高二物理人教版选修3-2模块综合检测含解析

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樓块综合检测（时间:90分钟满分:100分）知识点分布表考查知识点题号题型分值电磁感应1、3、4、7.9选择题2012境空题615、16计算题26交变电流5、6、8、10选择题1613、14计算题22传感器7选择题411境空题6—、选择题（本题共1（）小题,每小题4分，共4（）分。在每小题给出的四个选项中，第1〜6题只有一项符合题目要求，第7〜10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）一圆形线圈位于垂直向里的匀强磁场中，如图所示。下列操作中，始终保证整个线圈在磁场中，能使线圈中产生感应电流的是（）A.把线圈向右拉动B.把线圈向上拉动C.垂直纸面向外运动D.以圆线圈的任意直径为轴转动解析:只有圆线圈的任意直径为轴转动时线圈的磁通量才有变化，有感应电流，其他情况下磁通量都不变化，不能产生感应电流，选项D正确。答案:D 欧姆表如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（）A.如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B.如果R为金属热电阻，读数变小,且变化不明显C•如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显解析:金属热电阻的电阻随温度升高而变大，变化不明显，而半导体热敏电阻的阻值随温度升高而变小，非常明显，选项C正确。答案:C3.三角形导线框ahc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平血垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定线框中感应电流：沿顺时针方向为正方向，下列汩图彖中正确的是（）ABZ/A―:厶1i/Aiiii•iL—>.01p34!//s0r1；234f/s-/o-Io解析:矽通量均匀变化，所以产生恒定的感应电流，因为第1S内向里的磁通量增加，由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即规定的负方向,1〜3s时间内感应电流方向为顺时针方向，即规定的正方向，选项B正确。答案:B4.abIxxxx!!!Ixxxx;I如图所示，闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ah边开始进入磁场到M边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的v-t图彖不可能是（） 欧姆表如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（）A.如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B.如果R为金属热电阻，读数变小,且变化不明显C•如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显解析:金属热电阻的电阻随温度升高而变大，变化不明显，而半导体热敏电阻的阻值随温度升高而变小，非常明显，选项C正确。答案:C3.三角形导线框ahc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平血垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定线框中感应电流：沿顺时针方向为正方向，下列汩图彖中正确的是（）ABZ/A―:厶1i/Aiiii•iL—>.01p34!//s0r1；234f/s-/o-Io解析:矽通量均匀变化，所以产生恒定的感应电流，因为第1S内向里的磁通量增加，由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即规定的负方向,1〜3s时间内感应电流方向为顺时针方向，即规定的正方向，选项B正确。答案:B4.abIxxxx!!!Ixxxx;I如图所示，闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ah边开始进入磁场到M边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的v-t图彖不可能是（） BCD解析:当必边刚进入磁场时,若线框所受安培力等于重力，则线框在从必边开始进入磁场到边刚进入磁场前做匀速运动，故A是可能的;当亦边刚进入磁场时，若线框所受安培力小于重力，则线框做加速度逐渐减小的加速运动,最后可能做匀速运动，故C情况也可能;当血边刚进入磁场时，若线框所受安培力大于重力，则线框做如速度逐渐减小的减速运动,最后可能做匀速运动，故D可能;线框在磁场中不可能做匀变速运动，故B项是不可能的，应选Bo答案:B5.随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大,节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压强用电，若发电厂输出电压为",输电导线总电阻为在某一时段用户需求的电功率为Fo,用户的用电器正常工作的电压为6。在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（）A.输电线上损耗的功率为埜A.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电B.采用更高的电压输电会降低输电的效率解析:设电厂输出功率为只则输电线上损耗的功率b项错误;采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流,故可以减少输电线上损耗的功率,C项正确;采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率,D项错误。答案:C6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数Z比为20.T,原线圈接止弦式交变电流，副线圈接入"220V60W辱丁泡一只，且灯泡正常发光。则A.电流表的示数为兰AB.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为圭AD.原线圈端电压为11V解析:灯泡正常发光，则副线圈的电流为A=^=2入根据变压器的电流关系可得*=2原V33tpj线圈中的电流=即电流表的示数为土A,选项A错误,C正确;电源的输出功率P=t//=4400x4-W=60W,选项B错误;根据电压与匝数成正比可知，原线圈端电压为4400V,选项D错误。答案:C 如图所示，三个相同的灯泡a、b、c和电阻不计的线圈厶与内阻不计的电源连接，下列判断正确的有（）A.K闭合的瞬间,c灯先亮B.K闭合的瞬间,a灯最高C.K断开的瞬间,a、c两灯立即熄灭D.K断开之后,a、c两灯逐渐变暗且亮度相同解析:因为三个灯泡电阻相同,线圈电阻不计,K闭合瞬间L中电流为零0、c串联后与a并联，所以b、c同时亮起，且b、c亮度相同，小于a的亮度，选项A错误，选项B正确;K斷开瞬间L相当于电流,a、c串联后与b并联，都有电流流过,最后逐渐变暗后熄灭，选项C错误，选项D正确。答案:BD8•如图甲所示，一个理想变压强原、副线圈的匝数比①:心.T,副线圈两端接三条支路,每条支路上都接有一只灯泡，电路屮厶为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻。当原线圈两端接有如图乙所示的交变电流时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交变电流的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交变电流的频率改变之后与改A.副线圈两端的电压有效值均为216VB.副线圈两端的电压有效值均为6VC.灯泡/变亮D.灯泡〃7变亮解析:由变压器变压公式,将其频率变为原来的2倍，副线圈输出电压不变,副线圈两端的电压有效值均为6V,选项A错误,B正确;将其频率变为原来的2倍，灯泡/亮度不变。由于容抗变小，感抗变大,灯泡〃7变亮，灯泡〃变暗，选项C错误,D正确。答案:BD9.如图所示，甲、乙、丙中除导体棒〃可动外,其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计,图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直于水平面（即纸面）向下的匀强磁场中,导轨足够长。现给导体棒ah—个向右的初速度巾,在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是（） Pc甲乙丙A.甲情况下棒最终匀速运动B.甲、丙屮皿棒最终将以不同速度做匀速运动;乙屮皿棒最终静止C.甲、丙中,〃棒最终将以相同速度做匀速运动;乙中,亦棒最终静止D.三种情形下导体棒ah最终都静止解析:题图甲中ah棒运动后给电容器充电，当充电完成后,棒以一个小于巾的速度向右匀速运动。题图乙中构成了回路，最终棒的动能完全转化为电热,棒停止运动。题图丙中棒先向右减速为寒,然后反向加速至匀速，选项A、B正确。答案:AB10.如图所示,边长为厶=0.2m的正方形线圈°比〃,其匝数为〃=10、总电阻为厂=2Q,夕卜电路的电阻为/?=8Q"的中点和cd的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=T,若线圈从图示位置开始，以角速度3=2rad/s绕OO'轴匀速转动，则以下判断中正确的是（）A.在戶二时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达武e=0.8sinItB.从t=0时刻到戶3时刻，电阻R上产生的热量0=3.271X10,JC.从/=0时刻到/三时刻，通过R的电荷量^=0.02C解析:线圈在磁场中转动,爲=如防㈢=0.4V,B项错误;当线圈平面与磁场平行时磁通量变■n化最快,A正确;0=尸心彳专二「&=1.6兀xl（y3j,C错误;q=〃壬=0.02C,D正确。答案:AD二、填空题（本题共2小题,每小题6分，共12分。将正确答案填在题中横线上或按题目要求作答）11.图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示器各时刻通过线圈厶的电流。电路中电灯的电阻用=6.0Q淀值电阻R=2.0Q^B间电压U=6.0Vo开关S原來闭合，电路处于稳定状态，在/i=1.0xl0'3s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻/?严;断开开关后通过电灯的电流方向为（选填“向左”或，向右在（2=1.6x10-3s时刻线圈厶中的感 应电动势的大小为。Z/Ai.uz.us.ur/io_3s甲乙解析:由题图读出,开始时流过电感线圈L的电流/（）=1.5A解得Rl=2Q由自感知，电灯中的电流方向为向左由题图读出r=1.6xl03s时流过电感线圈的电流7=0.2A闭合电路欧姆定律E=I（Rl+R+RI）得E=2.0Vo答案:2Q向左2.0V11.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈/、线圈B、电流计（零刻线在正中位置）及开关如图所示连接在一起,在开关闭合、线圈A在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流计指针向右偏转,山此可以推断:如果将线圈A从线圈B中抽出时，电流表指针o当开关由断开状态突然闭合，电流表指针将o当滑动变阻器滑片P向右滑动时，电流表指针o（均选填“右偏”或“左偏J解析:因为滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路的电阻增大，电流减小，穿过线圈B的黴通量减小，指针右偏。反之穿过线圈B的磁通量增大，指针左偏,所以/抽出时磁通量减小，电流表指针右偏，开关接通瞬间和滑动变阻器滑片P向右滑动时，磁通量增大，指针左偏。答案:右偏左偏左偏三、解答题（本题共4小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位）B12.（11分）在B=0.5T的匀强磁场屮，有一个匝数NR00匝的矩形线圈，边长为Lllh=0.2m,Lhc=0.1m,线圈绕中心轴OO'以角速度^=314rad/s由如图所示位置逆时针方向转动 （从上往下看）,试求：(1)线圈中产生感应电动势的最人值；(2)线圈转过30°时感应电动势的瞬时值；⑶线圈转过訓期的过程中感应电动势的平均值。解析:⑴将立体图改画成平面俯视图，如图所示。当线圈平面与磁感线平行时,〃、加两边垂直切割磁感线,线圈中产生感应电动势最大Em=2NBLv=2NBL(lho^=NBcoL(lhLhc=314V。(2)当线圈转过30°时，如图所示，E=2NBLabVCOs30°=2NBLah(^cos30：5=NBcoLahLhccos30°=314x^V~271.9Vo■(3)线圈转过:周期过程中感应电动势的平均值由磁通量变化率得••=疙比芸=4枷AS亍200V。 答案：(1)314V(2)271.9V(3)200V11.(11分)发电厂输出的交流电压为22kV,输送功率为2.2x106W,现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220V,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22Q。求：(1)输电导线上损失的电功率。(2)变压器原、副线圈匝数之比“解析:(1)输送电流^^A=100A则损失功率为P扌尸&叽=1002x22W=2.2x105Wo(2)变压器原线圈电压t/i=t/^t/«i=t/^Zei/?^=2.2xl04V-100x22V=19800V所以原、副线圈匝数之比^=^=—=90；lo答案:(l)2.2xio5W(2)90・T12.(13分)如图所示，光滑的金属导轨间距为厶导轨平血与水平面成«角,导轨下端接有阻值为R的电阻,质量为加的金属杆必与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上，弹簧劲度系数为仁上端固左,弹簧与导轨平面平行，整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现给金属杆一沿轨道向下的初速度巾，金属杆向下运动至速度为零后，再沿轨道平面向上运动达最大速度，大小为中，然后减速为零,再沿轨道平面向下运动……一直往复运动到静止(导轨与金属杆的电阻忽略不计)。试求：(1)金属杆获得初速度瞬间，通过R的电流大小；(2)当金属杆速度为力时离最初静止时位置的距离Zi；(3)金属杆由初速度叱开始运动直到最后静止，电阻R上产生的焦耳热Q.解析:⑴由E=BLvgJ^可得2誓。(2)设金属杆最初静止不动时弹簧伸长x0,kx()=mgsina当金属杆的速度为申时弹簧伸长兀1,kx、=mgsina+BhL此时厶=—7s,厶1="兀0得L]=.(3)金属杆最后静止时，金属杆在初始位置，由能量守恒可得答案:⑴警⑶沁J■13.(13分) 在磁感应强度3=0.5T的匀强磁场中，有一个正方形金属线圈abcN,边长厶=0.2m,线圈的加边与磁场的左侧边界重合(如图所示)，线圈的电阻R=0AQ。用外力把线圈从磁场中移出有两种方法:一种是用外力把线圈从左侧边界匀速平动移岀磁场;另一种是以ad边为轴，用力使线圈匀速转动移出磁场，两种方法所用的时间都是O0.1So求：(1)线圈匀速平动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。(2)线圈匀速转动移出磁场的过程屮，外力对线圈所做的功。解析:⑴使线圈匀速平动移出磁场时0c边切割磁感线而产生恒定的感应电动势E=BLv,外力对线圈所做的功等于线圈中消耗的电能，即rL2pagy风=二戶—=0・01J。1Rar(2)线圈以od边为轴匀速转动移出磁场时，线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规律变化的，感应电动勞的最大值为Em=BSoj又吨外力对线圈所做的功等于线圈中消耗的电能，即=0.012Jo答案:(1)0.01J(2)0.012J