高中物理 模块综合检测（含解析）新人教版选修32.doc

模块综合检测(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填空题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2选择题411填空题6一、选择题(本题共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题只有一项符合题目要求,第710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)1.一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:d2.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abc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t变化的规律如图所示。规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向,下列i-t图象中正确的是()解析:磁通量均匀变化,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,13s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.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ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内,线框运动的v-t图象不可能是()解析:当ab边刚进入磁场时,若线框所受安培力等于重力,则线框在从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场前做匀速运动,故a是可能的;当ab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ab边刚进入磁场时,若线框所受安培力大于重力,则线框做加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b。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u1,输电导线总电阻为r,在某一时段用户需求的电功率为p0,用户的用电器正常工作的电压为u2。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p02ru22b.输电线上损耗的功率为p02ru12c.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电d.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p,则输电线上损耗的功率p=p-p0,p=i2r=p2ru12,a、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、副线圈匝数之比为201,原线圈接正弦式交变电流,副线圈接入“220 v60 w”灯泡一只,且灯泡正常发光。则()a.电流表的示数为32220 ab.电源输出功率为1 200 wc.电流表的示数为3220 ad.原线圈端电压为11 v解析:灯泡正常发光,则副线圈的电流为i1=pu=311a,根据变压器的电流关系可得i1i0=n1n0,原线圈中的电流i0=n1i1n0=3220a,即电流表的示数为3220a,选项a错误,c正确;电源的输出功率p=ui=44003220w=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:c7.如图所示,三个相同的灯泡a、b、c和电阻不计的线圈l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,b、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断开瞬间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n1n2=61,副线圈两端接三条支路,每条支路上都接有一只灯泡,电路中l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变前相比,下列说法中正确的是()a.副线圈两端的电压有效值均为216 vb.副线圈两端的电压有效值均为6 vc.灯泡变亮d.灯泡变亮解析: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ab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ab一个向右的初速度v0,在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是()a.甲情况下棒最终匀速运动b.甲、丙中,ab棒最终将以不同速度做匀速运动;乙中,ab棒最终静止c.甲、丙中,ab棒最终将以相同速度做匀速运动;乙中,ab棒最终静止d.三种情形下导体棒ab最终都静止解析:题图甲中ab棒运动后给电容器充电,当充电完成后,棒以一个小于v0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零,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l=0.2 m的正方形线圈abcd,其匝数为n=10、总电阻为r=2 ,外电路的电阻为r=8 ,ab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=1 t,若线圈从图示位置开始,以角速度=2 rad/s绕oo轴匀速转动,则以下判断中正确的是()a.在t=4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b.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2tc.从t=0时刻到t=4时刻,电阻r上产生的热量q=3.210-4 jd.从t=0时刻到t=4时刻,通过r的电荷量q=0.02 c解析:线圈在磁场中转动,em=12nbs=0.4v,b项错误;当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快,a正确;qr=i2rt=em2(r+r)2rt=1.610-3j,c错误;q=nr+r=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l的电流。电路中电灯的电阻r1=6.0 ,定值电阻r=2.0 ,ab间电压u=6.0 v。开关s原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.010-3 s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rl=;断开开关后通过电灯的电流方向为(选填“向左”或“向右”);在t2=1.610-3 s时刻线圈l中的感应电动势的大小为。解析:由题图读出,开始时流过电感线圈l的电流i0=1.5ai0=url+r解得rl=2由自感知,电灯中的电流方向为向左由题图读出t=1.610-3s时流过电感线圈的电流i=0.2a闭合电路欧姆定律e=i(rl+r+r1)得e=2.0v。答案:2 向左2.0 v12.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈a、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,由此可以推断:如果将线圈a从线圈b中抽出时,电流表指针。当开关由断开状态突然闭合,电流表指针将。当滑动变阻器滑片p向右滑动时,电流表指针。(均选填“右偏”或“左偏”)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的磁通量减小,指针右偏。反之穿过线圈b的磁通量增大,指针左偏,所以a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)13.(11分)在b=0.5 t的匀强磁场中,有一个匝数n=100匝的矩形线圈,边长为lab=0.2 m,lbc=0.1 m,线圈绕中心轴oo以角速度=314 rad/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大值;(2)线圈转过30时感应电动势的瞬时值;(3)线圈转过14周期的过程中感应电动势的平均值。解析:(1)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,ab、cd两边垂直切割磁感线,线圈中产生感应电动势最大em=2nblv=2nblablbc2=nblablbc=314v。(2)当线圈转过30时,如图所示,e=2nblabvcos30=2nblablbc2cos30=nblablbccos30=31432v271.9v。(3)线圈转过14周期过程中感应电动势的平均值由磁通量变化率得e=nt=nbst4=4nbs2=4nbs2=200v。答案:(1)314 v(2)271.9 v(3)200 v14.(11分)发电厂输出的交流电压为22 kv,输送功率为2.2106 w,现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为220 v,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 。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i线=p总u总=2.21062.2104a=100a则损失功率为p损=i线2r线=100222w=2.2105w。(2)变压器原线圈电压u1=u总-u线=u总-i线r线=2.2104v-10022v=19800v所以原、副线圈匝数之比n1n2=u1u2=19800220=901。答案:(1)2.2105 w(2)90115.(13分)如图所示,光滑的金属导轨间距为l,导轨平面与水平面成角,导轨下端接有阻值为r的电阻,质量为m的金属杆ab与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上,弹簧劲度系数为k,上端固定,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v0,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v1,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v1时离最初静止时位置的距离l1;(3)金属杆由初速度v0开始运动直到最后静止,电阻r上产生的焦耳热q。解析:(1)由e=blv0,i0=er可得i0=blv0r。(2)设金属杆最初静止不动时弹簧伸长x0,kx0=mgsin当金属杆的速度为v1时弹簧伸长x1,kx1=mgsin+bi1l此时i1=blv1r,l1=x1-x0得l1=b2l2v1kr。(3)金属杆最后静止时,金属杆在初始位置,由能量守恒可得q=12mv02。答案:(1)blv0r(2)b2l2v1kr(3)12mv0216.(13分)在磁感应强度b=0.5 t的匀强磁场中,有一个正方形金属线圈abcd,边长l=0.2 m,线圈的ad边与磁场的左侧边界重合(如图所示),线圈的电阻r=0.4 。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出磁场;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t=0.1 s。求:(1)线