20182019学年高中物理综合水平测试新人教选修32

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综合水平测试

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共40分)

一、选择题(本大题共10小题，每题4分，共40分。在第1～6题给出的四个选项中，

只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，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．以下说法不吻合物理学史的是( )

A．奥斯特发现了电流的磁效应

B．法拉第发现了电磁感觉现象

C．牛顿讲解了涡旋电场的产生原理

D．楞次找到了判断感觉电流方向的方法

答案C

解析依照物理学史可知A、B、D说法正确，C项中，麦克斯韦讲解了涡旋电场的产生

原理。

以下列图，在一平均磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框

平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆

ef及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给杆ef一个向右的初速度，则( )

A．ef将减速向右运动，但不是匀减速

B．ef将匀减速向右运动，最后停止

C．ef将匀速向右运动

D．ef将往返运动

答案A

解析导体杆向右运动时会切割磁感线产生感觉电动势、感觉电流，因此导体杆ef受

到向左的安培力做减速运动，速度减小会使电动势、电流减小，安培力也随之减小，因此做

减速运动的加速度会减小，直到速度为零时导体杆静止。因此A正确，B、C、D错误。

3．以下列图，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。

当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方。那么，当开关K断开时，将出现( )

1

A．G1和G2的指针都马上回到零点

B．G1的指针马上回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点

C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先马上偏向左方，尔后缓慢地回到零点

D．G1的指针先马上偏向左方，尔后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点

答案D

解析K断开后，自感电流的方向与G1原电流方向相反，与G2原电流方向同样。应选D。

4．如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感觉强度为B

的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与

电阻＝10Ω连结，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10V。图乙是矩形线R圈磁通量Φ随时间t变化的图象。则(线圈内阻不计，集流环和电刷电阻不计)( )

A．电阻R上的电功率为20W

B．时R两端的电压瞬市价为零

C．R两端的电压u随时间t变化的规律是＝u14．1cos100πt(V)D．经过R的电流i随时间t变化的规律是i＝cos50πt(A)答案C

2

2U有解析电压表测量值为电压的有效值，P＝R＝10W，故A项错误。依照法拉第电磁感

Φ应定律，E＝t，t＝时，磁通量为零，磁通量变化率最大，感觉电动势最大，R

两端电压瞬市价最大，故B项错误。线框处于中性面(即磁通量最大)时感觉电动势为零；线

框平行磁场，即磁通量为零时，电动势最大，磁通量正弦式变化，电动势呈余弦式变化。根

据电压有效值为10V知，电压最大值Um＝102V，u＝Umcosωt＝102cos100πt(V)，故

uC项正确。i＝R＝2cos100πt(A)，故D项错误。

5．在变电所，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，

以下列图中能正确反响其工作原理的是( )

答案C

解析电流互感器是用弱电流来检测强电流，因此副线圈匝数要比原线圈匝数多，A、B

错误；而D中检测器直接与地线、火线相连，与用电器电网并联，这是电压互感器的连结方

式，会由于电压过大而烧坏电流表，只有C是正确的。

电源、开关S和S′、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连结成以下列图电路，电

容器的两平行板水平放置。当开关S、S′闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴

恰好静止在电容器两板间的M点。当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则

( )

3

A．液滴向下运动

B．液滴依旧静止

C．R2两端的电势差可否高升无法解析

D．当光照强度不变时断开S′，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电

势比A点的电势高

答案D

解析当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，R2两端的电势差降低，R1

两端的电势差高升，电容器极板之间电压高升，液滴向上运动，选项A、B、C错误；当光照

强度不变，断开S′时，电容器所带电荷量不变，把电容器的上极板向上移一小段距离，电

容器电容变小，又Q＝CU，则上极板的电势比A点的电势高，选项D正确。

7．一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以必然的初速度v0从一圆滑平行金属导轨底端

向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，以下列图，匀强磁

场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度此后又返回终究端时的速度

大小为v，则金属杆在滑行过程中( )

A．向上滑行的时间等于向下滑行的时间

B．在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量

C．向上滑行时与向下滑行时经过电阻R的电荷量相等

4

122

D．金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R上产生的热量为2m(v0－v)

答案BC

解析由于上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶

段的位移大小相等，因此上滑过程的时间比下滑过程短，因此A错误；解析知上滑阶段的平

均速度大于下滑阶段的平均速度，由动生电动势公式E＝BLv能够知道上滑阶段的平均感觉

电动势E1大于下滑阶段的平均感觉电动势E2，而上滑阶段和下滑阶段经过回路即经过R的

BS

EtBS电荷量q＝It＝Rt＝Rt＝R，式中结果无时间，故上滑阶段和下滑阶段经过回路即通

过R的电荷量同样，因此C正确；由于E1>E2，故UR1>UR2，再由公式W电＝qU，能够知道上滑阶段回路电流对R做功即电阻R产生的热量比下滑阶段多，因此B正确；金属杆从开始上滑

至返回出发点的过程中，只有安培力做功，动能的一部分转变成内能，电阻R和杆上的电阻

r上产生的热量的和就是金属杆减小的动能，D错误；因此B、C选项是正确的。

8．以下列图，为早期制作的发电机及电动机的表示图，A盘和B盘分别是两个可绕固

定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连结起来，用另一根导线将B盘的中

心和A盘的边缘连结起来。当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动，则以下说法中

正确的选项是( )

A．不断转动A盘就可以获得连续的电流，其原因是将整个铜盘看作沿径向排列的无数

根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感觉电动势

B．当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中碰到安培力的作用

C．当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动

D．当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动

答案ABC

解析将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的一组装置作为电动

机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每

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一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感觉电动势，进而解析可得，A、B、C正确。

9．两根相距为L的足够长的金属直角导轨以下列图放置，它们各有一边在同一水平面

内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，

杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感

应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下B以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的选项是()

22BLv1A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋2R

B．cd杆所受摩擦力为零

BLv1＋v2C．回路中的电流强度为2R

2RmgD．μ与v1大小的关系为μ＝B2L2v1答案AD解析杆ab切割磁感线产生感觉电动势E＝BLv，1EBLv杆cd运动不切割磁感线，故不产生感觉电动势，回路中电流I＝2＝12，C错误；因RR2222BLv1BLv1两杆匀速运动，则对ab杆有F安＝2R，F＝F安＋μmg＝2R＋μmg，A正确；对cd杆：2RmgF安水平向右，f＝μF安＝mg，μ＝22。故B错误，D正确。BLv1

10．以下列图，AB、CD为两个平行的水平圆滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感觉

强度为B的匀强磁场中。AB、CD的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻。质量为m、

有效长度为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触优异，并与轻质弹簧组成弹

簧振动系统。开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN拥有水平向左的初速度v0，经过一段

时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AC间电阻R上产生的焦耳热为Q，则( )

6

2B2L2v0A．初始时辰棒所受的安培力大小为R

2QB．从初始时辰至棒第一次到达最右端的过程中，整个回路产生的焦耳热为

12C．当棒第一次到达最右端时，弹簧拥有的弹性势能为2mv0－2Q

222BLv0

3

D．当棒再次回到初始地址时，AC间电阻的热功率为

答案AC

R

解析初始时辰，棒两端的电动势0＝0，棒中的电流IE02BLv0，棒所受的安培0＝＝EBLvRR2力大小F＝2B2L2v0R，选项A正确；两电阻的阻值相等，则热功率也相等，从初始时辰至棒第一次到达最右端过程中，整个回路产生的焦耳热为2，弹簧拥有的弹性势能p＝102－2，QE2mvQ选项B错误，C正确；当棒再次回到初始地址时速度小于v0，AC间电阻的热功率也小于P＝I0222BLv0E0·2＝R，选项D错误。第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、实验题(本大题共2小题，每题6分，共12分，把答案填在题中横线上或按题目

要求作答。)

11．(1)如图为“研究电磁感觉现象”实验中所用器材的表示图。试回答以下问题。

①在该实验中电流计G的作用是检测感觉电流的______和________。

②请按实验要求在实物上连线。

7

③在实验出现的电磁感觉现象中，A、B线圈哪个相当于电源？________(选填“A”或

“B”)。

已知一矫捷电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串通接成以下列图电路，当条形磁铁按以下列图情况运动时，以下判断正确的选项是

________。

A．甲图中电流计偏转方向向右

B．乙图中磁铁下方的极性是N极

C．丙图中磁铁的运动方向向下

D．丁图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向

答案(1)①大小方向②见解析③B(2)ABD

解析(1)①电流计G的零刻度在表盘中央，电流流过时，指针偏转，既显示了电流的

大小，也显示了电流的方向。

②电源、开关、滑动变阻器和小线圈组成一闭合回路；大线圈和电流计组成闭合电路。

电路以下列图。

8

③B线圈与电流计相连，显示回路感觉电流，即B线圈相当于电源。

(2)在图甲中，由楞次定律判断知电流从正接线柱流入电表，表针偏转方向向右，A正

确；在图乙中，线圈中感觉电流的磁场方向向下，因磁铁远离，磁场减弱，故原磁场方向应

向下，即磁铁下方的极性是N极，B项正确；在图丙中，线圈中感觉电流的磁场方向向上，

而磁铁磁场方向向上，由楞次定律知，磁铁的运动方向向上，C错误；在图丁中，磁铁向上

运动，线圈中原磁场方向向下减弱，感觉电流的磁场方向向下，故线圈的绕制方向从上往下

看为顺时针方向，D正确。

12．钳型电流表的工作原理以下列图。当通有交变电流的导线从环形铁芯的中间穿过时，

与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于经过环形铁芯的磁通量与导线中的电

流成正比，因此经过偏转角度的大小能够测量导线中的电流。平常所用正弦式交变电流的频

率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数

为10A；若用同一电表在英国测量峰值同样大小的电流，则读数将是________A。若此表在

中国的测量值是正确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变得正确，应重新将其量

程标定为________A。

答案1225解析f中505中6只有电流变化的时间不同样，＝60＝，即T＝。由题中条件可知其他条件同样，f英6T英5

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因此，E＝Φ知E∝1，因此E中＝T英＝5，而电流与电动势成正比，因此I中＝5，即I英＝6tt英中6I英65ETI中＝12A，即在英国该电流表的读数为12A。同理可得此表在英国的量程应为25A。三、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)

13．(10分)以下列图，水平桌面上有两个质量为＝×10－3kg、边长均为L＝m的正方形线框A和B，电阻均为R＝Ω，用绝缘细线相连静止于宽为d＝的匀强磁场的两边，磁感觉强度B＝，垂直桌面向下，现用水平恒力F＝拉线框B，不计摩擦，线框A的右边走开磁场时恰好做匀速运动，求：

线框匀速运动的速度；

线框产生的焦耳热。

答案(1)10m/s

解析(1)线框A的右边走开磁场时

E＝BLv，I＝ER。

平衡条件为＝，因此vFR＝22＝10m/s。FBILBL12(2)由能量守恒定律Q＝F(d＋L)－2·2mv，代入数据解得线框进出磁场过程中产生的焦耳热

Q＝。14．(12分)一个直流电动机的内电阻r＝2Ω，与＝8Ω的电阻串通后接在线圈上，R以下列图。已知线圈的面积为＝2m2，共100匝，线圈的电阻为r′＝2Ω，线圈在BS202OO′以转速n＝600r/min＝πT的匀强磁场中绕匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为U＝100V，求电动机正常工作时的输出功率。

10

答案800W解析线圈的角速度600ω＝2πn＝2π×60rad/s＝20πrad/s，线圈转动时产生的电动势的最大值为m＝NBSω＝2002V，有效值为＝Em＝200V，2－2则电路中的电流为I＝R＋r′＝10A。故电动机正常工作时的输出功率为P＝UI－Ir＝800W。15．(12分)发电站经过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原副线圈的匝数比为1∶25。

画出上述输电全过程的线路图；

求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；

若输电导线电阻为10Ω，求降压变压器原线圈两端的电压；

计算降压变压器的输出功率。

答案(1)见解析图(2)6250V16A(3)6090V解析(1)线路图以下：

U2n2对升压变压器，据公式U1＝n1，有

U2＝n225U1＝×250V＝6250V11n11

I2＝P2P1100000＝＝A＝16A。226250UU(3)U3＝U2－I2R线＝(6250－16×10)V＝6090V。

2(4)P4＝P1－P损＝P1－I2R线＝。

16．[2017·北京高考](14分)发电机和电动机拥有装置上的近似性，源于它们机理上

的近似性。直流发电机和直流电动机的工作原理能够简化为如图1、图2所示的情况。

图1

图2在竖直向下的磁感觉强度为B的匀强磁场中，两根圆滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为，电阻不计。电阻为的金属导体棒ab垂直于、放在轨道上，与轨LRMNPQ道接触优异，以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动。图1轨道端点间接有阻值为r的电阻，导体棒ab碰到水平向右的外力作用。图2MP轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab经过滑轮匀速提升重物，电路