2015-2016學(xué)年高中物理模塊綜合測評(二)新人教版選修3-2

1、模塊綜合測評（二）（時(shí)間：90 分鐘滿分：100 分）知識(shí)點(diǎn)簡單中等較難電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用1、46、 8、 1210交流電、變壓器35、 9、 1114傳感器及應(yīng)用27、13綜合應(yīng)用15、16一、選擇題（本大題共 10 小題，每小題 5 分，共 50 分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得5 分選不全的得 3 分，有選錯(cuò)或不答的不得分）1一閉合線圈置于磁場中， 若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 1 乙所示，則圖丙中 能正確反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢E隨時(shí)間t變化的圖象是（）2 如圖 2 所示，電源兩端的電壓恒定，L 為小燈泡,流越大，發(fā)光

2、越強(qiáng)），且R與D距離不變，下列說法中正確的是（）【解析】 由E=AV=BS可知，因磁感應(yīng)強(qiáng)度tt定的，因此電動(dòng)勢E隨時(shí)間變化的規(guī)律也是分段恒定的，故【答案】 DBB隨時(shí)間變化的變化率云是分段恒D正確.R為光敏電阻，D為發(fā)光二極管（電A. 當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),B. 當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),C. 當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),D. 無論怎樣移動(dòng)滑片,【解析】L 消耗的功率增大L 消耗的功率減小L 消耗的功率可能不變L 消耗的功率都不變電源電壓恒定，也就是說，并聯(lián)電路兩端的電壓恒定，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),圖 12發(fā)光二極管發(fā)光變強(qiáng)，光敏電阻的電阻變小， 所以該支路中電流變大， 則 L 消耗的功率變大.【答案】A3. （20

3、14 咸陽高二檢測）為了能安全對某一高電壓U大電流I的線路進(jìn)行測定，圖中 接法可行的是（繞組匝數(shù)nin2）（）ABCD【解析】電流互感器是將大電流變成便于測量的小電流，由卜和|2=和，副線圈的匝數(shù)應(yīng)大于原線圈的匝數(shù)且測量時(shí)應(yīng)串聯(lián)在被測電路中，A、C 錯(cuò)誤；電壓互感器是將高電壓變成低電壓，由U=知12=nUi,ni應(yīng)大于n2,且測量時(shí)應(yīng)并聯(lián)在待測電路中，B 正確，DU2n2ni錯(cuò)誤.【答案】 B4.（2014 太原五中高二檢測）兩金屬棒和三根電阻絲如圖3 連接，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強(qiáng)磁場，三根電阻絲的電阻大小之比R: Rz :R3= 1 : 2 : 3,金屬棒電阻不計(jì)當(dāng) Si、S2閉合，S3

4、斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流為I，當(dāng) S、S3閉合，Si斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流為 5I;當(dāng) Si、S3閉合，S2斷開時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流是（）圖 3B. 3IC. 6ID. 7I【解析】 由 R :F2:R3= 1 : 2：3得令R=R,艮=2R, R?= 3RSi、S2閉合時(shí)R，R組成 閉合回路，有Ei= 3IR; Sa、S3閉合時(shí) R，R 組成閉合回路，有E2= 25IR;貝卩 S、S 閉合時(shí)R，R?組成閉合回路，有E+E= 4IxR,所以Ix= 7I.【答案】D圖 45.（多選）如圖 4 所示邊長為L的正方形閉合線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以一條邊為軸，以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

5、，轉(zhuǎn)軸與B垂直，線圈總電阻為R導(dǎo)線電阻不計(jì)，下列說 法正確的是A. 0I X X X X !I X X X X I3（）A.電壓表示數(shù)為BL? /84B. 電壓表示數(shù)為 2BL23/8C.線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生熱量為nBL4W/RD.線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生熱量為 2nBV /R【解析】由Em=BL3,U有=，電壓表測量的為R上的電壓，則U=244相應(yīng)的感應(yīng)電流也為一常量，前后兩個(gè)半周期內(nèi)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流僅僅是方 A 圖線是符合要求的.7.某電容式話筒的原理示意圖如圖6 所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板.對著話筒說話時(shí)，P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng).在P、Q間距增大過程中（）A. P、Q構(gòu)成的電容器的電

6、容增大B. P上電荷量保持不變C. M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的低D. M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高FS【解析】由C= 可知PQ間距離d增大時(shí)，電容C減小，A 項(xiàng)錯(cuò)誤.電源電壓不變4nkd2 4nB L3R- T=，故B C 正確.圖 56.（2014 云浮高二檢測）一個(gè)閉合線圈垂直置于勻強(qiáng)磁場中，則線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線是下圖中的（）若磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖 5 所示,【解=k為一常量，由法拉第電磁感應(yīng)定律得故感應(yīng)電動(dòng)勢為一常量,E=卷B,當(dāng)=k時(shí)，E=kS在 0孑時(shí)間內(nèi)，號tt2tTB相應(yīng)的感應(yīng)電流也為一常量； 在 2T時(shí)間內(nèi)，t=k也為一常量，向的不同，而數(shù)值相同.比較圖中的四個(gè)圖線，只有【答案】 A【

7、答案】 BC5電容減小，由 g可知，電容器將放電，電荷量減少，故B 項(xiàng)也錯(cuò)放電時(shí)電流從M點(diǎn)經(jīng)R到N點(diǎn)，貝 UM點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢，所以 C 項(xiàng)錯(cuò)誤，D 項(xiàng)正確故選 D.【答案】 D&如圖 7 所示，A是長直密繞通電螺線管.小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管A下面 4 個(gè)選項(xiàng)能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是（）【解析】通電螺線管產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場特征為：兩極附近最強(qiáng)且不均勻，管內(nèi)場強(qiáng)近似勻強(qiáng)當(dāng)小線圈穿過兩極時(shí)，因磁場不均勻，故穿過小線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生 感應(yīng)電流，且因磁場的變化不同，故在小線圈中感應(yīng)出方向相反的電流，小線圈在螺線管內(nèi) 部

8、運(yùn)動(dòng)時(shí)，因穿越區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，小線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生.【答案】 C9正弦式交變電源與電阻R交流電壓表按照圖 8 甲所示的方式連接，R= 10Q,交流 電壓表的示數(shù)是 10 V.圖 8 乙是交變電源輸出電壓U隨時(shí)間t變化的圖象，則（）【解析】 交流電壓表示數(shù)為 10 V,是有效值，電流是按正弦規(guī)律變化的，故V,電阻上的交變電流與交變電壓的變化趨勢相同，A. 通過R的電流B. 通過R的電流C. R 兩端的電壓D. R 兩端的電壓iR隨時(shí)間iR隨時(shí)間UR隨時(shí)間UR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是t變化的規(guī)律是t變化的規(guī)律是t變化的規(guī)律是圖 8iR=. 2cos 100ntAiR=2cos 50ntAUR

9、=52COS100ntVUR=5 .2cos 50ntVUn= 12電阻R上電流的最大值為 10 2/10 22圖 7CD乙62 COS 100ntA ,UR=10 2 COS 100ntV，故選 A. 【答案】A圖 910.如圖 9 所示，ACD EFG為兩根相距L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌，它們被豎直固定在絕緣水平面上，CDG面與水平面成0角.兩導(dǎo)軌所在空間存在垂直于CDG平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B兩根質(zhì)量均為m長度均為L的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸 形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為卩，兩金屬細(xì)桿的電阻均為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì).當(dāng)ab以速度V1沿導(dǎo)軌向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd

10、桿也正好以速度V2向下勻速運(yùn)動(dòng).重力加速度為 g.以下說法正確的是（）B.ab桿所受摩擦力mgjin0E BLV1【解析】cd桿不切割磁感線，所以ab桿相當(dāng)于電源，回路中的電流強(qiáng)度為I= =,2R2R選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；ab桿所受摩擦力為imgcos0,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則可知， 閉合回路中 的感應(yīng)電流方向是abdca,根據(jù)左手定則可知，cd桿會(huì)受到垂直于AEFC導(dǎo)軌平面向下的安培力作用，cd桿所受摩擦力為i（mn0+BIL）=卩ab桿的平衡條件有B2RV1+Imgcos0=min0,所以i= tan錯(cuò)誤本題答案為 C.【答案】C二、填空題（本題共 3 小題，共 20 分，把答案填在題中的

11、橫線上）11. （6 分）如圖 10 所示為理想變壓器，它的原線圈接在交流電源上，副線圈接在一個(gè)標(biāo) 有“12V 100 W”的燈泡上已知變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為18 : 1,那么燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表讀數(shù)為 _V,電流表讀數(shù)為 _A.A,從乙圖可知交變電流的周期為0.02 s, 32n100n,又因t= 0 時(shí)，U=Um故iR=A.回路中的電流強(qiáng)度為BL(V1+V2)2R_C. cd桿所受摩擦力為imgsin2RD.1與 V1大小的關(guān)系為Rmgos022B2L2V1BIS、min0 +-2R，選項(xiàng) C 正確；根據(jù)BVv1 ”。-0，選項(xiàng) D2Rmgos0I2Vltk)W7【解析】由公式

12、U/ U= m/n2,得U= Unn2= 216 V ;因理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等，所以I1=P/U=F2/U 0.46 A，即電壓表、電流表讀數(shù)分別為216 V、0.46 A.8【答案】216 0.4612. （6 分）正方形導(dǎo)線框處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均 勻增加，變化率為k.導(dǎo)體框質(zhì)量為m邊長為L,總電阻為R,在恒定外力F作用下由靜止開 始運(yùn)動(dòng).導(dǎo)體框在磁場中的加速度大小為 _ ，導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為 _ .【解析】導(dǎo)體框在磁場中受到的合外力等于F,根據(jù)牛頓第二定律可知導(dǎo)體框的加速度為a=m由于導(dǎo)體框運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，僅是磁感應(yīng)強(qiáng)度增加產(chǎn)生

13、感應(yīng)電流，因而磁場【答案】13. （8 分）（2014 泉州高二檢測）圖 12 為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中所用器材的示意 圖.試回答下列問題：（1）在該實(shí)驗(yàn)中電流計(jì) G 的作用是檢測感應(yīng)電流的 _ 和_（2）請按實(shí)驗(yàn)要求在實(shí)物上連線.（3）在實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,B”）【解析】（1）電流計(jì) G 的零刻度在表盤中央， 電流流過時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)，既顯示了電流的大小，也顯示了電流的方向.（2）電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和小線圈構(gòu)成一閉合回路； 大線圈和電流計(jì)構(gòu)成閉合回路.電路如圖所示.（3）B線圈與電流計(jì)相連，顯示回路感應(yīng)電流，即B線圈相當(dāng)于電源.【答案】（1）大小 方向（2）見解析（3）B故導(dǎo)體框中的感

14、應(yīng)電流做功的功率為E2P=R=k2l（選填“A”或變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為A、B線圈哪個(gè)相當(dāng)于電源?9三、計(jì)算題（本題共 3 小題，共 30 分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步 驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）10圖 1314. (8 分)如圖 13 所示為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.5 T,線圈匝數(shù)n= 50 匝，每匝線圈面積 0.48 mf,轉(zhuǎn)速 150 r/min，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從圖示位置 開始計(jì)時(shí).(1) 寫出交變感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值的表達(dá)式；(2) 畫出e-t圖線.【解析】(1)線圈平面經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過角度3t,于是感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)

15、值e=Esin3t，其中Em=nBS3.,亠2n X1502由題意知n= 50, B= 0.5 T,3=rad/s = 5nrad/s ,S= 0.48 m,Em=nBS360=50X0.5X0.48X5nV 188 V，所以e= 188si n(5nt)V.(2)根據(jù)交流電的表達(dá)式畫圖線時(shí)，最大值是正弦圖線的峰值，由縱軸上的刻度值標(biāo)出,交流電的頻率與正弦圖線的周期相對應(yīng)，1RK-1HK一2n標(biāo)出，T= 0.4 s ,e-1圖線如圖所示.3【答案】 (1)e= 188sin (5nt) V見解析圖15.(10 分)如圖 14 所示， 處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、 電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相 距L

16、= 1.0 m,導(dǎo)軌平面與水平面成0= 37角，下端連接阻值為R=1.5Q的電阻.勻強(qiáng)磁11場大小B= 0.4 T、方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m= 0.2 kg、電阻r= 0.5Q的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25(已知 sin 37 =0.6 , cos 37 = 0.8，取g= 10 m/s ).12所以m=qBLv4dg.帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑:mv qBLLv2qB4dgqB4dg，m/s = 0.4 m/s.(1) 求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大?。?2) 求金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)的速度大小及此時(shí)ab兩端的電壓ULb為多少；(3

17、) 當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少.(保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律：min0-mccos0 =mLD由式解得a= 10X(0.6 0.25x0.8) m/s = 4 m/s .(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為v，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mn0卩mccos0BIL= 0 BvL由歐姆定律有I=刑rULb=IR由代入數(shù)據(jù)解得v= 10 m/sULb= 3 V.(3)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，裝置的電功率裝置的機(jī)械功率P機(jī)=mgwi n0P電機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率n=P機(jī)2由代入數(shù)據(jù)解得n= 3沁0.67 = 67%.32【

18、答案】(1)4 m/s (2)v= 10 m/sULb= 3 V2(3)n =0.67=67%3圖 1516.(12 分)(2014 朝陽高二檢測)如圖 15 所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌相距30 cm,電阻不計(jì).ab是電阻為 0.3Q的金屬棒，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng).與導(dǎo)軌相連的平行金屬板AB相距 6 cm電阻R為 0.1Q.全部裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一帶電粒子在 AB板間做半徑為 2 cm 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度也是v.試求速率v的大小.【解析】 設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,平行板AB間距為d,ab桿的有效長度為L,帶電粒子質(zhì)亠=一ER BLvX0.11量為m帶電何量為q,

19、感應(yīng)電動(dòng)勢為E=BLv,所以 Uab=LAB=R=十 03 = BLv.qlAB帶電粒子在 AB板間能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，貝Umg= qE=十,2P電=I4X0.06x10X0.02 0【答0.4 m/s13附加題(本題供學(xué)生拓展學(xué)習(xí)，不計(jì)入試卷總分)17. (2014 安徽高考)如圖 16(1)所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為 0.5 T,其方向垂直于傾角0為 30的斜面向上絕緣斜面上固定有“人”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN電阻忽略不計(jì))，MP和NP長度均為 2.5 m ,MN連線水平，長為 3 m .以MN中點(diǎn)O為原點(diǎn)，OP為x軸 建立一維坐標(biāo)系 Ox 根粗細(xì)均勻的金屬桿CD長度d為 3 m 質(zhì)量m為 1 kg