2019-2020学年高中物理 模块综合检测（含解析）粤教版选修3-2

模块综合检测(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1如图甲、乙所示，从某一装置中输出的电流既有交流成分，又有直流成分，现要把交流成分输送给下一级，有关甲、乙图的说法正确的是()a应选用甲图电路，其中c的电容要大b应选用甲图电路，其中c的电容要小c应选用乙图电路，其中c的电容要大d应选用乙图电路，其中c的电容要小解析：选c.电容器在电路中要起到“隔直流、通交流”的作用，应选乙图电路要使交流成分都顺利通过电容器而输送到下一级，则电容器的容抗要小，容抗与电容成反比，故c的电容要大2用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程下列属于这类传感器的是()a红外报警装置b走廊照明灯的声控开关c自动洗衣机中的压力传感装置d电饭锅中控制加热和保温的温控器解析：选a.红外报警装置是传感器将光信号(红外线)转化成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转化为电信号；自动洗衣机中的压力传感器装置是把压力信号转化成电信号；电饭锅中控制加热和保温的温控器是把温度信号转化为电信号3. 如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为s.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由b1均匀增加到b2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab()a恒为b从0均匀变化到c恒为d从0均匀变化到解析：选c.根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势enn，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a、b两点电势差恒为abn，选项c正确4如图所示，甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的，其余物理条件都相同金属棒mn都正在轨道上向右匀速平动，在棒运动的过程中，将观察到()al1，l2小电珠都发光，只是亮度不同bl1，l2都不发光cl2发光，l1不发光dl1发光，l2不发光解析：选d.图甲中mn向右匀速运动过程中，在n1中产生正比增大的感应电流，从而使得穿过n2的磁通量在正比增加，故在n2产生恒定的感应电动势，使得l1发光，而在乙图中，在mn向右匀速运动的过程中，线圈n1中得到的是恒定不变的电流，从而使得穿过n2的磁通量保持不变，故n2中不产生感应电动势，l2不发光，由此可知，只有选项d正确5如图所示，四根等长的铝管和铁管(其中c中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是()atatbtctdbtctatbtdctctatbtddtctatbtd解析：选a.a中闭合铝管不会被磁铁磁化，但当磁铁穿过铝管的过程中，铝管可看成很多圈水平放置的铝圈，据楞次定律知，铝圈将发生电磁感应现象，阻碍磁铁的相对运动；因c中铝管不闭合，所以磁铁穿过铝管的过程不发生电磁感应现象，磁铁做自由落体运动；铁块在b中铝管和d中铁管中均做自由落体运动，所以磁铁和铁块在管中运动时间满足tatbtctd，a正确6一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示副线圈仅接入一个10 的电阻则()a流过电阻的电流是20 ab与电阻并联的电压表的示数是100 vc经过1分钟电阻发出的热量是6103 jd变压器的输入功率是1103 w解析：选d.由于原线圈的电压有效值为220 v，原、副线圈匝数比n1n2115，故副线圈的电压有效值为u2220 v100 v，所以通过电阻的电流为i10 a，故a不对；与电阻并联的电压表的示数就是副线圈上电压的有效值，为100 v，故b也不对；经过1分钟电阻发出的热量qi2rt(10 a)210 60 s6104 j，故c不对；变压器的输入功率也就是电阻消耗的电功率pu2i100 v10 a1 000 w，故d是正确的7铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号，以确定火车的位置有一种磁铁能产生匀强磁场，被安装在火车首节车厢下面，如图所示(俯视图)，当它经过安装在两铁轨之间的线圈时，便会产生一种电信号被控制中心接收到当火车以恒定的速度v通过线圈时，下面四个选项中的图象能正确表示线圈两端的电压随时间变化的关系的是()解析：选c.当火车下面的磁场刚接触线圈时，线圈中有一边切割磁感线，产生的感应电动势为eblv；当磁场完全进入时，穿过线圈的磁通量不发生变化，无感应电动势；当磁场要离开线圈时，线圈中又有另一边在切割磁感线，产生感应电动势eblv.根据右手定则判断知，两段时间内产生的感应电动势方向相反故选项c正确二、多项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)8. 如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图中所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是()a线圈a中有感应电流b线圈b中有感应电流c线圈c中有感应电流d线圈d中无感应电流解析：选acd.根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生选项a、c、d正确，b错误9如图甲所示，圆形线圈p静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈q，p和q共轴，q中通有变化的电流，电流变化的规律如图乙所示，p所受的重力为g，桌面对p的支持力为fn，则()at1时刻，fngbt2时刻，fngct3时刻，fngdt4时刻，fng，故a正确；t2时刻电流减小，则磁场减小，则穿过p的磁通量变小，由楞次定律可知p将阻碍磁通量的变小，则p有向上运动的趋势，对桌面的压力减小，故fng，故c错误；t4时刻电流减小，故同b，fng，故d正确10如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e0.5sin(20t) v，由该表达式可推知以下哪些物理量()a匀强磁场的磁感应强度b线框的面积c穿过线框的磁通量的最大值d线框转动的角速度解析：选cd.根据正弦式交变电流的表达式：ebssin t，可得20 rad/s，而磁通量的最大值的大小的表达式为bs，所以可以根据bs0.5求出磁通量的最大值11. 如图所示是霓虹灯的供电电路，变压器可视为理想变压器已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1311sin 100t v霓虹灯正常工作的电阻r440 k，i1、i2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是()a副线圈两端电压为6 220 v，副线圈中的电流14.1 mab副线圈两端电压为4 400 v，副线圈中的电流10.0 maci1i2解析：选bd.原线圈电压的有效值u1 v220 v，由变压比知，u24 400 v，副线圈的电流i2 a0.01 a10 ma，原、副线圈电流跟匝数成反比，故i1i2.12某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经变压器降压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时()a升压变压器的副线圈的电压变大b高压输电线路的电压损失变大c降压变压器的副线圈上的电压变小d降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大解析：选bcd.用电高峰期，用户端总电阻由于并联白炽灯增多而减小，从而电流增大，又由u损ir线可知，输电导线上的电压损失变大，升压变压器副线圈的电压不变，降压变压器原、副线圈上的电压变小，而降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大，故正确答案为b、c、d.三、非选择题(本大题共4小题，共42分按题目要求解答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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(8分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在如图甲所示的实物图上连线(2)实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图乙所示的rt关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的rt关系式：r_t()(保留3位有效数字)甲乙解析：(1)连接实物图时导线不能交叉，电压表应并联在电阻两端，电流由电压表的正接线柱流入(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性，所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度，热敏电阻的阻值用r间接测量，故需记录的数据是温度计的示数和电压表的示数(3)设热敏电阻rr0kt，k0.400.温度为10 时，热敏电阻r104 ，则r0rkt(1040.40010) 100 ，所以r(1000.400t).答案：(1)如下图所示(2)记录温度计的示数记录电压表的示数(3)1000.40014(10分)有条河流，流量q2 m3/s，落差h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 v，输电线总电阻r30 ，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 v，100 w”的电灯正常发光？(g取10 m/s2)解析：设为水的密度电源端：p输出50%qgh0.5211031050.5 w5104 w输出电压u0240 v，输送电路如图所示为满足输电要求，据p损ir，有：i送 a10 a则送电电压为u送 v5103 v所以升压变压器的变压比为n1n2u0u送240(5103)6125输电线电压损失u损i送r1030 v300 v用户端：u1u送u损5103 v300 v4 700 v据题意可知u2220 v，所以降压变压器的匝数比为n1n2u1u24 70022023511.因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为n 盏470盏答案：612523511470盏15(12分)如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面间的夹角为37，两导轨之间距离为l0.2 m，导轨上端m、n之间通过导线连接，有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场边界，磁感应强度为b2.0 t一质量为m0.05 kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75 m处由静止释放，金属棒两轨道间的电阻r0.4 ，其余部分的电阻忽略不计，ab、ef均垂直导轨(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度大小；(2)ab棒运动过程中的最大加速度解析：(1)当ab棒在磁场中匀速运动时，分析ab棒的受力，根据受力平衡得：bilmgsin 又有i和eblv，联立以上关系可得v0.75 m/s.(2)在ab棒进入磁场前分析得a1gsin 376 m/s2，方向沿轨道向下进入磁场时的速度设为v2，由v2a1x1由于位移x10.75 m，则v23 m/s刚进入磁场时，对ab棒的分析受力得：mgsin bi2lma2，i2解得a218 m/s2，方向沿导轨向上进入磁场以后，ab棒做加速度逐渐减小的减速运动，最终匀速运动，所以，ab棒运动中的最大加速度为18 m/s2，方向沿导轨向上答案：(1)0.75 m/s(2)18 m/s2，方向沿导轨向上16(12分)如图所示，足够长的两根相距为0.5 m的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度b为0.8 t的匀强磁场的方向垂直于导轨平面两根质量均为0.04 kg的可动金属棒ab和cd都与导轨接触良好，金属棒ab和cd的电阻分别为1 和0.5 ，导轨最下端连接阻值为1 的电阻r，金属棒ab用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为0.64 n现让cd棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断，此过程中电