高中物理选修3-2模块综合试卷(二)

1、模块综合试卷（二）（ 时间：90 分钟 满分： 100 分 ）一、选择题 体题共12小题，每小题4分，共计48分.18题为单选题，912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. 下列应用中与涡流无关的是（）A. 真空冶炼炉B. 金属探测器C. 电磁灶D.闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生电流答案 D2 .（2018襟水高级中学高二上学期期中）如图1所示，直角三角形导线框abc以速度v匀速进入匀强磁场区域，从图示位置开始计时，则此过程中导线框内感应电流随时间变化的规律为下列四个图象中的（）答案 A解析 在线框进入磁场的过程中磁通量增加，根据楞次定律判断

2、电流方向始终为abca,进入磁场过程中切割的有效长度先变大后变小，所以线框内电流先变大后变小，A 正确 .3 .如图2 所示，两条足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向下，金属杆ab 置于导轨上.当开关 S 断开时，在杆ab上作用一水平向右的恒力 F,使杆ab向右运动进入磁场.一段时间后闭合开关开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.金属杆 ab 的 v t 图象不可能是图中的 ()答案 D解析 以金属杆为研究对象，有FF安=ma,即F 一旦占v= ma,闭合开关瞬间，若F="，v,RRB2L2v则金属

3、杆做匀速运动，选项A正确；若F<一丁，则金属杆先做加速度减小的减速运动后做R-、4 HB2L2v匀速运动，选项 C正确；若F>,则金属杆先做加速度减小的加速运动后做匀速运动， R选项B正确，只有选项D不可能.4.（2018天津卷）教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻 R供电，电路如图3所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V的读数1 一分别为k U, R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的11,则（）图31A.R消耗的功率变为2P1B.电压表V的读数变为2UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变答案 B解

4、析发电机线圈的转速变为原来的1，由E=nBS知，原线圈中输入电压变为原来的频率变为原来的1,根据整=n1,则U2变为原来的1,电压表读数变为原来的 1,即U,则通过2U2 n2222R的电流变为原来的；，R消耗的功率P2=U9 = ：P,根据、= n2,原线圈上的电流也变为原来 2R 412 ni一 11的2,即电流表A的读数变为2I ,故选B.5.（2018福州三中检测）如图4所示是一种理想自耦变压器的示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头， A、B间接交流电压 U,输出端连接了两个相同的灯泡 L1 和L2, Q为滑动变阻器的滑片.当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯

5、均能发光 .下 列说法正确的是（）图4A.将P沿逆时针方向移动，两灯均变暗B.P不动，将Q向左移动，两灯均变亮C.P不动，将Q向右移动，变压器输入功率变大D.断开开关S, Li将变暗答案 BUi ni斛析 当P沿逆时针方向移动时，副线圈的匝数n2增大，由丁 =一知，U2增大，Li、L2两U2 n2灯均变亮，选项 A错误；当P不动，Q向左移动时，U2不变，R减小，Li、L2两端的电压增大，两灯泡变亮，选项 B正确；当P不动，Q向右移动时，U2不变，R增大，R总增大，变U22 ,压器的输出功率 P2=减小，而输入功率 Pi = P2,故Pi减小，选项C错误；断开开关 S,R总则负载电阻增大，通过R

6、的电流减小，R两端的电压减小，故Li两端的电压增大，Li将变亮，选项D错误.6 .如图5所示，用一段外皮绝缘的导线扭成的两个半径为R和r的圆形平面组成闭合回路，R>r,导线单位长度的电阻为 力导线横截面半径远小于 R和r.圆形区域内均存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按 B=kt（k>0,为常数）的规律变化的磁场，下列说法正确的是（）A.小圆环中电流的方向为逆时针B.大圆环中电流的方向为顺时针kR2+r2C.回路中感应电流大小为1RTTk R- rD.回路中感应电流大小为力2人答案 D解析 由于穿过整个回路的磁通量增大，依据楞次定律，知大圆环中电流的方向为逆时针,小圆环中电流的

7、方向为顺时针，故A、B项错误；根据法拉第电磁感应定律有 E=kXR2-r2）,由闭合电路欧姆定律知回路中感应电流大小为EkuR2-r2 k R- rI=RT FT: k 故C项错误，D项正确.7 .（2018南京市模拟试题）某发电厂的发电机组车出的电压恒为400 V,将其通过升压变压器升压后加在输电线上向距离较远的用户端变电站供电，输电线总电阻为5 Q,当输送的电功率恒为200 kW时，发电厂提供的电能与用户消耗的电能不相等，二者在一个小时内相差50度电，则下列说法正确的是 （）A.输电线上损失的功率为50 W8 .供电端升压变压器的匝数比为1 ： 5C.输电线上损失的电压为50 VD.若输电

8、功率增大，则输电线上损失的功率将会减小答案 B解析 输电线上损失的功率 生=牛=50 :h h =50 kW,A错误；AP= UP2R,解得U = 2 000 V, _AU 2 升压变压器的匝数比为 400 ： 2 000=1 ： 5, B正确；根据 AP = 5,解得AU = 500 V, C错 R误；输电电压不变，若输电功率变大，则输电电流变大，输电线上损失的功率变大，D错误.8.如图6所示电路，电阻 Ri与电阻R2阻值相同，都为 R,和Ri并联的D为理想二极管（正向 电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大 ），在A、B间加一正弦交流电 u= 20/2sin （100疝）V, 则加在R2上的电

9、压有效值为（）图6A.10 V B.20 V C.15 V D.510 V答案 D解析 前半个周期内电压值取正值时，二极管导通，R1被短路,R2两端电压20.2 UT20 V;后半个周期内电压值取负值时，二极管截止，10 .2R1、R2 串联，R2两端电压 U2=7|_ V= 10 V；设R2两端电压的有效值为 U,仁丁 堡 T UJ2 T则在一个周期内0 T= 0 X + D X. R2r2 2 R2 2解得U = 5标V , D正确.9.（2017西安交大附中期中）目前的手机触摸屏大多是电容式触摸屏.电容式触摸屏内有一导电层，导电层四个角引出四个电极.当手指触摸屏幕时，人体和触摸屏就形成了

10、一个电容器，电容器具有“通高频”的作用，从而导致有电流分别从触摸屏四角上的电极中流过，并且流经 这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算， 得出触摸点的位置信息.在开机状态下，下列说法中正确的是（）A.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是因为手指对屏幕按压产生了形变B.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了电磁感应现象C.当手指触摸屏幕时，手指有微弱的电流流过D.当手指离开屏幕时，电容变小，对高频电流的阻碍变大，控制器不易检测到手指的准确位置 答案 CD解析 感测手指触摸点的位置是通过测电流，由电流比例计算，选项A、B错误；当手指触摸屏幕时，由于电容器具有

11、“通高频”的作用，所以有微弱电流流过，选项 C正确；当手指离开屏幕时，电容器两极板间的距离增大，电容减小，对高频电流的阻碍变大，选项D正确.10.某交流发电机的电动势瞬时值表达式为e=220*sin （100 it） V,以下说法正确的是（）A.1 s内电动势的平均值为 0B.1 s内电流方向改变 50次C.若将发电机的转速提高一倍，其他条件不变，则电动势的有效值为440v2 VD.若将“ 220 V,100科的电容器接在该发电机两端，则电容器可能被击穿答案 AD解析 由e= 2202sin（l00兀t） V可知，该交流电的电压最大值为311 V, 3=100兀rad/s,所以2 兀 2 兀,

12、一、.，、，、.一，一 T = 而-s= 0.02 s,频率为50 Hz,1 s内完成50个周期，由电动势瞬时值表达式可知，W 100 71线圈从中性面开始计时，因此一个周期内，电动势的平均值为零， 在50个周期内，电动势的1平均值也为零，故A正确；转动一周电流万向改变两次，故1 s内电流万向改变的次数 n=002X 2= 100次，故B错误；将发电机的转速提高一倍，角速度3= 2 m增加一倍，产生的感应电动势的最大值 Em=NBS«加倍，故产生的感应电动势瞬时值e= 44042sin（200大）V,根据440 2有效值与最大值的关系可知，有效值 U= 色 V = 440 V,则电动

13、势的有效值为 440 V,故 C错误；若将“220 V, 100的电容器接在该发电机两端，电源的最大电压为22072 V,大于电容器的耐压值 220 V,则电容器可能被击穿，故 D正确.11.（2018成都市九校高二下学期期中）如图7所示电路，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1,）.原线圈电流表、电压表均为理想交流电表，R是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小接入电压随时间按 u=220#sin（100如V变化的交流电，下列说法正确的是（）图7A.交流电的频率为100 HzB.电压表的示数为110 VC.照射R的光强度增大时，电流表的示数变大D.照射R的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得

14、更亮答案 BC解析 原线圈接入u=220，2sin （100兀t） V的交流电压，T=0.02 s,所以频率为f= 50 Hz,Ui n1A错误；交流电的有效值为U1=220 V,根据 屯=不，则U2=110 V, B正确；R阻值随光强 , , _U2度增大而减小，根据12=知副线圈电流增大，副线圈输出功率增大，即灯泡变得更亮,R+ Rl根据功率相等，所以原线圈输入功率增大，原线圈电流增大，所以电流表的示数增大，但是 电压表示数不变，故 C正确，D错误.12.如图8甲所示，光滑金属导轨沿竖直方向固定，间距为L,其下端接有定值电阻 R,质量为m、长度为L、阻值为r的金属棒MN用导槽固定在导轨上，

15、金属棒只能沿竖直方向上下移动， 且始终与导轨接触良好，整个装置处在垂直纸面向外的匀强磁场中.t = 0时刻开始在金属棒上施加竖直向上的外力，在金属棒向上运动的过程中， 流过金属棒的电流随时间变化的规律如图乙 所示.用P表示克服安培力做功的功率、a表示金属棒的加速度、F表示外力、q表示流过定值电阻的电荷量，则描述上述四个物理量随时间变化的规律的图象可能正确的是（）答案 CDBLv解析 流过金属棒的电流 1 =，由题图乙可知，I与t成正比例函数关系，则 v与t成正R+ rB2l2 2比例函数关系，可知金属棒的加速度 a不变，B错误；克服安培力做功的功率 P=F安v = - R+rB2L2a2c-R

16、TTt2,故P-t图线应为过原点的曲线,A错误；由牛顿第二定律可知，F-F安mg=.B2L2ama,则F=t+mg+ma,故F t图线应为不过原点的倾斜直线，C正确；流过te值电阻R+ r的电荷量q= It,令I=kt,则q=kt2,故q t图线应为过原点的曲线，D正确.二、非选择题（本题共6小题，共计52分）13.（6分）（2018霞浦市第一中学高二下学期月考）如图9为“探究电磁感应现象”的实验装置图9（1）将图中所缺的导线补接完整.（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将偏转（选填“发生”或“不发生”

17、）；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针偏转 （选填“发生”或“不发生”）；在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向（选填“相同”或“相反”）.（3）在做“探究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将.（不定项选择）A. 因电路不闭合，无电磁感应现象B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向D.可以用楞次定律判断感应电动势方向答案 （1） 见解析图（1 分 ） （2） 发生 （1 分 ） 发生 （1 分 ） 相反 （1 分 ） （3）BD（2 分 ）解析 （1） 将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管

18、串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示：（2）闭合开关，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将向右偏转一下；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下；两过程中灵敏电流计指针偏转方向相反.（3）如果副线圈B 两端不接任何元件，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不过没有感应电流存在，可根据楞次定律判断出感应电动势的方向，B 、 D 正确，A、 C 错误 .14.（6分）（2018全国卷I ）某实验小组利用如图10甲所示的电路探究在2

19、5 c80 C范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻 Rt,其标称值（25 C时的阻值）为 900.0 电源 E（6 V,内阻可忽略）；电压表（量程150 mV）;定值电阻 R0（阻值20.0 Q）,滑动变阻器 R（最大阻值为1 000；电阻箱R2（阻值范围0999.9 Q）;单刀开关S1,单刀双 掷开关S2.实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度 t升至80.0 C.将S2与1端接通，闭合Si, 调节Ri的滑片位置，使电压表读数为某一值 U。；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值， 将S2与2端接通，调节R2,使电压表读数仍为 Uo;断开Si

20、,记下此时R2的读数逐步降低温控 室的温度t,得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到 25.0 C.实验得到的R2-t数据见下表.t/c25.030.040.050.060.070.080.0R2/ Q900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0图 10回答下列问题：在闭合Si前，图甲中R1的滑片应移动到 (填“a”或" b”)端.(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2 t 曲线 .(3)由图乙可得到 Rt在25c80 C范围内的温度特性.当t=44.0 C时，可得 Rt=Q.(4)将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数

21、为 乌则手心温度为 .答案 (1) b(1 分 )(2)如图所示(2 分 )(3)450(1 分 )(4)620.0(1 分 ) 33.0(1 分 )解析 (1) 闭合开关S1 前，应让滑片移动到b 端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大（3）由图象可知t=44.0 C时，电阻的阻值为 450 Q.（4）由题图丙可得电阻箱阻值为620.0 Q,由图象可得温度约为33.0 C.15.（9分）（2018烟台市高二下学期期末）如图11所示为边长为L的单匝正方形线圈 abcd,放在磁感应弓II度为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动.线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量为Q.已知线圈的b

22、c边与磁场方向垂直，线圈电阻为R.求：图11（1）线圈转动的角速度大小；（2）线圈从图示位置转过 ,寸，线圈产生的感应电动势的瞬时值；（3）线圈从图示位置转过刻过程中，线圈产生的感应电动势的平均值答案量4普餐 TB L2 TBLBL解析（1）线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值大小为E=（BL23（1分）线圈从题图所示位置转过一周所用的时间：1=丁=气1分）=八 E2兀co B2L4所以热重Q= Rt=R （1分） RQ .斛得：3=田214（1分）（2）线圈从题图所示位置开始匀速转动3时，产生的感应电动势的瞬时值：e=BL2 cosinhBL2 cosin 3（1 分）1分）解得：e=.兀

23、. -（3）线圈从题图所示位置转过 2的过程中，线圈内磁通量的变化量4虫=812（1分） 兀一所用的时间为t=（1分） 2 co线圈产生的感应电动势的平均值：T =乎=嘿Q2.（1分）t 兀BL16.（9分）（2018泰安市高二下学期期末）某水电站的水位落差为20 m,通过水轮机的流量为10 m3/s,发电效率为20%.水流通过水轮机时，使水轮机以2572 rad/s的角速度转动.水轮机带动的线圈共1 000匝，线圈面积为 0.2 m2,线圈置于磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，线圈电阻不计.发电机先经过匝数比为1 ： 10的升压变压器后经输电线输送到远处，再由降压变压器降压后给用户供电.若

24、按最大功率供电时输电线路损耗的功率为发电机最大输出功率的2%,用户电压为220 V.g取10 m/s2,求：输电线的总电阻；（2）降压变压器的匝数比.答案 （1）1.25 Q （2）245 ： 11U = 500 V（1 分）解析（1）发电机的输出电压的有效值U = NBS工 代入数据得:-p Qtgh ri取大输出功率：P =t = p Qgh,引代入数据得：P = 4X 105 W（1分）P发电机的最大输出电流的有效值I=U=800 A（1分）输电线中的最大电流有效值与发电机的最大输出电流有效值的关系- = n2（1分）I线n1且 I 线 2r= PX 2%联立并代入数据得：r = 1.2

25、50（1分）（2）升压变压器副线圈的电压为U 2,Un1则u= n（1分）降压变压器原线圈的电压为U3,则 U2=U3+I 线 r（1 分）降压变压器原副线圈电压关系为：U3L= n3（1分）U4n4、'n3 245联立并代入数据得：n；=彳p(i分)17.(10分)如图12所示，一宽为L= 1 m的矩形金属框架固定在倾角0= 37。的绝缘斜面上，框架两端各接一个阻值Ro = 4 的电阻，框架的其余部分电阻忽略不计，框架足够长.匀强磁场垂直斜面向下，磁感应强度大小B=1.0 T,金属杆ab的质量为0.2 kg,电阻为r=1 Q,杆与框架接触良好，杆与框架间的动摩擦因数为科=0.5,当杆

26、受一沿斜面向上的恒力F作用时，由静止开始运动，经过一段时间后电流表示数稳定为0.2 A,已知金属杆加速过程中每个电阻Ro产生的热量 Q0= 0.152 J,取 g= 10 m/s2, sin 37 =0.6, cos 37 = 0.8.求：图12(1)电路中产生的最大感应电动势；(2)恒力F的大小；(3)金属杆在加速过程中经过的位移大小答案 (1)1.2 V (2)2.4 N (3)1.5 m解析(1)当金属杆做匀速运动时，速度最大，回路中感应电动势最大.等效电路图如图所示,当电流表示数稳定为0.2 A时，回路中总电流I = 0.4 A.R 并=2 = 2 Q（1 分）根据闭合电路欧姆定律有E

27、 = I（R并+ r）得回路中产生的最大感应电动势E=1.2 V（1分）（2）以金属杆为研究对象，根据力的平衡条件有：F = mgsin 0+ 科 mgos 0+ F 安（1 分）而F安=BIL（1分）得 F=2.4 N（1 分）由E = BLv可得，稳定时金属杆的速度v=1.2 m/s（1分）由Q = I2Rt可得金属杆在加速过程中产生的热量与每个电阻Ro产生的热量相等，都为 Qo（1分）对金属杆从静止到稳定过程中，由功能关系有：1八（F mgos 0 mgsin x= 2mv2+3Qo（2 分）解得 x= 1.5 m.（1 分）18.（12分）如图13甲所示，平行长直导轨MN、PQ水平放置，两