人教版高中物理選修3-2模塊綜合測(cè)試卷【解析版】.doc

人教版高中物理選修3-2模塊綜合測(cè)試卷（滿分：100分 時(shí)間：90分鐘）一、選擇題（每題4分，共40分）1單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線框中的最大磁通量為m，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量為零時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零B當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量減小時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也減小C當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量等于0.5m時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等于0.5Em D線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等于Em /m2目前中國(guó)南極考察隊(duì)隊(duì)員正在地球南極考察，設(shè)想考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近水平面上駕駛一輛冰車向前行進(jìn)時(shí)，由于地磁場(chǎng)作用，冰車兩端會(huì)有電勢(shì)差，設(shè)駕駛員左方電勢(shì)為U1，右方電勢(shì)為U2，則以下說(shuō)法正確的是 ( )A向著南極點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，U1比U2高 B背著南極點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，U1比U2低C在水平冰面上轉(zhuǎn)圈時(shí)，U1比U2高D無(wú)論怎樣在水平冰面上行進(jìn)，U1總是低于U23將一個(gè)閉合金屬環(huán)用絲線懸于O點(diǎn)，如圖1所示。虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，而右邊沒有磁場(chǎng)。下列的現(xiàn)象能夠發(fā)生的是（ ）OB圖1A金屬環(huán)的擺動(dòng)不會(huì)停下來(lái)，一直做等幅擺動(dòng)B金屬環(huán)的擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，小到某一數(shù)值后做等幅擺動(dòng)C金屬環(huán)的擺動(dòng)會(huì)很快停下來(lái)D金屬環(huán)最后一次向左擺動(dòng)時(shí)，最終停在平衡位置左側(cè)某一點(diǎn)處4如圖2所示，光滑無(wú)電阻的金屬框架MON豎直放置，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直MON平面，質(zhì)量為m的金屬棒ab從abO=60的位置由靜止釋放，兩端沿框架在重力作用下滑動(dòng)。在棒由圖示的位置滑動(dòng)到處于水平位置的過(guò)程中，ab中感應(yīng)電流的方向是（ ）圖2A由a到b B由b到a C先由a到b，再由b到a D先由b到a，再由a到b5在圖3中，L為電阻很小的線圈，G1和G2為內(nèi)阻可不計(jì)、零點(diǎn)在表盤中央的電流計(jì)。當(dāng)開關(guān)K處于閉合狀態(tài)時(shí)，兩表的指針皆偏向右方。那么，當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，將出現(xiàn)( ) 圖3AG1和G2的指針都立即回到零點(diǎn)BG1的指針立即回到零點(diǎn)，而G2的指針緩慢地回到零點(diǎn)CG1的指針緩慢地回到零點(diǎn)，而G2的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)DG1的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)，而G2的指針緩慢地回到零點(diǎn)6傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)化成電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖4所示，是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電的液體形成一個(gè)電容器，從電容C的大小變化就能反映導(dǎo)電液面的升降情況，兩者的關(guān)系是( )圖4AC增大表示h增大BC增大表示h減小CC減小表示h減小DC減小表示h增大7如圖5所示為一正弦式電流通過(guò)一電子元件后的波形圖，則下列說(shuō)法正確的是（ ） 圖5A這也是一種交變電流B電流的變化周期是0.02sC電流的變化周期是0.01s D電流通過(guò)100的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生熱量為100J 8如圖6所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變化的關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來(lái)加溫并控制溫度如果將該元件接到220V恒定電壓下，則A通電后，其電功率先增大后減小B通電后，其電功率先減小后增大C當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1不變D當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1 到t2之間的某一值不變t/Rt2t1圖6圖（a）A鐵芯圖（b）圖7 9鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖7（a）所示。圖（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A 。圖（b）中用同一電纜線繞了3匝，則 （ ）A這種電流表能測(cè)直流電流，圖（b）的讀數(shù)為2.4AB這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為0.4AC這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6AD這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6A 10如圖8所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心抽頭，電壓表V 和電流表A均為理想電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R以外，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為: (V)。下列說(shuō)法中正確的是:( ) 圖8A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22VB 時(shí)，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小二、填空題（每小題6分，共24分）11將金屬熱敏電阻、數(shù)字電流表、電源按圖9連接成電路將燒杯裝入2/3的水，并用鐵架臺(tái)固定在加熱器上閉合開關(guān)S，當(dāng)熱敏電阻未放入熱水中時(shí)，電流表示數(shù)為I1；將熱敏電阻放入溫水中，電流表示數(shù)為I2；將熱敏電阻放入熱水中，電流表示數(shù)為I3則I1、I2、I3的大小關(guān)系為 AS圖9RT 圖1012如圖10所示，邊長(zhǎng)為0.5m和0.4m的矩形線圈，在斜向上B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從水平方向轉(zhuǎn)到豎直方向，若B與水平方向間的夾角為30，線圈電阻為0.01，則此過(guò)程中通過(guò)線圈的電荷量為 13如圖11所示，理想變壓器的初級(jí)線圈接在220V的正弦交流電源上，次級(jí)線圈、間匝數(shù)為10匝，當(dāng)把電鍵K由擲向時(shí)，通過(guò)上的電流增加A，則通過(guò)變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為 圖11 圖1214如圖12所示，變壓器的原線圈及兩個(gè)副線圈的匝數(shù)比為n1n2n3=421，所連接的三個(gè)燈消耗的電功率相同.則通過(guò)每個(gè)燈的電流之比I1I2I3=_ _，每個(gè)燈的電阻之比為R1R2R3=_ .三、計(jì)算題（每小題9分，共36分）15如圖13所示，有的計(jì)算機(jī)鍵盤的每一個(gè)鍵下面都連一小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空氣隙的是另一塊小的固定金屬片，這兩塊金屬片組成一個(gè)小電容器該電容器的電容C可用公式計(jì)算，式中常量e=910-12 Fm-1 ，S表示金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離當(dāng)鍵被按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)出哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào)設(shè)每個(gè)金屬片的正對(duì)面積為50 mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片的距離為0.6 mm如果電容變化了0.25 pF，電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào)，求鍵至少要被按下多少mm？圖1316如圖14所示，在絕緣光滑水平面上，有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。線框被全部拉入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框平面保持與磁場(chǎng)方向垂直，線框的ab邊始終平行于磁場(chǎng)的邊界。已知線框的四個(gè)邊的電阻值相等，均為R。求：在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線框內(nèi)的電流大小。在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab邊兩端的電壓。在線框被拉入磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，線框產(chǎn)生的熱量。圖14Bvabcd17圖15甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.20m，電阻R=0.40，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.10kg的金屬桿ab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻r=0.10，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下。現(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)經(jīng)t=5.0s時(shí)，求：通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；金屬桿的速度大??； 外力F的瞬時(shí)功率。甲VRBFMNQP乙U/Vt/sO0.20.40.6321456圖15ab18如圖16所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的長(zhǎng)度ab=0.25m，寬度bc=0.20m，共有n=100匝，總電阻r=1.0W，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0V，1.8W”的燈泡，當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡消耗的功率恰好為1.8W。（不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電刷的摩擦）（1）推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的表達(dá)式Em=nBS（其中S表示線圈的面積）；（2）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；（3）線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100周過(guò)程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。dOOLB圖16abc人教版高中物理選修3-2模塊綜合測(cè)試卷 參考答案1BCD 解析：線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流，磁通量最大時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最小，磁通量最小時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大；當(dāng)磁通量等于0.5m時(shí)，線框與磁場(chǎng)方向成600角，則電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為Em；由Em=NBS=Nm,可知D正確，故選BCD。2BD 解析：在南極附近，地磁場(chǎng)磁感線的方向都是向上的，向著南極點(diǎn)行進(jìn)或者背著南極點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，冰車切割磁感線，由右手定則可知，駕駛員右方電勢(shì)高于左方電勢(shì)；不管冰車怎樣在水平冰面上行進(jìn)，依據(jù)右手定則可判定，駕駛員右方電勢(shì)總是高于左方電勢(shì)。故BD正確。3C 解析：此題考查電磁阻尼。左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)在穿越磁場(chǎng)邊界時(shí)（無(wú)論是進(jìn)入還是穿出），由于磁通量發(fā)生變化，環(huán)內(nèi)一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流將會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以擺動(dòng)會(huì)很快停下來(lái)，這就是電磁阻尼現(xiàn)象。若用能量守恒來(lái)解釋：有電流產(chǎn)生，就一定有機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，擺的機(jī)械能將不斷減小。擺動(dòng)就會(huì)很快停下來(lái)。4D 解析：回路面積先增加后減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流先由b到a，再由a到b。5D 解析: K斷開后，自感電流的方向與G1原電流方向相反，與G2原電流方向相同答案為D6AC 解析:電容器的電容C決定于極板正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素.如果某一物理量的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過(guò)測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化.在此題中，當(dāng)液面高度h發(fā)生變化時(shí)，將導(dǎo)致接觸面積的變化，液面上升，接觸面積增大，電容增大；液面下降，接觸面積減小，電容減小.7BD解析：此電子元件為二極管由于電流方向不變,此電流為直流電,根據(jù)電流有效值得定義由 公式I12Rt1+0= I2RT,其中 I1=, t1=0.01,T=0.02,解得I =1A,1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q=50I2RT=100J8AD 解析：由于電阻R在通電后先減小后增加，又由可知，P先增大后減小，故A正確，B錯(cuò)誤；9D 解析：當(dāng)用同一電纜線繞了3匝，加在電表上電壓為原來(lái)的3倍，電流也為原來(lái)的3倍。10A 解析:因?yàn)?當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),U1=220V, n1:n2=101,解得: U2=22V,A選項(xiàng)正確; 對(duì)B選項(xiàng):因?yàn)?B選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)C選項(xiàng): 滑動(dòng)變阻器觸頭向上移動(dòng)時(shí),其電阻R變大,由歐姆定律得:,I2變小,電流表示數(shù)變小,而電壓表示數(shù)不變,因?yàn)樗氖緮?shù)U2是由U1和匝數(shù)比決定的,而這些量沒有變化,因此C錯(cuò)誤;對(duì)D選項(xiàng): 當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí),匝數(shù)n1變小, 匝數(shù)n2和輸入電壓U1不變,由,得, U2變大, I2變大,因此電壓表和電流表示數(shù)均變大.本題正確答案為A.11 I1I2I3 解析：由于熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低，故由可知，I1I2I312(+1)C解析：據(jù)法拉第電磁感應(yīng)率，可知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=而電荷量Q=It=13Wb/s解析：由U1/ n1 = U2/n2 = U/n得U1/ n1 =（UU2）/ (nn2)可得U1/ n1 =02匝，即每匝線圈若接一個(gè)伏特表其示數(shù)為02，所以結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知?jiǎng)t通過(guò)變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為Wb/s14112；441解析：理想變壓器每個(gè)線圈的電壓之比等于它們的匝數(shù)比，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則有I1U1=I2U2+I3U3，I2U2=I3U3，I2=I3=I3;I1U1=2I2U2，I1=I2=I2=I3，則：I1I2I3=112.三個(gè)燈泡消耗的功率相等，有I12R1=I22R2=I32R3得：R1R2R3=441.150.15mm。解析：計(jì)算機(jī)鍵盤是一個(gè)電容傳感器，由題意知是改變兩極板間距改變電容，得到相應(yīng)的電信號(hào)。又因兩極板間距減小，電容變大，設(shè)原間距為d0，至少要按下距離為d，電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào)，則根據(jù)，得，即d=0.15mm。16（1） （2）3BLv/4 （3）解析：（1）ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=BLv 所以通過(guò)線框的電流為 I= （2）ab邊兩端電壓為路端電壓 Uab=I3R 所以Uab= 3BLv/4 （3）線框被拉入磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程所用時(shí)間t=L/v 線框中電流產(chǎn)生的熱量Q=I24Rt 17解析：（1）由圖象可知，t=5.0s時(shí)的U=0.40V 此時(shí)電路中的電流（即通過(guò)金屬桿的電流）I=U/R=1.0A 用右手則定判斷出，此時(shí)電流的方向?yàn)橛蒪指向a （2）金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=I（R+r）=0.50V 因E=BLv，所以5.0s時(shí)金屬桿的速度大小 v=E/BL=5.0m/s （3）金屬桿速度為v時(shí)，電壓表的示數(shù)應(yīng)為 由圖象可知，U與t成正比，由于R、r、B及L均為不變量，所以v與t成正比，即金屬桿應(yīng)沿水平方向向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度a=v/t=1.0m/s2根據(jù)牛頓第二定律，在5.0s末時(shí)對(duì)金屬桿有F-BIL=ma，解得F=0.20N 此時(shí)F的瞬時(shí)功率P=Fv=1.0W18解析：（1）線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，設(shè)ab邊的線速度為v，該邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E1=BLabv 線圈的cd邊產(chǎn)生的