(通用版)2018-2019版高中物理 模塊綜合試卷 新人教版選修3-2.doc
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模塊綜合試卷 (時間:90分鐘 滿分:100分) 一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共計48分.1~7題為單選題,8~12題為多選題,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分) 1.如圖1所示,線圈L的電感很大,電源內(nèi)阻不可忽略,A、B是完全相同的兩只燈泡,當開關(guān)S閉合時,下列判斷正確的是 ( ) 圖1 A.A燈比B燈先亮,然后A燈熄滅 B.B燈比A燈先亮,然后B燈逐漸變暗 C.A燈與B燈一起亮,而后A燈熄滅 D.A燈與B燈一起亮,而后B燈熄滅 答案 B 2.如圖2所示,光滑水平面上存在有界勻強磁場,金屬圓環(huán)直徑與磁場寬度相同.若圓環(huán)以一定的初速度沿垂直于磁場邊界的水平虛線,從位置1到位置2勻速通過磁場,在必要的時間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速前進,以下說法正確的是( ) 圖2 A.金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流方向先順時針再逆時針 B.金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小 C.水平拉力的方向先向右后向左 D.金屬圓環(huán)受到的安培力的方向先向左后向右 答案 B 3.如圖3甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,A、V均為理想電表,R為光敏電阻(其阻值隨光強增大而減小),L1和L2是兩個完全相同的燈泡.原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u,下列說法正確的是( ) 圖3 A.電壓u的頻率為100 Hz B.電壓表V的示數(shù)為22 V C.當光強增大時,變壓器的輸入功率變大 D.當L1的燈絲燒斷后,V示數(shù)變小 答案 C 4.如圖4甲所示,矩形線圈abcd固定于方向相反的兩個磁場中,兩磁場的分界線OO′恰好把線圈分成對稱的左右兩部分,兩磁場的磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定磁場垂直紙面向內(nèi)為正,線圈中感應(yīng)電流逆時針方向為正.則線圈感應(yīng)電流隨時間的變化圖象為( ) 圖4 答案 A 解析 因磁場是均勻變化的,由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律知,感應(yīng)電流的大小不變,故C、D項錯誤;在開始階段OO′左側(cè)磁場增強,OO′右側(cè)磁場減弱,由楞次定律可知線圈中有逆時針方向的感應(yīng)電流,A項正確,B項錯誤. 5.用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)線框,以相同的速度勻速進入右側(cè)勻強磁場,如圖5所示.在每個線框進入磁場的過程中,M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是( ) 圖5 A.Ua<Ub<Uc<Ud B.Ua<Ub<Ud<Uc C.Ua=Ub<Uc=Ud D.Ub<Ua<Ud<Uc 答案 B 解析 線框進入磁場后切割磁感線,a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是c、d產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的一半,而不同的線框的電阻不同,設(shè)a線框電阻為4r,b、c、d線框的電阻分別為6r、8r、6r,則有: Ua=BLv=,Ub=BLv=,Uc=B2Lv=,Ud=B2Lv=,故A、C、D錯誤,B正確. 6.如圖6所示,10匝矩形線框在磁感應(yīng)強度B= T的勻強磁場中,繞垂直磁場的軸OO′以角速度ω=100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,線框電阻不計,面積為S=0.3 m2,線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連,副線圈接有兩只燈泡L1(規(guī)格為“0.3 W,30 Ω”)和L2,開關(guān)閉合時兩燈泡正常發(fā)光,且原線圈中電流表示數(shù)為0.04 A,則下列說法不正確的是( ) 圖6 A.若從圖示線框位置開始計時,線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為30cos (100t) V B.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1 C.燈泡L2的額定功率為0.9 W D.若開關(guān)S斷開,電流表的示數(shù)將增大 答案 D 解析 變壓器的輸入電壓的最大值為Um=nBSω=100.3100 V=30 V;從垂直中性面位置開始計時,故線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為u=Umcos ωt=30cos (100t) V,故A正確.變壓器輸入電壓的有效值為U1==30 V.開關(guān)閉合時兩燈泡均正常發(fā)光,所以U2== V=3 V,所以===,故B正確.原線圈的輸入功率為P1=U1I1=300.04 W=1.2 W.由于原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率,所以PL2=P1-PL1=1.2 W-0.3 W=0.9 W,故C正確.若開關(guān)S斷開,輸出電壓不變,輸出端電阻增大,輸出電流減小,故輸入電流也減小,電流表的示數(shù)減小,D錯誤. 7.如圖7甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n=1 500,橫截面積S=20 cm2,螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0 Ω,其余導(dǎo)線電阻不計,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,電容器電容C=30 μF.在一段時間內(nèi),穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律變化.則下列說法中正確的是( ) 圖7 A.螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.5 V B.閉合開關(guān),電路中的電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電 C.電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率為510-2 W D.開關(guān)斷開,流經(jīng)電阻R2的電荷量為1.810-5 C 答案 D 解析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:E=n=nS,代入數(shù)據(jù)可求出:E=1.2 V,故A錯誤;根據(jù)楞次定律可知,螺線管下端相當于電源正極,則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電,故B錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:I==0.12 A,P1=I2R1=5.7610-2 W,故C錯誤;開關(guān)斷開,流經(jīng)R2的電荷量即為開關(guān)閉合時電容器上所帶的電荷量Q,電容器兩端的電壓:U2=IR2=0.6 V,流經(jīng)R2的電荷量Q=CU2=1.810-5 C,故D正確;故選D. 8.如圖8所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的圓形線圈周期為T,匝數(shù)為10匝,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向,線圈總電阻為2 Ω,從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時,線圈轉(zhuǎn)過30時的電流為1 A,下列說法中正確的是( ) 圖8 A.線圈中電流的最大值為 A B.線圈消耗的電功率為4 W C.任意時刻線圈中的感應(yīng)電流為i=2sin (t) A D.任意時刻線圈中的感應(yīng)電流為i=2cos (t) A 答案 BC 解析 從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時,感應(yīng)電動勢的表達式為e=Emsin ωt,則感應(yīng)電流i==sin ωt,由題給條件有:1 A=,解得Em=4 V,則Im=2 A,I有效= A,線圈消耗的電功率P=IR=4 W,選項A錯誤,選項B正確.i=Imsin ωt=2sin (t) A,故選項C正確,D錯誤. 9.如圖9甲所示是某燃氣爐點火裝置的原理圖.轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓,并加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,為交流電壓表.當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5 000 V時,就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體.以下判斷正確的是( ) 圖9 A.電壓表的示數(shù)等于5 V B.電壓表的示數(shù)等于 V C.實現(xiàn)點火的條件是>1 000 D.實現(xiàn)點火的條件是<1 000 答案 BC 解析 由U-t圖象知,交變電壓的最大值Um=5 V,所以電壓表的示數(shù)U== V,故選項A錯誤,B正確;根據(jù)=得=,變壓器副線圈電壓的最大值U2m=5 000 V時,有效值U2==2 500 V,所以點火的條件是>=1 000,故選項C正確,D錯誤. 10.兩條平行虛線間存在一勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直.邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行,如圖10(a)所示.已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進入磁場.線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向為順時針時,感應(yīng)電動勢取正).下列說法正確的是( ) 圖10 A.磁感應(yīng)強度的大小為0.5 T B.導(dǎo)線框運動速度的大小為0.5 m/s C.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外 D.在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N 答案 BC 解析 導(dǎo)線框運動的速度v== m/s=0.5 m/s,根據(jù)E=BLv=0.01 V可知,B=0.2 T,A錯誤,B正確;根據(jù)楞次定律可知,磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外,C正確;在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流I== A=2 A,安培力大小為F=BIL=0.04 N,D錯誤. 11.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=55∶3,原線圈輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律為u=220sin (100πt) V.理想交流電壓表V、理想交流電流表A按如圖11所示方式連接,副線圈接入一個R=6 Ω的電阻,則( ) 圖11 A.經(jīng)過1分鐘電阻R產(chǎn)生的熱量是1 440 J B.與電阻R并聯(lián)的電壓表的示數(shù)約為20 V C.電流表A的示數(shù)約為0.11 A D.當再將一個電阻與電阻R并聯(lián)時,變壓器的輸出電壓減小 答案 AC 解析 變壓器原線圈電壓有效值為220 V,則副線圈電壓為U2=U1=220 V=12 V,則電壓表讀數(shù)為12 V,經(jīng)過1分鐘電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為:Q=t=60 J=1 440 J,選項A正確,B錯誤;電流表A的讀數(shù):I1=I2= A=A≈0.11 A,選項C正確;變壓器輸出電壓只與原線圈電壓和匝數(shù)比有關(guān),與負載電阻無關(guān),故選項D錯誤;故選A、C. 12.如圖12所示,兩電阻可忽略不計的光滑平行長金屬導(dǎo)軌相距為d,導(dǎo)軌與水平面的夾角為30,上端ab處接有阻值為R的定值電阻,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直軌道平面向上.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿從軌道上端ab處靜止釋放,向下運動的距離為x時達到最大速度,則下列說法正確的是( ) 圖12 A.金屬桿運動的最大速度為 B.金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,通過電阻R的電荷量為 C.金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為- D.金屬桿運動的最大加速度為 答案 AD 解析 金屬桿剛剛釋放時只受重力和支持力,其加速度最大,由mgsin 30=ma得,a=,D項正確;對金屬桿受力分析可得,mgsin 30-F安=ma′,金屬桿的加速度為零時,金屬桿運動的速度最大,此時的感應(yīng)電動勢E=Bdv,感應(yīng)電流I=,金屬桿受到的安培力F安=BId,則金屬桿運動的最大速度v=,A項正確;金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,由法拉第電磁感應(yīng)定律得,通過電阻R的電荷量為q==,B項錯誤;金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,由能量守恒可得,mgxsin 30=mv2+2Q,解得,Q=-,C項錯誤. 二、非選擇題(本題共5小題,共計52分) 13.(6分)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中. (1)為了能明顯地觀察到實驗現(xiàn)象,請在如圖13所示的實驗器材中選擇必要的器材,在圖中用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖. 圖13 (2)將原線圈插入副線圈中,閉合開關(guān),副線圈中的感應(yīng)電流方向與原線圈中電流的繞行方向________(填“相同”或“相反”). (3)將原線圈拔出時,副線圈中的感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向________(填“相同”或“相反”). 答案 (1)見解析圖 (2)相反 (3)相同 解析 (1)實物電路圖如圖所示. (2)因閉合開關(guān)時,穿過副線圈的磁通量增大,由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,故電流繞行方向相反. (3)將原線圈拔出時,穿過副線圈的磁通量減小,由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,故電流繞行方向相同. 14.(10分)如圖14所示,質(zhì)量m=0.1 kg,電阻R1=0.3 Ω,長度l=0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U形光滑金屬框架上.框架固定在絕緣水平面上,相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,電阻不計且足夠長.電阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=1.0 T.現(xiàn)垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,使棒ab從靜止開始運動,棒始終與MM′、NN′保持良好接觸. 圖14 (1)求棒ab能達到的最大速度的大?。? (2)若棒ab從靜止到剛好達到最大速度的過程中,導(dǎo)體棒ab上產(chǎn)生的熱量QR1=1.2 J,求該過程中棒ab的位移大?。? 答案 (1)5 m/s (2)1.425 m 解析 (1)ab棒做加速度逐漸減小的加速運動, 當a=0時,達到最大速度vm F=F安=BIl I= E=Blvm 得vm==5 m/s. (2)棒ab從靜止到剛好達到vm的過程中,設(shè)閉合電路產(chǎn)生的總熱量為Q總, = 對整個電路由功能關(guān)系得 Fx=Q總+mv 解得x=1.425 m. 15.(10分)如圖15所示,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10 kW,輸出電壓為400 V,向距離較遠的用戶供電,為了減少電能損失,使用2 kV高壓輸電,最后用戶得到220 V、9.5 kW的電力,變壓器可視為理想變壓器,求: 圖15 (1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2; (2)輸電線路導(dǎo)線的總電阻R; (3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3∶n4. 答案 (1)1∶5 (2)20 Ω (3)95∶11 解析 (1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比==. (2)輸電線損失的功率ΔP=0.5 kW=IR 又P1=P2=U2I2 所以I2=5 A,R=20 Ω. (3)降壓變壓器原線圈電壓U3=U2-I2R 降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比= 解得=. 16.(12分)如圖16所示是一個交流發(fā)電機的示意圖,線圈abcd處于勻強磁場中,已知ab、bc邊長都為l=20 cm,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B= T,線圈的匝數(shù)N=10,線圈的總電阻r=5 Ω,外電路負載電阻R=15 Ω,線圈以ω=100 rad/s的角速度繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,電表是理想電表.求: 圖16 (1)兩個電表的示數(shù); (2)從圖示位置開始轉(zhuǎn)過45過程中通過R的電荷量; (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功. 答案 (1)電壓表示數(shù)為30 V,電流表示數(shù)為2 A (2)0.02 C (3)5 J 解析 (1)設(shè)正弦交流電源的電壓峰值為Em,有效值為E有 Em=NBSω=NBl2ω=40 V E有==40 V 由閉合電路歐姆定律得電流表示數(shù) I==2 A 電壓表示數(shù)為U=IR=30 V. (2)設(shè)線圈在這一過程所用時間為Δt,流過R的電荷量為q q=Δt = =N ΔΦ=Φ2-Φ1=BSsin 45-0=Bl2sin 45 由以上各式求得 q=N=N=0.02 C (3)轉(zhuǎn)動一周所用時間為T== s 外力所做的功等于閉合電路一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量 即W=Q=T. 解得W≈5 J. 17.(14分)如圖17所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5 m,其電阻不計,兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,兩棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02 kg,電阻均為R=0.1 Ω,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B=0.2 T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運動,而棒cd恰好能保持靜止.取g=10 m/s2,問: 圖17 (1)通過cd棒的電流I是多少,方向如何? (2)棒ab受到的力F多大? (3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1 J的熱量,力F做的功W是多少? 答案 (1)1 A 方向由d到c (2)0.2 N (3)0.4 J 解析 (1)棒cd受到的安培力Fcd=IlB 棒cd在共點力作用下平衡, 則Fcd=mgsin 30 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得I=1 A,方向由d到c. (2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等Fab=Fcd 對棒ab由共點力平衡有F=mgsin 30+IlB 代入數(shù)據(jù)解得F=0.2 N (3)設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1 J熱量, 由焦耳定律可知Q=I2Rt 設(shè)ab棒勻速運動的速度大小為v, 則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv 由閉合電路歐姆定律知I= 由運動學(xué)公式知,在時間t內(nèi),棒ab沿導(dǎo)軌的位移 x=vt 力F做的功W=Fx 綜合上述各式,代入數(shù)據(jù)解得W=0.4 J.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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