人教版高中物理選修3-2期末綜合檢測題及答案解析

1、期末綜合檢測 (時(shí)間：90分鐘滿分：100分)選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，如圖1所示，在下落過程中，下列判斷中正確的是()圖1A金屬環(huán)機(jī)械能守恒B金屬環(huán)動(dòng)能的增加量小于其重力勢能的減少量C金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力2如圖2所示，一寬40 cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里一邊長為20 cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v20 cm/s通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻t0，在以下四個(gè)圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化

2、規(guī)律的是()圖23如圖3所示，阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1、v2的速度沿光滑導(dǎo)軌(電阻不計(jì))勻速滑到ab位置，若v1v212，則在這兩次過程中()圖3A回路電流I1I212B產(chǎn)生的熱量Q1Q212C通過任一截面的電荷量q1q212D外力的功率P1P2124如圖4甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡S的電阻，接通K，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡S發(fā)光，則()圖4A在甲圖中，斷開K后，S將逐漸變暗B在甲圖中，斷開K后，S將先變得更亮，然后才變暗C在乙圖中，斷開K后，S將逐漸變暗D在乙圖中，斷開K后，S將先變得更亮，然后才變暗5電阻R1、R2與交流電源按照圖5(a)方

3、式連接，R110 ，R220 .合上開關(guān)S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖(b)所示則()圖5A通過R1的電流有效值是1.2 A BR1兩端的電壓有效值是6 VC通過R2的電流最大值是1.2 eq r(2) A DR2兩端的電壓最大值是12 eq r(2) V6多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的如圖6所示為一個(gè)經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦交流電的每一個(gè)eq f(1,2)周期中，前面的eq f(1

4、,4)被截去，調(diào)節(jié)臺燈上旋鈕可以控制截去多少，從而改變電燈上的電壓則現(xiàn)在電燈上的電壓為()圖6AUm B.eq f(Um,2r(2) C.eq f(r(2)Um,2) D.eq f(Um,4)7如圖7所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的.和為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；、和為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()圖7AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大8. 兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連，線圈電阻為r

5、，線圈中有豎直方向的磁場，電阻R與金屬板連接，如圖8所示，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是()圖8A磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng)，eq f(,t)eq f(dmg,nq)B磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng)，eq f(,t)eq f(dmg,nq)C磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱，eq f(,t)eq f(dmgRr,nRq)D磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱，eq f(,t)eq f(dmgrRr,nRq)9街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體

6、的()A壓敏性 B光敏性C熱敏性 D三種特性都利用10圖9為用電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、開關(guān)、導(dǎo)線等組成的一個(gè)高溫報(bào)警器電路圖，要求是：正常情況綠燈亮，有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警，則圖中的甲、乙、丙分別是()圖9A小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡B半導(dǎo)體熱敏電阻、小電鈴、綠燈泡C綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻D半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴題號12345678910答案二、填空題(本題共2小題，共20分)11(8分)如圖10所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n241，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負(fù)載電阻B的阻值相等a、b端加一定值交流電壓后，兩電阻消耗的

7、電功率之比PAPB_.兩電阻兩端電壓之比UAUB_.圖1012(12分)某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性，現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請你在圖11的實(shí)物圖上連線(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟：正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，_，_，斷開開關(guān)；重復(fù)第步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)(3)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖12的Rt關(guān)系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏

8、電阻的Rt關(guān)系式：R_t()(保留3位有效數(shù)字)圖11圖12三、計(jì)算題(本題共4小題，共40分)13(8分)有一正弦交流電，它的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖13所示，試寫出：(1)電壓的峰值；(2)交變電流的周期；(3)交變電流的頻率；(4)電壓的瞬時(shí)表達(dá)式圖13圖1414(10分)如圖14甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n100、電阻r10 ，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R90 ，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表在t0時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化求：(1)交流發(fā)電

9、機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值；(2)電路中交流電壓表的示數(shù)15.(6分)如圖15(a)為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，圖(b)為用此熱敏電阻Rt和繼電器做成的溫控電路，設(shè)繼電器的線圈電阻為Rx50 ，當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于Ic20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合左側(cè)電源電動(dòng)勢為6 V，內(nèi)阻可不計(jì)，試問溫度滿足什么條件時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光？圖1516(16分)如圖16所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與距離為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接，E、F之間接有電阻R2，已知R112R，R24R.在MN上方及CD下方有水

10、平方向的勻強(qiáng)磁場和，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長已知導(dǎo)體棒下落eq f(r,2)時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處時(shí)的速度大小為v2.圖16(1)求導(dǎo)體棒ab從A處下落eq f(r,2)時(shí)的加速度大小(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場后棒中電流大小始終不變，求磁場和之間的距離h和R2上的電功率P2.(3)若將磁場的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為v3，要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式期末綜合檢測

11、 答案1B2C3AB金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為BLv，感應(yīng)電流Ieq f(E,R)eq f(BLv,R)，其大小與速度成正比；產(chǎn)生的熱量QI2Rteq f(B2L2v2,R)eq f(L,v)eq f(B2L2Lv,R)，B、L、L、R是一樣的，兩次產(chǎn)生的熱量比等于運(yùn)動(dòng)速度的比；通過任一截面的電荷量qIteq f(BLv,R)eq f(L,v)eq f(BLL,R)與速度無關(guān)，所以這兩個(gè)過程中，通過任一截面的電荷量之比應(yīng)為11；金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中受磁場力的作用，為使棒勻速運(yùn)動(dòng)，外力大小要與磁場力相同則外力的功率PFvBILveq f(B2L2v2,R)，其中B、L、R相同，外力的功率與速

12、度的平方成正比，所以外力的功率之比應(yīng)為14.4AD自感線圈的一個(gè)重要作用是使通過線圈中的電流不能突變，電流從一個(gè)值變到另一個(gè)值總需要時(shí)間，這是解決這類問題的關(guān)鍵在甲圖中，K閉合時(shí)，由電阻大小關(guān)系可推測流過S所在支路的電流等于流過L所在支路的電流，當(dāng)K斷開后，流過L所在支路的電流通過了S并逐漸減小，在此過程中，該電流始終不比S發(fā)光時(shí)的電流大，故S將逐漸變暗A(chǔ)選項(xiàng)正確同理，在乙圖中，K閉合時(shí)，由電阻大小關(guān)系可推測流過S所在支路的電流小于流過L所在支路的電流，當(dāng)K斷開后，流過L所在支路的電流通過了S，并從大于S發(fā)光時(shí)的電流開始減小，故S將先變得更亮，然后才變暗D選項(xiàng)正確5BD從圖象可以看出，交變電流

13、中電流最大值為0.6eq r(2) A，電流有效值為：Ieq f(Im,r(2)0.6 A，R1兩端電壓為U1IR16 V，R2兩端電壓最大值為UmImR2eq f(3r(2),5)20 V12 eq r(2) V，綜上所述，正確選項(xiàng)為B、D.6C7BC由U2eq f(n2,n1)U1得U1不變，U2就不變；S斷開，R總增大，U2不變，則I2變小，由I1eq f(n2,n1)I2得I1也變?。籌2變小，加在R1兩端的電壓變小，由UR3U2UR1，得UR3增大，所以I3變大8C油滴靜止說明電容器下極板帶正電，線圈中電流自上而下(電源內(nèi)部)，由楞次定律可以判斷，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為豎直向上且正在

14、減弱或豎直向下且正在增強(qiáng)又Eneq f(,t)UReq f(R,Rr)Eeq f(qUR,d)mg由以上各式可解得：eq f(,t)eq f(mgdRr,nRq)9B街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小10B控制電路含電磁繼電器，甲的回路為控制電路，甲當(dāng)然是半導(dǎo)體熱敏電阻；熱敏電阻的特點(diǎn)是溫度高，電阻小，電流大，繼電器工作，觸頭被吸下，乙被接通應(yīng)報(bào)警，即乙是小電鈴；平常時(shí)，溫度低，電阻大，電流小，丙導(dǎo)通，應(yīng)是綠燈泡，即B正確1111614解析對理想變壓器，有eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)eq f(1,4)又UAI1R，UBI2R所以eq f(

15、UA,UB)eq f(I1R,I2R)eq f(I1,I2)eq f(1,4)PAIeq oal(2,1)R，PBIeq oal(2,2)R所以eq f(PA,PB)eq f(Ioal(2,1),Ioal(2,2)(eq f(I1,I2)2eq f(1,16)12(1)如下圖所示(2)記錄溫度計(jì)的示數(shù)記錄電壓表的示數(shù)(3)1000.400解析(1)連接實(shí)物圖時(shí)導(dǎo)線不能交叉，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端，電流由電壓表的正接線柱流入(2)因本實(shí)驗(yàn)是探究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，所以實(shí)驗(yàn)需測出熱敏電阻的阻值及相應(yīng)的溫度，熱敏電阻的阻值用Req f(U,I)間接測量，故需記錄的數(shù)據(jù)是溫度計(jì)的示數(shù)和電壓

16、表的示數(shù)(3)設(shè)熱敏電阻RR0kt，keq f(108104,2010)0.400.溫度為10時(shí)，熱敏電阻R104 ，則R0Rkt(1040.40010) 100 ，所以R(1000.400t) .13(1)539 V(2)2102 s(3)50 Hz(4)u539sin 314t V14(1)200 V(2)127 V解析(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值EmnBS而mBS、eq f(2,T)，所以Emeq f(2nm,T)由t圖線可知：m2.0102 Wb，T6.28102 s所以Em200 V(2)電動(dòng)勢的有效值Eeq f(r(2),2)Em100 eq r(2) V由閉合電路的歐姆定律

17、，電路中電流的有效值為Ieq f(E,Rr)eq r(2) A交流電壓表的示數(shù)為UIR90 eq r(2) V127 V15溫度等于或大于50 解析Iceq f(E,RtRx)，故Rt250 ，從圖線可知對應(yīng)的溫度是50，所以溫度等于或大于50時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光16(1)geq f(3B2r2v1,4mR)(2)eq f(9m2gR2,32B4r4)eq f(voal(2,2),2g)eq f(9m2g2R,16B2r2)(3)Feq f(4B2r2a,3R)teq f(4B2r2v3,3R)mamg解析(1)以導(dǎo)體棒為研究對象，棒在磁場中切割磁感線，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，導(dǎo)體棒ab從A

18、下落r/2時(shí)，導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，得mgBILma式中Leq r(3)r，Ieq f(BLv1,R總)式中R總eq f(8R4R4R,8R4R4R)4R由以上各式可得到ageq f(3B2r2v1,4mR)(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過磁場時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變即mgBI2rBeq f(B2rvt,R并)2req f(4B2r2vt,R并)式中R并eq f(12R4R,12R4R)3R解得vteq f(mgR并,4B2r2)eq f(3mgR,4B2r2)導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有veq oal(2,t)veq oal(2,2)2gh，得heq f(9m2gR2,32B4r4)eq f(voal(2,2),2g)此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為PGmgvteq f(3m2