2019_2020学年高中物理模块综合试卷（一）粤教版.docx

模块综合试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.16题为单选题，712题为多选题，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如图1所示，关于下列器材的原理和用途，正确的是()图1A变压器不但可以改变交变电压，而且还能改变其频率B扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈存在电阻C真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化D磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起到电磁阻尼的作用答案D解析变压器可以改变交变电压但不能改变其频率，A项错误；扼流圈对交流有阻碍作用不是因为线圈存在电阻，而是因为在扼流圈中产生的感应电动势阻碍电流的变化，B项错误；真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，金属中产生涡流并熔化，C项错误；磁电式仪表中的铝框能起到电磁阻尼的作用，线圈转动时会产生感应电流，使线圈受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，D项正确2.(2018福州市第八中学高二下学期期中)如图2所示，A、B、C为三个相同的灯泡(设其电阻值保持不变)，a、b、c为与之串联的三个常用元件，如：电感线圈、电容器或电阻E1为稳恒直流电源，e2为正弦交流电源当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮；当开关S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光由此可知()图2Aa元件是电阻Bb元件是电容器Cc元件是电感线圈D由于电源e2的电动势E2与E1的大小关系未知，无法判断b、c各是什么元件答案A解析由题意，当开关S接“1”(直流电源)时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮说明c为电容器；当接“2”(交流电源)时，A灯仍正常发光说明a对交流电和直流电的影响相同，则a为电阻；B灯变暗，说明b对交流电的阻碍作用比对直流电的阻碍作用大，则b为电感线圈；接交流电源C灯正常发光，则进一步说明c为电容器，A正确3一定值电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图3所示则Q方Q正等于()图3A1B.1C12D21答案D解析根据题图图象可知，方波式交变电流的有效值U方u0，正弦式交变电流的有效值U正，一个周期内产生的热量分别为Q方T，Q正T，所以Q方Q正21，D正确4.如图4所示，在匀强磁场中圆形线圈匀速转动的周期为T，匝数为10匝，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2，从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，线圈转过30时的瞬时电流为1A，下列说法中正确的是()图4A线圈中电流的最大值为AB线圈中电流的最大值为2AC线圈消耗的电功率为8WD从图示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为i2cos (t) A答案B解析从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，感应电动势的表达式为eEmsint，则感应电流isint，由题给条件有：1A，解得Em4V，则Im2A，I有效A，线圈消耗的电功率PIR4W，选项A、C错误，B正确；从题图所示位置开始计时，iImsint2sin (t) A，故选项D错误5.(2018阳泉市第十一中学高二下学期月考)如图5所示为远距离输电示意图，图中两变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，输电线的总电阻为r.将原线圈接到uUmsint的交流电源上，若输送的电功率为P，不考虑其他因素的影响，则()图5A输电线上通过的电流为B输电线上损失的电压为C输电线上损失的电功率为2()2()2rD仅增大输送的电功率即可提升输电的效率答案C解析输入的交变电流的有效值U1，升压变压器副线圈中的电压U2U1，故输电线上通过的电流为I，A错误；输电线路上损失的电压UIr，B错误；输电线上损失的功率PI2r2()2()2r，C正确；输电的效率12()2P，则仅增大输送的电功率，会降低输电的效率，故D错误6(2018全国卷)如图6所示，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()图6答案D解析设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为I0.线框位移等效电路的连接电流0I2I0(顺时针)lI0lI2I0(逆时针)2lI0分析知，只有选项D符合要求7.(2017苏北四市联考)如图7所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小下列说法正确的有(电表均为理想电表)()图7AP向下滑动时，电压表读数变大BP向下滑动时，电流表读数变小C若环境温度升高，变压器的输入功率变大D若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小答案BC解析原线圈的电压不变，故当P向下滑时，副线圈的匝数变少，则副线圈两端的电压变小，电压表的示数变小，副线圈电流变小，由知电流表示数变小，A错误，B正确；若环境的温度升高，则热敏电阻的阻值变小，副线圈的电流变大，灯泡消耗的功率变大，由P1P2U2I2知，变压器的输入功率变大，C正确，D错误8(2018全国卷)如图8，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是()图8A开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动答案AD解析根据安培定则，开关闭合时铁芯中产生水平向右的磁场，开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A项正确；开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北，B、C项错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D项正确9(2018全国卷)如图9(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向导线框R中的感应电动势()图9A在t时为零B在t时改变方向C在t时最大，且沿顺时针方向D在tT时最大，且沿顺时针方向答案AC10如图10甲所示是某燃气炉点火装置的原理图转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为理想交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体以下判断正确的是()图10A电压表的示数等于5VB电压表的示数等于VC实现点火的条件是1000D实现点火的条件是1000，故选项C正确，D错误11两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图11(a)所示已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)下列说法正确的是()图11A磁感应强度的大小为0.5TB导线框运动速度的大小为0.5m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t0.4s至t0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N答案BC解析导线框运动的速度vm/s0.5 m/s，根据EBLv0.01V可知，B0.2T，A错误，B正确；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，C正确；在t0.4s至t0.6s这段时间内，导线框中的感应电流IA2A，安培力大小为FBIL0.04N，D错误12如图12所示，两电阻可忽略不计的光滑平行长金属导轨相距为d，导轨与水平面的夹角为30，上端ab处接有阻值为R的定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向上现有质量为m、电阻为R的金属杆从轨道上端ab处由静止释放，向下运动的距离为x时达到最大速度，则下列说法正确的是()图12A金属杆运动的最大速度为B金属杆从静止释放至达到最大速度过程中，通过电阻R的电荷量为C金属杆从静止释放至达到最大速度过程中，电阻R上产生的热量为D金属杆运动的最大加速度为答案AD解析金属杆刚刚释放时只受重力和支持力，此时加速度最大，由mgsin30ma得，a，D项正确；对金属杆受力分析可得，mgsin30F安ma，金属杆的加速度为零时，金属杆运动的速度最大，此时的感应电动势EBdv，感应电流I，金属杆受到的安培力F安BId，则金属杆运动的最大速度v，A项正确；金属杆从静止释放至达到最大速度过程中，由法拉第电磁感应定律得，通过电阻R的电荷量q，B项错误；金属杆从静止释放至达到最大速度过程中，由能量守恒可得，mgxsin30mv22Q，则电阻R上产生的热量Q，C项错误二、非选择题(本题共6小题，共计52分)13(6分)在研究电磁感应现象的实验中(1)为了能观察到明显的实验现象，请在如图13所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图图13(2)将原线圈插入副线圈中，闭合开关瞬间，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向_(填“相同”或“相反”)(3)将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向_(填“相同”或“相反”)答案(1)见解析图(2分)(2)相反(2分)(3)相同(2分)解析(1)实物电路图如图所示(2)因闭合开关瞬间，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故电流绕行方向相反(3)将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故电流绕行方向相同14(6分)(2018三明市高二下学期期末)如图14甲所示为热敏电阻的Rt图象，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100.当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电的电池的电动势E9.0V，内阻不计图中的“电源”是恒温箱加热器的电源图14(1)应该把恒温箱内的加热器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)；(2)若恒温箱系统要保持温度为50，则需把滑动变阻器调节到_；为了实现调节滑动变阻器到此阻值进行了下列步骤：电路接通前，滑动变阻器阻值调节为最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值应为_；将单刀双掷开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合；保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关向另一端闭合，恒温箱系统即可正常使用答案(1)A、B端(2分)(2)260(2分)90(1分)c(1分)解析(1)由题图甲知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，由闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，当增大到继电器的衔铁被吸合的电流时，恒温箱内的加热器停止加热，故恒温箱内的加热器接在A、B端；(2)当恒温箱内的温度保持50，应调节滑动变阻器R的阻值使电流达到20mA，由闭合电路欧姆定律得rRR，即RrR10090260，即滑动变阻器R的阻值应调节为260 ；电路接通前，滑动变阻器阻值调节为最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，电阻箱的阻值应等于50 时热敏电阻的电阻，应为90 ；将单刀双掷开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合15(9分)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图15所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：图15(1)线圈切割磁感线时产生的感应电动势的大小Em；(2)bc边切割磁感线时所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I.答案(1)2NBl2(2)(3)解析(1)bc、ad边的线速度v(1分)线圈切割磁感线时产生的感应电动势Em2NB2lv4NBlv2NBl2.(1分)(2)电流Im(1分)bc边切割磁感线时所受安培力F2NBIml.(2分)(3)一个周期内，通电时间tT(1分)R上消耗的电能WIRt(1分)根据有效值的定义WI2RT(1分)解得I.(1分)16(9分)(2017南京市学情调研卷)如图16甲所示，间距为L的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ放置在绝缘水平桌面上，M、P间接有电阻R0，导体棒ab垂直放置在导轨上，接触良好导轨间直径为L的圆形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间t变化的规律如图乙所示，导体棒和导轨的电阻不计，导体棒ab静止求：图16(1)在0t0时间内，回路中的感应电动势E；(2)在0t0时间内，电阻R0产生的热量Q；(3)若从tt0时刻开始，导体棒始终以速度v向右匀速运动，则导体棒通过圆形区域过程中，导体棒所受安培力F的最大值答案(1)(2)(3)解析(1)在0t0时间内，回路中磁感应强度的变化率为，(1分)圆形区域的面积S2，(1分)回路中的感应电动势ES.(1分)(2)在0t0时间内，电阻R0上的电流I，(1分)电阻R0产生的热量QI2R0t0.(1分)(3)导体棒进入圆形磁场区域，保持匀速直线运动状态，当有效切割长度为L时，所受安培力最大，电动势EB0Lv，(1分)回路中的电流I，(1分)导体棒受到的安培力最大值FmB0IL，(1分)联立得Fm.(1分)17(10分)如图17所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压恒为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5kW的电力，变压器可视为理想变压器，求：图17(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n1n2；(2)输电线路导线的总电阻R；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3n4.答案(1)15(2)20(3)9511解析(1)升压变压器原、副线圈的匝数比.(2分)(2)输电线损失的功率P0.5 kWIR(1分)又P1P2