高中物理 综合能力测试（A）新人教版选修32.doc

综合能力测试(a)本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法错误的是()a甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场b乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花c丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金d丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小答案：b解析：乙图中开关断开后，灯泡立即熄灭，b错误。2(沈阳市20142015学年高二上学期期末)如图所示，mn、pq是间距为l的平行金属导轨，置于磁感应强度为b，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，m、p间接有一阻值为r的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力f的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)()a通过电阻r的电流方向为prmbab两点间的电压为blvca端电势比b端高d外力f做的功等于电阻r上发出的焦耳热答案：c解析：a.根据右手定则可知：ab中产生的感应电流方向为ba，则通过电阻r的电流方向为mpr，故a错误；b.金属导线ab相当于电源，ab两点间的电压是路端电压，即是r两端的电压。根据闭合电路欧姆定律得知，ab两点间的电压为ueblv。故b错误。c.金属导线ab相当于电源，a端相当于电源的正极，电势较高，故c正确。d.ab棒向右做匀速直线运动，根据能量守恒得知：外力f做的功等于电路中产生的焦耳热，大于电阻r上发出的焦耳热，故d错误。3如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度b随时间变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是()答案：d解析：由bt图象，01s内通过线框的磁通量向里且增大，由楞次定律知在线框中产生逆时针(即负方向)的恒定电流，1s2s通过线框的磁通量向里减小，2s3s通过线框的磁通量向外增大，由楞次定律1s3s产生相同的感应电流，顺时针(正方向)大小恒定，同理3s4s的感应电流为负方向恒定，故d对。4某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)。为了确定各元件种类，小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将ab、bc、cd接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则如下判断中错误的是()aab间是电容器bbc间是电感线圈ccd间是电容器dcd间是定值电阻答案：c解析：接入电容器后，充电电流逐渐减小；接入电感线圈后由于自感，电流逐渐增大；接入定值电阻后，电流保持一定值，故ab间为电容器，bc间为电感线圈，cd间为定值电阻，所以a、b、d均对，c错。5如图所示，电阻不计面积为s的矩形线圈在匀强磁场b中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，t0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e220sin100tv的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为101，灯泡的电阻rl10(不考虑电阻的变化)，c为电容器，l为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关s断开，下列说法正确的是()a线圈从t0时刻到转过180的过程中通过矩形线圈的磁通量变化量为零b交流电压表的示数为22vc灯泡的功率小于48.4wd闭合开关s后，电阻r上不产生焦耳热答案：c解析：解答本题的疑难在于要清楚地理解电感对交流电的阻碍作用，以及电容器“隔直通交”的性质。线圈从t0时刻到转过180的过程中通过矩形线圈的磁通量变化量为2bs，选项a错误；由e220sin100tv可知u1220v，根据可知u222v，故选项b错误；因电感线圈与灯泡串联，故灯泡两端的电压小于22v，所以灯泡的功率小于48.4w，选项c正确；因电容器有隔直流通交流的性质，故闭合开关s后，电阻r上有电流，故有焦耳热产生，选项d错误。6(吉林省临江一中20132014学年高二下学期期中)如图所示，两种情况下变压器副线圈所接灯泡l2、l3的功率均为p，且l1、l2、l3为相同的灯泡，匝数比为n1n231，则图(a)中l1的功率和图(b)中l1的功率分别为()ap、pb9p、pc.p、9pd.p、9p答案：b解析：图(a)中l2的功率为p，则l2上电压为u2，原线圈中电压u13u23，l1两端电压与u1相等，则l1所消耗功率pl19p。图(b)中l2、l3功率相同，变压器的输出功率为2p，原线圈电压u13u23，原线圈中电流i1，灯l1上消耗功率为pl1i12rrp。7某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过，为了保护线路不至于被压坏，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过，电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是()a无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲乙两方案都是可行的b若输送的电流是恒定电流，甲乙两方案都是可行的c若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的d若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的答案：bc解析：输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，可在金属管中产生涡流，当输电线上电流很大时，强大的涡流有可能将金属管融化，造成事故。所以甲方案是不可行的。在乙方案中，两条导线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，金属管中不会产生涡流，是可行的，此题类似于课本中提到的“双线并绕”。8.如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入mn极板间，突然发现电子向m板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的时刻可能是()a开关s闭合瞬间b开关s由闭合后断开瞬间c开关s是闭合的，变阻器滑片p向右迅速滑动时d开关s是闭合的，变阻器滑片p向左迅速滑动时答案：ad解析：若开关s闭合，由右手螺旋定则可知，左侧螺线管右端为n极；发现电子向m板偏转，说明m、n两板的电势mn，即右侧螺线管中产生了流向m板的电流，由右手螺旋定则可知，右侧螺线管左端为n极，如图所示；由楞次定律可知，左侧螺线管中电流增大，选项a、d正确。9如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，r120，r230，c为电容器，已知通过r1的正弦式电流如图乙所示，则()a交变电流的频率为0.02hzb原线圈输入电压的最大值为200vc电阻r2的电功率约为6.67wd通过r3的电流始终为零答案：bc解析：由乙图知，f50hz，a错；u2i1r110v，u1u2100v，u1m200v，b正确；p26.67w，c正确；交变电流能通过电容器，d错。10(宁波市20132014学年高二八校联考)在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为b，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的pq为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为r的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线pq重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是()a此时圆环中的电流为顺时针方向b此时圆环的加速度为c此时圆环中的电功率为d此过程中通过圆环截面的电量为答案：acd解析：根据楞次定律可判此时圆中电流为顺时针方向，a正确；此时环中感应电流为i，此时加速度a，此时pi2r，故b错误c正确；此过程中通过圆环截面的电荷量q，d正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：探究：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路。然后进行如下操作：ab与磁场保持相对静止；让导轨与ab一起平行于磁感线运动；让ab做切割磁感线运动。探究：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路。然后进行如下操作：把条形磁铁放在螺线管内不动；把条形磁铁插入螺线管过程中；把条形磁铁拔出螺线管过程中。探究：如图丙所示，螺线管a、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；a放在螺线管b内，b与电流表组成一个闭合回路。然后进行如下操作：闭合和断开开关瞬间；闭合开关，a中电流稳定后；闭合开关，a中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值。可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)(1)在探究中，_闭合回路会产生感应电流；(2)在探究中，_闭合回路会产生感应电流；(3)在探究中，_闭合回路会产生感应电流；(4)从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路中_时，闭合回路中就会产生感应电流。答案：(1)(2)(3)(4)磁通量变化12如图所示，是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。(1)示意图中，a端就是电源_极。(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_。答案：(1)正。(2)阴极k发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁m磁化，将衔铁n吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，n自动离开m。13交流电流表是一种能够测量交变电流有效值的仪表，使用时，只要将电流表串联进电路即可。扩大交流电流表量程可以给它并联一个分流电阻。还可以给它配接一只变压器，同样也能起到扩大电流表量程的作用。如图所示，变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数n1，c、d两个接线端子之间线圈的匝数n2，并且已知n1n2，若将电流表的“03a”量程扩大，应该将交流电流表的接线柱的“0”“3a”分别与变压器的接线端子_相连(选填“a、b”或“c、d”)；这时，电流表的量程为_a。答案：a、b解析：当只有一组原、副线圈时，理想变压器电流与匝数间的关系是，即匝数与电流成反比。已知变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数为n1，大于c、d两个接线端子之间线圈的匝数为n2，即n1n2。因此，该交流电流表的接线柱的“0”“3a”分别与变压器的接线端子a、b相连，这样，电流表的小示数才能反映原线圈中的大电流，起到扩展量程的作用。此时，电流表的量程为i2i1a。三、论述计算题(共4小题，42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)14(10分)如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的半径为r1m、电阻为r3.14的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生。(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的it图象(以逆时针方向为正)；(2)求出线框中感应电流的有效值。答案：(1)如图所示。(2)a解析：(1)见答案(2)设电流的有效值为i，则有i2rtirir()得ia15(10分)在同一水平面中的光滑平行导轨p、q相距l1m，导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的两平行板电容器两极板m、n间距d10mm，定值电阻r1r212，r32，金属棒ab的电阻r2，其他电阻不计，磁感应强度b0.5t的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m11014kg，电荷量q11014c的微粒恰好静止不动。已知g10m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定。试求：(1)匀强磁场的方向；(2)ab两端的电压；(3)金属棒ab运动的速度。答案：(1)竖直向下(2)0.4v(3)1m/s解析：(1)微粒受到重力和电场力而静止，因重力竖直向下，则电场力竖直向上，故m板带正电。ab棒向右切割磁感线产生感应电动势，ab棒等效于电源，其a端为电源的正极，等效电路如图所示：由右手定则可判断，匀强磁场方向竖直向下。(2)微粒受到重力和电场力而静止，则有mgeq，e所以umnv0.1vr3两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过r3的电流i0.05aab棒两端的电压为uabumni0.4v(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势eblv，由闭合电路欧姆定律得：euabir0.5v联立可得v1m/s16(10分)(延边二中20142015学年高二下学期期末)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长l0.1m，竖直边长h0.3m，匝数为n1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度b01.0t，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在02.0a范围内调节的电流i。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取g10m/s2)(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数n1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选n2100匝、形状相同的线圈，总电阻r10。不接外电流，两臂平衡。如图2所示，保持b0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度b随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1m。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率。答案：(1)25