高二物理 綜合能力測試B 新人教版選修3-2

本冊綜合能力檢測(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．(·江蘇淮海中學(xué)高二期中)電磁學(xué)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(dāng)錄音機錄音時，由于話筒的聲電轉(zhuǎn)換，線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場B．乙圖電路中，開關(guān)斷開瞬間，燈泡會突然閃亮一下，并在開關(guān)處產(chǎn)生電火花C．丙圖中，在真空冶煉中，可以利用高頻電流產(chǎn)生的渦流冶煉出高質(zhì)量的合金D．丁圖中，鉗形電流表是利用電磁感應(yīng)原理制成的，它的優(yōu)點是不需要切斷導(dǎo)線，就可以方便地測出通過導(dǎo)線中交變電流的大小答案：ACD2．(臨沂高二期末考試)兩個帶有中心軸的金屬圓圈a和b，其上都有多根輻向金屬條，現(xiàn)用兩根金屬導(dǎo)線分別將它們的中心軸與對方的邊緣接觸，整套裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，如下圖所示，不計一切摩擦．若圓圈a在外力作用下以恒定的角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，則圓圈b的轉(zhuǎn)動情況是()A．逆時針轉(zhuǎn)動B．順時針轉(zhuǎn)動C．圓圈b的角速度等于圓圈a的角速度ωD．圓圈b的角速度小于圓圈a的角速度ω答案：BD解析：在a中找一輻條，根據(jù)右手定則可以判定出產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，其他輻條也產(chǎn)生同樣的電動勢，各輻條產(chǎn)生的總電動勢相當(dāng)于電池并聯(lián)，并聯(lián)的電動勢為Ea，感應(yīng)電流的方向如下圖．在b中找一輻條，由左手定則得出受力方向如圖，其他輻條受力也是使b順時針轉(zhuǎn)動，B正確．由于b在轉(zhuǎn)動時也產(chǎn)生反抗其發(fā)生相對運動的感應(yīng)電動勢Eb，電路中的總電動勢E＝Ea－Eb>0，可得Ea>Eb，即圓圈b的角速度小于圓圈a的角速度ω，D正確．3．(·臨沂模擬)隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要．某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()A．輸電線上損耗的功率為eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,2))B．輸電線上損耗的功率為eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,1))C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D．采用更高的電壓輸電會降低輸電效率答案：C解析：設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝eq\f(P2R,U\o\al(2,1))，A、B項錯誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則發(fā)電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D項錯誤．4．(·通州高二檢測)如下圖所示是一交變電流的i－t圖象，則該交變電流的有效值為()A．4A B．2eq\r(2)AC.eq\f(8,3)A D.eq\f(2\r(30),3)A答案：D解析：設(shè)該交變電流的有效值為I，由有效值的定義得(eq\f(Im,\r(2)))2Rt1＋Ieq\o\al(2,m)Rt2＝I2Rt.而t＝t1＋t2，代入數(shù)據(jù)解得：I＝eq\f(2\r(30),3)A，故D正確．5．如下圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的，和為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；、、為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()A．U2變小、I3變小 B．U2不變，I3變大C．I1變小、I2變小 D．I1變大、I2變大答案：BC解析：因U1不變，據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2不變，當(dāng)S斷開時，副線圈電阻變大，電流減小I2減小，R1上的電壓減小，R2、R3上的電壓變大，I3變大，又I1U1＝I2U2，可知I1變小，故B、C選項正確．6．(·山東濰坊高二期中)如下圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中Rt為NTC型熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，R1為定值電阻，下列說法正確的是()A．交流電壓u的表達式u＝36eq\r(2)sin100πtVB．變壓器原、副線圈中的電流之比隨Rt處溫度的變化而變化C．Rt處溫度升高時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D．Rt處溫度升高時，變壓器原線圈的輸入功率變大答案：AD7．(·海淀區(qū)模擬)如x2圖所示，有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域．直角邊長為L，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外，一邊長為L、總電阻R的正方形閉合導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v垂直磁場勻速穿過磁場區(qū)．取電流沿a→b→c→d→a的方向為正，則圖中表示線框中感應(yīng)電流i隨bc邊位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()答案：C解析：在進入磁場的過程中，線框切割磁感線的有效長度越來越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流越來越大，穿過線圈的磁通量越來越大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流沿順時針方向，即為正值；在出磁場的過程中，線框切割磁感線的有效長度越來越大，則感應(yīng)電流越來越大，穿過線圈的磁通量越來越小，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流為逆時針方向，即為負值．綜上所述，C正確．8．(·綿陽中學(xué)高二期中)如下圖所示，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，下端連一燈泡，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，燈泡的電功率為P，其他電阻不計，要使燈泡在棒穩(wěn)定運動狀態(tài)下的電功率為2P，則應(yīng)()A．將導(dǎo)軌間距變?yōu)樵瓉淼膃q\r(2)倍B．換一電阻減半的燈泡C．將磁場磁感應(yīng)強度B加倍D．換一質(zhì)量為原來eq\r(2)倍的金屬棒答案：D解析：導(dǎo)體棒達到穩(wěn)定狀態(tài)時，有mgsinθ＝BIL＝eq\f(B2L2vm,R)①燈泡功率P＝eq\f(BLvm2,R)②由①②式得P＝eq\f(mgsinθ2R,B2L2)根據(jù)上式可判只有D項正確．9．(·杭州外國語學(xué)校高二期末)如下圖，水平桌面上一個面積為S的圓形金屬框置于勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強度B1隨時間t的變化關(guān)系如圖(1)所示.0至1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下.圓形金屬框與一個水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L，電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強磁場中，其磁感應(yīng)強度恒為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖(2)所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是下圖中的(設(shè)向右為靜摩擦力的正方向)哪一個()答案：A解析：根據(jù)楞次定律、左手定則和導(dǎo)體的平衡條件可判A項正確．10．兩根相距L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如下圖所示放置，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．a(chǎn)b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．回路中的電流強度為eq\f(BLV1＋V2,2R)D．μ與V1大小的關(guān)系為μ＝eq\f(2Rmg,B2L2V1)答案：AD解析：根據(jù)右手定則及左手定則、安培定則可知，對ab，F(xiàn)＝μmg＋F安，對bc，μF安＝mg，因為F安＝eq\f(B2L2V1,2R)，故AD正確，又因為cd不切割磁感線，故C錯誤．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)原始的電話機將聽筒和話筒串聯(lián)成一個電路，當(dāng)自己對著話筒講話時，會從聽筒中聽到自己的聲音，導(dǎo)致聽覺疲勞而影響通話．現(xiàn)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下圖所示，圖中線圈Ⅰ與線圈Ⅱ的匝數(shù)相等，R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，Rx為可變電阻．當(dāng)Rx調(diào)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(dāng)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(lián)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(shù)據(jù)R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，解得Rx＝1.8kΩ.12．(·山東曲阜一中高二期末)(6分)如下圖所示是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗儀器，虛線框內(nèi)給出了原、副線圈導(dǎo)線的繞法，實驗前已查明電流表中電流從左接線柱流入時指針向左偏．(1)用筆畫線代替導(dǎo)線在答卷對應(yīng)的圖上連接好實驗電路．(2)若實驗中原線圈插入副線圈后，開關(guān)S閉合的瞬間，觀察到電流表指針向左偏，試在電路連接圖中標(biāo)出電源的正、負極．(3)若將原線圈拔出，則拔出時電流表指針向________偏．答案：(1)(2)如下圖所示(3)右13．(7分)如圖甲所示是某同學(xué)探究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律時設(shè)計的電路圖．(1)根據(jù)電路圖，在圖乙的實物上連線．(2)通過實驗，他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示，由圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________．(3)他將這個熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中，已知電源電壓為9V，R1＝30Ω，內(nèi)阻不計的毫安表讀數(shù)為500mA，則R2的阻值為________．答案：(1)連接實物圖如下圖所示(2)減小(3)25Ω解析：由熱敏電阻伏安特性曲線可知：隨電流、電壓的增大(即功率增大，溫度升高)，曲線斜率也增大，因此電阻阻值減?。娫磧?nèi)阻不計，則通過R1的電流I1＝eq\f(E,R1)＝eq\f(9,30)A＝300mA.通過R2和R的電流為I2＝IA－I1＝500mA－300mA＝200mA，由R的伏安特性曲線可以讀出，當(dāng)I2＝200mA時，R兩端的電壓為U＝4V，則R2兩端的電壓U2＝E－U＝5V，所以R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(5,200×10－3)Ω＝25Ω.三、論述·計算題(共4小題，42分．解答應(yīng)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(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(10分)(·鄭州模擬)如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場．已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝1.0Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040m2，小燈泡的電阻R＝9.0Ω，磁場的磁感應(yīng)強度按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝nBmSeq\f(2π,T)cos(eq\f(2π,T)t)，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期．不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強度變化的0～eq\f(T,4)的時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量．答案：(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0×10－3解析：(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝3.14×10－2s，所以Em＝nBmSω＝eq\f(2πnBmS,T)＝8.0V(2)電流的最大值Im＝eq\f(Em,R＋r)＝0.80A有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(2\r(2),5)A小燈泡消耗的電功率P＝I2R＝2.88W(3)在0～eq\f(T,4)時間內(nèi)，電動勢的平均值eq\x\to(E)＝eq\f(nSΔB,Δt)平均電流eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)＝eq\f(nSΔB,R＋rΔt)通過燈泡的電荷量Q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(nSΔB,R＋r)＝4.0×10－3C15．(10分)(青島模擬)置于水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF足夠長，兩導(dǎo)軌間距為L＝1m，導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B＝0.5T，電阻為r＝1Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好．平行金屬板M、N相距d＝0.2m，板間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度也為B，金屬板按如下圖所示的方式接入電路．已知滑動變阻器的總阻值為R＝4Ω，滑片P的位置位于變阻器的中點．有一個質(zhì)量為m＝1.0×10－8kg、電荷量為q＝＋2.0×10－5(1)若金屬棒ab靜止，求粒子初速度v0多大時，可以垂直打在金屬板上；(2)當(dāng)金屬棒ab以速度v勻速運動時，讓粒子仍以初速度v0射入磁場后，恰能從兩板間沿直線穿過，求金屬棒ab運動速度v的大小和方向．答案：(1)100m/s(2)50m/s方向水平向右解析：(1)金屬棒靜止時，在兩板之間只有磁場，帶電粒子沿中心線垂直進入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，垂直打在金屬板上時，其運動半徑為eq\f(d,2)，則有：Bqv0＝meq\f(v\o\al(2,0),\f(d,2))粒子的速度為：v0＝eq\f(Bqd,2m)＝100m/s(2)金屬棒以速度v勻速運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝BLv，閉合電路中的電流為：I＝eq\f(E,R＋r)，兩金屬板間的電壓為：U＝Ieq\f(R,2)帶電粒子沿直線通過兩金屬板時，它所受的電場力和洛倫茲力平衡，即：Bqv0＝eq\f(U,d)q由以上各式解得：v＝eq\f(5dv0,2L)＝eq\f(5×0.2×100,2×1)m/s＝50m/s由左手定則知帶電粒子所受洛倫茲力方向向上，因電場力和洛倫茲力平衡，所以電場力向下，M板電勢高，由右手定則知ab棒向右運動．16．(·綿陽市高二期末)(11分)相距L＝1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m＝1kg的光滑金屬棒ab通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒cd水平固定在金屬導(dǎo)軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同，ab、cd兩棒的電阻均為r＝0.9Ω，導(dǎo)軌電阻不計.ab棒在方向豎直向上大小按圖乙所示規(guī)律變化的外力F作用下從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，g取10m/s2.求：(1)在運動過程中，ab棒中的電流方向？cd棒受到的安培力方向？(2)求出ab棒加速度大小和磁感應(yīng)強度B的大??？(3)從t1＝0到t2＝2s，金屬棒ab的機械能變化了多少？答案：(1)從b流向a；垂直導(dǎo)軌平面向里(2)a＝1m/s2；B＝1.2T(3)ΔE＝22J解析：(1)在運動過程中，ab棒中的電流方向從b流向a.cd棒受到的安培力方向是垂直導(dǎo)軌平面向里．(2)設(shè)ab棒加速度大小為a，當(dāng)t1＝0時，F(xiàn)1＝11N，則F1－mg＝maa＝1m/s2當(dāng)t2＝2s時，F(xiàn)2＝14.6N，設(shè)ab棒速度大小為v，其中電流為I，則F2－mg－BIL＝mav＝at2BLv＝2Ir解得B＝1.2T(3)從t1＝0到t2＝2s，ab棒通過的距離為h，則h＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)設(shè)金屬棒ab的機械能變化為ΔE，則ΔE＝mgh＋eq\f(1,2)mv2ΔE＝22J17．(11分)(·吉安模擬)如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為