云南省峨山一中2023-2023学年高三二轮复习检测 高三物理（选修3-2）

第页云南省峨山一中2023-2023学年高三二轮复习检测高三物理〔选修3-2〕本试卷分第一卷和第二卷两局部，共110分，考试时间60分钟。分卷I一、单项选择题(共4小题,每题6.0分,共24分)1.如下图，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．以下图象正确的选项是()A．B．C．D．【答案】D【解析】t＝0时，将开关S由1掷到2，电容器放电，开始时i＝，因安培力作用使导体棒产生加速度，导体棒速度增大，产生反向感应电动势，使电流减小，安培力减小，加速度减小，减小至零时，速度到达最大值vm做匀速运动，电容器两极电压为BLvm(L为导轨宽度)，A、B、C错误，D正确．2.如下图，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．假设取顺时针方向为电流的正方向，那么金属框穿过磁场过程中产生的感应电流随时间变化的图象是以下四个图中的()A．B．C．D．【答案】C【解析】设直角三角形右下角为α，金属框进入磁场的过程，感应电动势为E＝BLv，L＝vttanα，那么得E＝Bv2t·tanα，感应电流大小i＝＝∝t，由楞次定律判断得知：感应电流为逆时针方向，是负值；金属框穿出磁场的过程，感应电动势为E＝BLv，L＝[L0－v(t－)]tanα＝(2L0－vt)tanα，L0是三角形底边的长度，得E＝B(2L0－vt)v·tanα，感应电流大小i＝＝，由楞次定律判断得知：感应电流为顺时针方向，是正值；由数学知识可知C图象正确，应选C.3.图甲是线圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的选项是()A．在t＝0.1s和0.3s时，穿过线圈P的磁通量最大B．线圈P转动的角速度为10πrad/sC．电压表的示数为2.83VD．电流表的示数为0.40A【答案】D【解析】据题意，在0.1s和0.3s时产生的交流电压最大，据U＝n可知，这两个时刻穿过线圈的磁通量变化量最快，故A选项错误；据图像可知ω＝＝rad/s＝5πrad/s，故B选项错误；该交流电电压有效值为：U＝＝10V，在AB端输入的电源为10V，那么在副线圈的电压为：U′＝＝2V，故C选项错误；副线圈中电流为：I′＝＝2A，那么原线圈中电流为：I＝＝0.40A，故D选项正确．4.如下图，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2P0(但灯泡还在额定功率范围内)，以下措施正确的选项是()A．换一个电阻为原来一半的灯泡B．把磁感应强度增为原来的2倍C．换一根质量为原来的倍的金属棒D．把导轨间的距离增大为原来的倍【答案】C【解析】当ab棒下滑到稳定状态时，受力平衡，有mgsinθ＝BIL＝，灯泡的功率为：P＝＝mgvsinθ＝，可见C正确，A、B、D错误．二、多项选择题(共4小题,每题4.0分,共16分)5.〔多项选择〕线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图，那么〔〕A．在A和C时刻线圈平面和磁场平行B．在A和C时刻线圈平面和磁场垂直C．在B时刻线圈中的磁通量为零D．假设线圈转动的周期为0.02s，那么该交变电流的频率为50【答案】AD【解析】线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流一般情况为〔从中性面计时〕，所以A、C时刻说明此刻线圈平面与磁场垂直，即A对，B错。B、D时刻为中性面，即磁通量最大，C错。从图像可知线圈转动的周期为0.02s，那么该交变电流的频率为50，D对。6.(多项选择)有一只粗细均匀、直径为d、电阻为r的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，其俯视图如下图．一根长为d、电阻为的金属棒始终紧贴圆环以速度v匀速平动，当ab棒运动到圆环的直径位置时，说法正确的选项是()A．ab棒两端电压为B．ab棒中的电流为C．ab棒所受安培力为D．外力对ab棒的功率为【答案】BD【解析】当ab棒运动到圆环的直径位置时，感应电动势为E＝Bdv，电源内阻为0.5r，上、下线圈电阻均为0.5r，且为并联关系，所以电路中ab棒的电流为I＝＝，ab两端电压为Uab＝I·＝，所以B对，A错．由于是匀速移动，即F＝F外＝BIL＝B·d，所以C错．功率为P＝Fv，所以D对．7.(多项选择)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，那么在此过程中()A．物体处于超重状态B．物体处于失重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动【答案】AD【解析】据题，升降机静止时电流表示数为I0，而此过程中电流表示数为2I0，由欧姆定律分析压敏电阻的阻值变小，说明压敏电阻所受压力增大，那么物体处于超重状态，故A正确，B错误；物体处于超重状态时，加速度的方向向上，速度方向可能向下，也可能向上，那么升降机可能向下做匀减速运动，也可能向上做匀加速运动，故C错误，D正确．8.(多项选择)如下图，间距l＝0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ＝30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲、乙两金属杆电阻R相同、质量均为m＝0.02kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a＝5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g＝10m/s2，那么()A．每根金属杆的电阻R＝0.016ΩB．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4sC．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1W【答案】BC【解析】开始时金属杆乙的加速度为a2＝gsin30°＝5m/s2，即甲、乙两棒具有相同的加速度，当乙刚进入磁场时，甲也恰好离开磁场，此时两棒的速度均为v＝＝2m/s，因为乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，所以mgsin30°＝Bl，解得R＝0.064Ω，选项A错误；甲金属杆在磁场中运动的时间为t＝＝0.4s，选项B正确；甲金属杆在磁场中运动时满足F＋mgsin30°－F安＝ma，随金属棒速度的增加，安培力逐渐增大，那么外力F逐渐增加，由P＝Fv可知F的功率逐渐增大，选项C正确；乙金属杆在磁场中运动过程中受安培力大小为F安＝mgsin30°＝0.1N，所以功率P＝F安v＝0.2W，选项D错误．分卷II三、计算题9.某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104W，电厂输出电压仅为350V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输出．输电线路的总电阻为4Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，用户所需电压为220V，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？【答案】1∶8133∶11【解析】根据题意，画出输电线路图如以下图所示．由电路中损失功率P损＝P总×5%＝I2R得输电线路中电流为I2＝＝35A.升压变压器输出电压U2＝＝2.8×103V升压变压器的原、副线圈匝数比为降压变压器输入功率为P3＝P总－P损＝P总－5%P总＝95%P总＝9.31×104W所以降压变压器的初级电压为U3＝＝2660V故降压变压器的原、副线圈匝数比为10.如下图，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为L的平行光滑金属轨道上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节Rx＝R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v.(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为＋q的微粒水平射入金属板间，假设它能匀速通过，求此时的Rx.【答案】(1)(2)【解析】(1)当棒沿导轨匀速下滑时，沿着斜面方向受力平衡sinθMg＝BIL那么得电流I＝①由闭合电路的欧姆定律有棒切割磁感线产生的电动势为E＝I(R＋Rx)②而E＝BLv③结合Rx＝R由①②③式组成方程组解得：v＝④(2)棒再次沿导轨匀速下滑时，对棒同样有：sinθMg＝BIL⑤带电微粒匀速通过平行金属板，那么有：＝mg⑥而Ux＝IRx⑦解得：Rx＝＝.11.如下图，在xOy平面内有一扇形金属框abc，其半径为r，ac边与y轴重合，bc边与x轴重合，且c为坐标原点，ac边与bc边的电阻不计，圆弧ab上单位长度的电阻为R.金属杆MN长度为L，放在金属框abc上，MN与ac边紧邻，金属杆ac长度的电阻为R0.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面．现对MN杆施加一个外力(图中未画出)，使之以C点为轴顺时针匀速转动，角速度为ω.求：(1)在MN杆运动过程中，通过杆的电流I与转过的角度θ间的关系；(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少？【答案】(1)I＝(2)【解析】(1)电路中感应电动势E＝Br2ω设金属杆的电阻为R0(能与其他字母区分即可)，那么电路总电阻R总＝R0＋＝R0＋杆中电流I与杆转过的角度θ的关系为I＝＝(2)由于总电阻R总＝R0＋，圆弧总长度rθ＋r(－θ)是定值，所以，当rθ＝r时，即θ＝时，总电阻R总有最大值．此时，R总＝R0＋电路消耗电功率的最小值是P＝＝.五、填空题(共2小题,每题5.0分,共10分)12.如下图，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I＝____________.线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q＝__________.【答案】【解析】此题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识．电动势的最大值Em＝BSω，电动势的