/2C．第一、第二次，燈泡的電功率之比是2：9D．第一、第二次，燈泡的電功率之比是1：5答案：D解析：甲電源有效值U＝eq\f(\r(2),2)U0，A錯。乙電源：eq\f(U′2,R)·T＝eq\f(2U02,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(U\o\al(2,0),R)·eq\f(T,2)，U′＝eq\r(\f(5,2))U0，B錯。P＝eq\f(U2,R)，則兩次功率之比eq\f(P,P′)＝eq\f(U2,U′2)＝eq\f(\f(1,2)U\o\al(2,0),\f(5,2)U\o\al(2,0))＝eq\f(1,5)。即只有D正確。9．某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側線圈L1由火線和零線并行繞成。當右側線圈L2中產生電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質開關K，從而切斷家庭電路。僅考慮L1在鐵芯中產生的磁場，下列說法正確的有()A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變C．家庭電路發(fā)生短路時，開關K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關K將被電磁鐵吸起答案：ABD解析：本題結合實際問題，考查電磁感應的應用和電流的磁效應，解答關鍵對左右線圈中的電磁感應和電流的磁效應進行正確的分析。家庭電路正常工作時，左側線圈L1中零線和火線中的電流大小相等、方向相反，在左側線圈中產生的磁通量相互抵消，穿過L1、鐵芯、L2中的磁通量始終為零，選項A正確。當家庭電路使用的用電器增多時，零線與火線中的電流同時增大，但其中的電流方向總是相反。零線和火線產生的磁通量總是相互抵捎，使L1、鐵芯、L2中磁通量總是為零，選項B正確，家庭電路發(fā)生短路時，零線與火線中的電流仍是大小相等、方向相反，L2中磁通量仍為零，不會產生電磁感應現象，L2中無感應電流，電磁鐵無磁性，不會將K吸起，選項C錯誤。地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，有電流通過人體流向大地，該部分的電流不可能流經零線，該情況發(fā)生時使火線中的電流增大，使火線和零線中的電流大小不再相等，導致左側L1中的磁通量增加，從而使鐵芯、L2中的磁通量均增加，L2中產生感應電流，電磁鐵產生磁場，對開關K產生吸引力，吸起K，斷開電路，避免觸電事故的發(fā)生，選項D正確。10．(·青島五校高二檢測)如圖，矩形閉合導體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻。線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場方向垂直。設OO′下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律()答案：A解析：在0～t1時間內，線框做自由落體運動，t2時刻以后，線框全部進入磁場后做勻加速直線運動，這兩段時間內的v－t圖線均為直線。在t1～t2時間內，線框進入磁場的過程中，線框的運動狀態(tài)與進入磁場時的速度v有關。當線框在磁場中勻速運動時，安培力等于重力，即eq\f(B2L2v0,R)＝mg。若線框的速度v大于v0，則進入磁場后減速，由eq\f(B2L2v,R)－mg＝ma可知，加速度減小，若線框速度v>v0，但相差不大，則線框進入磁場后可能先減速再勻速，B項正確；若線框的速度v＝v0，則線框進入磁場一直勻速至全部進入磁場，D項正確；若線框的速度v<v0，但相差不大，則線框進入磁場后可能先加速再勻速；若線框的速度v遠小于v0，則線框進入磁場后一直加速，加速度減小，C項正確。不可能的只有A選項。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(5分)如圖為“研究電磁感應現象”的實驗裝置。(1)將圖中所缺導線補接完整。(2)如果在閉合電鍵時發(fā)現靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后：A．將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將________。(填“向左偏轉一下”或“向右偏轉一下”或“不偏轉”)B．原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時，靈敏電流計指針________。(填“向左偏轉一下”或“向右偏轉一下”或“不偏轉”)答案：(1)如圖所示(2)A.向右偏轉一下B．向左偏轉一下12．(6分)原始的電話機將聽筒和話筒串聯成一個電路，當自己對著話筒講話時，會從聽筒中聽到自己的聲音，導致聽覺疲勞而影響通話?，F代的電話將聽筒電路與話筒電路分開，改進后的電路原理示意圖如圖所示，圖中線圈Ⅰ與線圈Ⅱ的匝數相等，R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，Rx為可變電阻。當Rx調到某一值時，從聽筒中就聽不到話筒傳出的聲音了，這時Rx＝________kΩ。答案：1.8解析：當Ⅰ、Ⅱ線圈所在的回路對稱時，從聽筒中就聽不到話筒發(fā)出的聲音了。即Rx與R并聯后的總電阻與R0相等，即可形成回路對稱。則eq\f(Rx·R,Rx＋R)＝R0代入數據R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，解得Rx＝1.8kΩ13．(7分)傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠將感受到的物理量(如溫度、光、聲等)轉換成便于測量的量(通常是電學量)，例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻Rt作為傳感器制作的簡單自動報警器的線路圖。問：(1)為了使溫度過高時報警鈴響，c應接在________(填“a”或“b”)；(2)若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器滑片P向________移動(填“左”或“右”)；(3)如果在調試報警器達最低報警溫度時，無論如何調節(jié)滑動變阻器滑片P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路實際不能工作的原因可能是________。答案：(1)a(2)左(3)可能是乙圖中的電源電壓太低或繼電器線圈太少或彈簧勁度系數太大解析：(1)由圖甲可知當溫度升高時Rt的阻值減小，通過線圈的電流變大，線圈的磁通量變大，對銜鐵的引力變大，可與a點接觸，欲使報警器報警，c應接在a點。(2)若使啟動報警的溫度提高些，可使電路的相對電流減小一些，以使得熱敏電阻Rt的阻值減小的更大一些，所以將滑動變阻器滑片P向左移動，增大滑動變阻器接入電路的阻值。(3)在調試報警器達最低報警溫度時，無論如何調節(jié)滑動變阻器滑片P都不能使報警器工作，可能是通過線圈的電流太小，線圈的磁通量小，對銜鐵的引力較小，也可能是彈簧的彈力較大，線圈的磁力不能將銜鐵吸引到和a接觸的狀態(tài)。所以可能是乙圖電源電壓太低或繼電器線圈匝數太少或彈簧勁度系數太大。三、論述·計算題(共4小題，42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)14．(10分)如圖所示，用導線繞成面積為S＝0.5m2的圓環(huán)，圓環(huán)與某種半導體材料制成的光敏電阻R連接成閉合回路。圓環(huán)全部處于按如圖所示規(guī)律變化的磁場中。P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的三個扇形a、b和c構成，它可繞垂直于盤面的中心軸轉動。當細光束通過扇形a、b、c照射光敏電阻R時，R(1)求線圈中感應電動勢的大小；(2)在t＝0.03s時，圓盤剛好轉到使細光束通過扇形b照射光敏電阻R，求此時光敏電阻的電功率大小。答案：(1)1V(2)0.05W解析：(1)線圈中產生的感應電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)E＝eq\f(0.06＋0.04×0.5,0.05)V＝1V(2)此時R＝20Ω，光敏電阻的電功率P＝eq\f(E2,R)P＝eq\f(1,20)W＝0.05W15．(10分)如圖所示，兩光滑金屬導軌，間距d＝0.2m，在桌面上的部分是水平的，處在磁感應強度B＝0.1T、方向豎直向下的有界磁場中，電阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金屬桿ab質量m＝0.2kg、電阻r＝1Ω，在導軌上距桌面h＝0.2m高處由靜止釋放，落地點距桌面左邊緣的水平距離s＝0.4m，g＝10m/s2，求：(1)金屬桿剛進入磁場時，桿中的電流大小和方向；(2)整個過程中R上放出的熱量。答案：(1)0.01A；a→b(2)0.225J解析：(1)ab桿剛進入磁場的瞬間，速率為v，由機械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gh)＝2m/s此時感應電動勢E＝Bdv＝0.1×0.2×2V＝0.04VI＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(0.04,3＋1)A＝0.01A方向：桿中由a→b(2)金屬桿平拋初速度為v′，則有s＝v′eq\r(\f(2H,g))，v′＝eq\f(s,\r(\f(2H,g)))＝1m/s由能量守恒，有Q＝mgh－eq\f(1,2)mv′2＝(0.2×10×0.2－eq\f(1,2)×0.2×12)J＝0.3JR放出的熱量QR＝eq\f(Q,R＋r)·R＝eq\f(0.3,3＋1)×3J＝0.225J16．(10分)某村在較遠的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機的輸出功率為200kW，輸出電壓為500V，輸電導線的總電阻為10Ω，導線上損耗的電功率為16kW，該村的用電電壓是220V。(1)輸電電路如圖所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數比；(2)如果該村某工廠用電功率為80kW，則該村還可以接“220V40W”的電燈多少盞？答案：(1)1：10230：11(2)2600解析：(1)因為P損＝Ieq\o\al(2,2)R線所以I2＝eq\r(\f(P損,R線))＝40AI1＝eq\f(P,U1)＝400A則eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(1,10)U3＝U2－I2R線＝(500×10－40×10)V＝4600V則eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(230,11)(2)據降壓變壓器輸入功率等于輸出功率有P3＝P4＝184kW燈可以消耗的功率是P燈＝104kW所以還可裝燈n＝104000/40＝2600盞。17．(12分)(·臺州市高二期末)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兩點用兩根等長的細導線懸掛金屬棒cd。棒cd的質量為0.01kg，長為0.2m，處在磁感應強度為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