2018-2019學年高中物理 模塊綜合檢測（一）新人教版選修3-2.doc

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模塊綜合檢測(一) (時間：90分鐘　分值：100分) 一、單項選擇題(本題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求) 1．機器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”， 以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉彎．下列有關該機器人“眼睛”的說法中正確的是(　　) A．力傳感器　　　　 B．光傳感器 C．溫度傳感器 D．聲音傳感器 解析：遇到障礙物會繞開，說明它是光傳感器，故選項B正確，選項A、C、D錯誤． 答案：B 2．法拉第是英國物理學家、化學家，也是著名的自學成才的科學家，在物理學領域，法拉第有“電學之父”的美譽．下列陳述不符合歷史事實的是(　　) A．法拉第首先引入“場”的概念來研究電和磁的現象 B．法拉第首先引入電場線和磁感線來描述電場和磁場 C．法拉第首先發(fā)現電磁感應現象 D．法拉第首先發(fā)現電流的磁效應 解析：奧斯特首先發(fā)現電流的磁效應，選項D錯誤；選項A、B、C正確． 答案：D 3．對于如圖所示的電流i隨時間t做周期性變化的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．電流大小變化，方向不變，是直流電 B．電流大小、方向都變化，是交流電 C．電流的周期是0.02 s，最大值是0.2 A D．電流做周期性變化，是交流電 解析：方向隨時間做周期性變化是交變電流最重要的特征，因為在此坐標系中電流的方向用正負表示，所以此電流的方向沒有改變，是直流電，A正確，B、D錯誤；由圖象可以看出電流的周期是0.01 s, 而不是0.02 s，C錯誤． 答案：A 4．如圖所示，北京某中學生在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B1，方向由南向北，豎直分量大小為B2，假設自行車的車把為長為L的金屬平把，下列結論正確的是(　　) A．圖示位置中輻條上A點比B點電勢低 B．左車把的電勢比右車把的電勢低 C．自行車左拐改為南北騎向，輻條A點比B點電勢高 D．自行車左拐改為南北騎向，輻條A點比B點電勢低 解析：自行車行駛時，輻條切割磁感線，從東往西沿直線以速度v騎行，根據右手定則判斷可知，圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢低，故A正確；在行駛過程中，車把與豎直分量的磁場切割，因此產生感應電流，根據右手定則可知，左車把的電勢比右車把的電勢高，故B錯誤．自行車左拐改為南北騎向，自行車輻條沒有切割磁感線，則沒有電勢的高低，故C、D錯誤；故選A. 答案：A 5．我國發(fā)射的“玉兔號”月球車成功著陸月球，不久的將來中國人將真正實現飛天夢，進入那神秘的廣寒宮．假如有一宇航員登月后，想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是(　　) A．直接將電流表放于月球表面，看是否有示數來判斷磁場的有無 B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數，則可判斷月球表面無磁場 C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數，則可判斷月球表面有磁場 D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內沿各個方向運動，如電流表無示數，則可判斷月球表面無磁場 解析：電磁感應現象產生的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變時，回路中有感應電流產生．A中，如果月球上有一個恒定的磁場，那么電流表不會有示數，A錯誤；同理，將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數，也不能判斷出沒有磁場，因為磁通量可能是恒定的，B錯誤；電流表有示數則說明一定有磁場，C正確；將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一個與磁場平行的平面內沿各個方向運動，也不會有示數，D錯誤． 答案：C 6.兩根通電直導線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖所示，線圈L的平面跟紙面平行．現將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到B位置，則在平移過程中，線圈中的感應電流(　　) A．沿順時針方向，且越來越小 B．沿逆時針方向，且越來越大 C．始終為零 D．先順時針，后逆時針 解析：整個過程中，穿過線圈的磁通量為0. 答案：C 7．在光滑的桌面上放有一條形磁鐵，條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質小圓環(huán)，如圖所示．則以下關于銅質小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是(　　) A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒 B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵的重力大 C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做勻速運動 D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產生向左的運動趨勢 解析：根據條形磁鐵的電場線的分布，銅質小圓環(huán)在下落過程中，磁通量始終為零，無電磁感應現象，釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒，磁鐵對桌面的壓力等于磁鐵的重力，故A對，B錯．當磁鐵左右移動時，銅質小圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，產生電磁感應現象，根據楞次定律可以判斷，電磁感應的機械效果是阻礙它們之間的相對運動，給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動，C錯；線圈有向右運動的趨勢，D錯． 答案：A 8．如圖所示，電源的電動勢為E，內阻r不能忽略．A、B是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數相當大、電阻可忽略的線圈．關于這個電路的說法正確的是(　　) A．從開關閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定 B．從開關閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定 C．開關由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅 D．開關由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈 解析：開關閉合，由于L產生的自感電動勢阻礙電流的增大，B燈將推遲一些時間才能正常發(fā)光，而A燈立刻亮，當L不起作用后，A燈亮度逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定，選項A正確，B錯誤；開關斷開的瞬間，L作為電源，通過L中的電流值是逐漸減小的，由于穩(wěn)定時燈泡A、B中電流大小相等，故A燈不會閃亮，而是慢慢熄滅的，選項C錯誤；開關由閉合到斷開瞬間，電流自右向左通過A燈，選項D錯誤． 答案：A 9.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數均可調節(jié)，原線圈兩端接一正弦交變電流，為了使變壓器輸入功率增大，可以采取的措施有(　　) A．只增加原線圈的匝數n1 B．只減少副線圈的匝數n2 C．只減小負載電阻R的阻值 D．只增大負載電阻R的阻值 解析：由＝知，當n1增大時，U2減??；當n2減小時，U2也減?。指鶕入＝P出＝知，A、B兩項均錯，C項對，D項錯． 答案：C 10．如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時所產生正弦式交變電流的圖象，當調整線圈轉速后，所產生正弦式交變電流的圖象如圖線b所示，下列關于這兩個正弦式交變電流的說法正確的是(　　) A．在圖中t＝0時刻穿過線圈的磁通量均為0 B．線圈先后兩次轉速之比為3∶2 C．交變電流a的有效值為10 V D．交變電流b的最大值為5 V 解析：電壓為0時，磁通量變化率為0，此時磁通量最大，不為0，選項A錯誤；據圖象知，Ta＝0.4 s，Tb＝0.6 s，又ω＝，所以ωa∶ωb＝Tb∶Ta＝3∶2，選項B正確；據圖象可知Uma＝10 V，選項C錯誤；Um＝NBSω，則Uma∶Umb＝ωa∶ωb＝3∶2，得Umb＝ V，選項D錯誤． 答案：B 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分．在每小題給出的四個選項中有多項符合題目要求，全部選對得5分，漏選得3分，錯選或不選得0分) 11．電吉他之所以能以其獨特的魅力吸引眾多的音樂愛好者，是因為它的每一根琴弦下面都安裝了一種叫作“拾音器”的裝置，能將琴弦的振動轉化為電信號，電信號經擴音器放大，再經過揚聲器就能播出優(yōu)美的音樂．如下圖是“拾音器”的結構示意圖，多匝繞制的線圈置于永久磁鐵與鋼質的琴弦之間，當琴弦沿著線圈振動時，線圈中就會產生感應電流，關于感應電流以下說法正確的是(　　) A．琴弦振動時，線圈中產生的感應電流是變化的 B．琴弦振動時，線圈中產生的感應電流大小變化，方向不變 C．琴弦振動時，線圈中產生的感應電流大小和方向都會發(fā)生變化 D．琴弦振動時，線圈中產生的感應電流大小不變，方向變化 解析：由題意及圖可知，電吉他是利用振動的鋼質琴弦使線圈切割磁感線而產生感應電流，再將該電流放大并與擴音器相連從而發(fā)出聲音，屬于法拉第電磁感應現象．因琴弦在振動時速度的大小和方向均變化，故感應電流不是恒定的，故A、C正確． 答案：AC 12．如圖是遠距離輸電的示意圖，則電壓U1、U2、U3、U4之間的關系是(　　) A．U1U3 C．U3>U4 D．U3＝U1＋U2 解析：由圖可知，左邊是升壓變壓器，則U1U4，故A、B、C正確，D錯誤． 答案：ABC 13．無線電力傳輸目前取得了重大突破，已有一種非接觸式電源供應系統．這種系統基于電磁感應原理可無線傳輸電力．兩個感應線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖所示．下列說法正確的是(　　) A．只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會產生感應電動勢 B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產生感應電動勢 C．A線圈中電流越大，B線圈中感應電動勢越大 D．A線圈中電流變化越快，B線圈中感應電動勢越大 解析：根據產生感應電動勢的條件可知，只有處于變化的磁場中，B線圈才能產生感應電動勢，選項A錯誤，選項B正確；根據法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢的大小取決于磁通量的變化率，選項C錯誤，選項D正確． 答案：BD 14．在如圖(a)所示的虛線框內有勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖(b)所示．邊長為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂直于線框平面，此時線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說法正確的是(　　) 圖(a)　　　　　圖(b) A．磁感應強度B0＝ B．線框中感應電流為I＝2 C．線框cd邊的發(fā)熱功率為P D．a端電勢高于b端電勢 解析：由題圖(b)可知，線框中產生的感應電動勢恒定，線框ab邊的發(fā)熱功率為P＝，感應電動勢E＝S＝＝，所以B0＝，A錯誤；由P＝I2R可得線框中的感應電流I＝2，B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，而兩邊流過的電流相等，因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可判斷，線框中感應電流方向為adcba方向，因此a端電勢比b端低，D錯誤． 答案：BC 三、計算題(本題共4小題，共50分，解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位) 15．(10分)半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長為l的正方形abcd外，勻強磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域，如圖甲所示．當磁場隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示時，則： (1)穿過圓形線圈磁通量的變化率為多少？ (2)t0時刻線圈中產生的感應電流為多大？ 圖甲　　　圖乙　　　 解析：(1)由題圖乙可知，磁通量的變化率為＝S＝l2. (2)根據法拉第電磁感應定律得線圈中的感應電動勢 E＝＝nl2，再根據閉合電路歐姆定律得感應電流I＝＝n. 16．如圖甲所示，一能承受最大拉力為16 N的輕繩吊一質量為m＝0.8 kg ，邊長為L＝ m正方形線圈ABCD，已知線圈總電阻為R總＝0.5 Ω，在線圈上半部分分布著垂直于線圈平面向里，大小隨時間變化的磁場，如圖乙所示，已知t1時刻輕繩剛好被拉斷，g取10 m/s2，求： (1)在輕繩被拉斷前線圈感應電動勢大小及感應電流的方向； (2)t＝0時AB邊受到的安培力的大小； (3)t1的大小． 圖甲　　　　　　　圖乙 解析：(1)輕繩被拉斷前，由法拉第電磁感應定律得感應電動勢E＝＝S，① 由圖乙知＝1 T/s，② 由題意知S＝L2＝1 m2.③ 由①②③得E＝1 V， 根據楞次定律，感應電流方向為逆時針． (2)由圖知t＝0時，感應強度B0＝1 T，④ 感應電流I＝＝2 A，⑤ AB邊受到的安培力F安＝B0IL＝2 N．⑥ (3)由題意知F拉max＝16 N，⑦ t1時刻輕繩受力為F拉max＝mg＋B1IL，⑧ 由⑤⑦⑧得B1＝2 T， 由圖乙可查出B1對應的時刻t1＝1 s. 17．(15分)U形金屬導軌abcd原來靜止放在光滑絕緣的水平桌面上，范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場穿過導軌平面，一根與bc等長的金屬棒PQ平行bc放在導軌上，棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應強度B＝0.8 T，導軌質量M＝2 kg，其中bc段長0.5 m、電阻r＝0.4 Ω，其余部分電阻不計，金屬棒PQ質量m＝0.6 kg、電阻R＝0.2Ω、與導軌間的摩擦因數μ＝0.2.若向導軌施加方向向左、大小為F＝2 N的水平拉力，如圖所示．求：導軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設導軌足夠長，g取10 m/s2)． 解析：導軌受到PQ棒水平向右的摩擦力Ff＝μmg， 根據牛頓第二定律并整理得F－μmg－F安＝Ma， 剛拉動導軌時，I感＝0，安培力為零，導軌有最大加速度： am＝＝ m/s2＝0.4 m/s2， 隨著導軌速度的增大， 感應電流增大，加速度減小，當a＝0時，速度最大．設速度最大值為vm，電流最大值為Im，此時導軌受到向右的安培力F安＝BImL， F－μmg－BImL＝0， Im＝， 代入數據得Im＝ A＝2 A. 由I＝，Im＝得： vm＝＝ m/s＝3 m/s. 18．(15分)如圖甲所示，兩根光滑固定導軌相距0.4 m豎直放置，導軌電阻不計，在導軌末端P、Q兩點用兩根等長的細導線懸掛金屬棒cd.棒cd的質量為0.01 kg，長為0.2 m，處于磁感應強度為B0＝0.5 T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向里．相距0.2 m的水平虛線MN和JK之間的區(qū)域內存在著垂直于導軌平面向里的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時刻，質量為0.02 kg、阻值為0.3 Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2 m高度處，由靜止開始釋放，下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好，結果棒ab在t1時刻從上邊界MN進入磁場，并在磁場中做勻速運動，在t2時刻從下邊界JK離開磁場，g取10 m/s2.求： 圖甲　　　　　圖乙 (1)在0～t1時間內，電路中感應電動勢的大?。? (2)在t1～t2時間內，棒cd受到細導線的總拉力為多大； (3)棒cd在0～t2時間內產生的焦耳熱． 解析：(1)對棒ab自由下落過程，有 t1＝＝0.2 s 磁感應強度的變化率為＝ T/s＝2.5 T/s 由法拉第電磁感應定律得，0～t1時間內感應電動勢E1＝＝Labh 聯立以上各式并代入數據可得E1＝0.2 V (2)由棒ab勻速進入磁場區(qū)域可知BI2Lab＝mabg 代入數據，可解得I2＝1 A 在t1～t2時間內，對棒cd受力分析，可得 FT＝mcdg＋B0I2Lcd， 代入數據，可解得FT＝0.2 N (3)棒ab剛進入磁場時的速度為v＝gt1＝2 m/s 棒ab剛進入磁場時的感應電動勢為E2＝BLabv＝0.4 V 則Rcd＝－Rab＝0.1 Ω 在0～t1時間內，感應電流為I1＝＝0.5 A 棒cd在0～t2時間內產生的焦耳熱Qcd＝Q1＋Q2＝IRcdt1＋IRcd＝0.015 J.