全優(yōu)設(shè)計(jì)2017-2018學(xué)年高中物理選修3-2模塊綜合檢測(cè) 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精模塊綜合檢測(cè)（時(shí)間:90分鐘滿分：100分）一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求,第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分）1。一圓形線圈位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。下列操作中，始終保證整個(gè)線圈在磁場(chǎng)中，能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.把線圈向右拉動(dòng)B。把線圈向上拉動(dòng)C.垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)D.以圓線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:只有圓線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈的磁通量才有變化，有感應(yīng)電流,其他情況下磁通量都不變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)D正確。答案:D2。如圖所示是觀察電阻值隨溫度變化情況的示意圖?，F(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是()A.如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯B。如果R為金屬熱電阻,讀數(shù)變小,且變化不明顯C.如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作),讀數(shù)變化非常明顯D.如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作）,讀數(shù)變化不明顯解析：金屬熱電阻的電阻隨溫度升高而變大，變化不明顯,而半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而變小,非常明顯,選項(xiàng)C正確。答案:C3。三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示。規(guī)定線框中感應(yīng)電流i沿順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?下列i—t圖象中正確的是()解析：磁通量均勻變化，所以產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，因?yàn)榈?s內(nèi)向里的磁通量增加，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?即規(guī)定的負(fù)方向,1~3s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍匆?guī)定的正方向,選項(xiàng)B正確。答案：B4。如圖所示，閉合金屬線框從一定高度自由下落進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)足夠大，從ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間內(nèi),線框運(yùn)動(dòng)的v-t圖象不可能是（)解析:當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，若線框所受安培力等于重力,則線框在從ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻速運(yùn)動(dòng)，故A是可能的;當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，若線框所受安培力小于重力,則線框做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),最后可能做勻速運(yùn)動(dòng)，故C情況也可能；當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),若線框所受安培力大于重力,則線框做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),最后可能做勻速運(yùn)動(dòng)，故D可能;線框在磁場(chǎng)中不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)是不可能的,應(yīng)選B。答案：B5.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度v1、v2滑動(dòng)，如圖所示，下列情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是（）A.v1=v2,方向都向右B。v1=v2,方向都向左C.v1〉v2,v1向右,v2向左D.v1>v2,v1向左，v2向右解析：當(dāng)ab棒和cd棒分別向右和向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩棒均相當(dāng)于電源，且串聯(lián)，電路中有最大電動(dòng)勢(shì)，電阻上有最高電壓,所以電容器上有最多電荷量,電路中電流沿順時(shí)針?lè)较?，左極板帶正電,選項(xiàng)C正確。答案：C6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1,原線圈接正弦式交變電流,副線圈接入“220V60W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光。則()A。電流表的示數(shù)為32B.電源輸出功率為1200WC。電流表的示數(shù)為3220D.原線圈端電壓為11V解析：燈泡正常發(fā)光,則副線圈的電流為I1=PU=311A，根據(jù)變壓器的電流關(guān)系可得I1I0=n1n0,原線圈中的電流I0答案:C7。如圖所示,三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電阻不計(jì)的線圈L與內(nèi)阻不計(jì)的電源連接,下列判斷正確的有（)A.K閉合的瞬間，c燈先亮B.K閉合的瞬間，a燈最亮C.K斷開(kāi)的瞬間,a、c兩燈立即熄滅D。K斷開(kāi)之后,a、c兩燈逐漸變暗且亮度相同解析:因?yàn)槿齻€(gè)燈泡電阻相同，線圈電阻不計(jì)，K閉合瞬間L中電流為零，b、c串聯(lián)后與a并聯(lián),所以b、c同時(shí)亮起，且b、c亮度相同，小于a的亮度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確；K斷開(kāi)瞬間L相當(dāng)于電源，a、c串聯(lián)后與b并聯(lián)，都有電流流過(guò)，最后逐漸變暗后熄滅,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。答案：BD8。如圖甲所示,一個(gè)理想變壓強(qiáng)原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=6∶1，副線圈兩端接三條支路，每條支路上都接有一只燈泡,電路中L為電感線圈、C為電容器、R為定值電阻.當(dāng)原線圈兩端接有如圖乙所示的交變電流時(shí),三只燈泡都能發(fā)光。如果加在原線圈兩端的交變電流的最大值保持不變，而將其頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則對(duì)于交變電流的頻率改變之后與改變前相比,下列說(shuō)法中正確的是 （)A。副線圈兩端的電壓有效值均為216VB.副線圈兩端的電壓有效值均為6VC.燈泡Ⅰ變亮D.燈泡Ⅲ變亮解析：由變壓器變壓公式,將其頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，副線圈輸出電壓不變，副線圈兩端的電壓有效值均為6V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確;將其頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,燈泡Ⅰ亮度不變。由于容抗變小,感抗變大，燈泡Ⅲ變亮,燈泡Ⅱ變暗,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.答案：BD9。如圖所示,甲、乙、丙中除導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外,其余部分均固定不動(dòng)，甲圖中的電容器C原來(lái)不帶電。設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)，圖中裝置均在水平面內(nèi),且都處于方向垂直于水平面（即紙面)向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的初速度v0,在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是（）A。甲情況下棒最終勻速運(yùn)動(dòng)B.甲、丙中,ab棒最終將以不同速度做勻速運(yùn)動(dòng)；乙中，ab棒最終靜止C。甲、丙中，ab棒最終將以相同速度做勻速運(yùn)動(dòng);乙中,ab棒最終靜止D。三種情形下導(dǎo)體棒ab最終都靜止解析:題圖甲中ab棒運(yùn)動(dòng)后給電容器充電，當(dāng)充電完成后，棒以一個(gè)小于v0的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。題圖乙中構(gòu)成了回路,最終棒的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為電熱，棒停止運(yùn)動(dòng)。題圖丙中棒先向右減速為零，然后反向加速至勻速,選項(xiàng)A、B正確.答案:AB10。如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.2m的正方形線圈abcd，其匝數(shù)為n=10、總電阻為r=2Ω,外電路的電阻為R=8Ω,ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO'恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,若線圈從圖示位置開(kāi)始,以角速度ω=2rad/s繞OO’軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則以下判斷中正確的是（)A。在t=π4B.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式e=0。8sin2tC.從t=0時(shí)刻到t=π4時(shí)刻,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=3.2π×10—4D.從t=0時(shí)刻到t=π4時(shí)刻，通過(guò)R的電荷量q=0.解析:線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，Em=12nBSω=0。4V,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)磁通量變化最快,A正確；QR=I2Rt=Em2(R+r)2Rt=1。6π×10答案：AD二、填空題(本題共2小題,每小題6分,共12分。將正確答案填在題中橫線上或按題目要求作答）11.圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，用電流傳感器顯示各時(shí)刻通過(guò)線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6。0Ω，定值電阻R=2。0Ω，AB間電壓U=6。0V。開(kāi)關(guān)S原來(lái)閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài),在t1=1.0×10-3s時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,此時(shí)刻前后電流傳感器顯示的電流隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示。則線圈L的直流電阻RL=;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后通過(guò)電燈的電流方向?yàn)?選填“向左”或“向右”）;在t2=1。6×10—3s時(shí)刻線圈L中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為。

解析:由題圖讀出，開(kāi)始時(shí)流過(guò)電感線圈L的電流I0=1。5AI0=U解得RL=2Ω由自感知,電燈中的電流方向?yàn)橄蜃笥深}圖讀出t=1。6×10-3s時(shí)流過(guò)電感線圈的電流I=0。2A閉合電路歐姆定律E=I(RL+R+R1）得E=2.0V。答案：2Ω向左2.0V12。現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)(零刻線在正中位置)及開(kāi)關(guān)如圖所示連接在一起,在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以推斷:如果將線圈A從線圈B中抽出時(shí),電流表指針。當(dāng)開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)狀態(tài)突然閉合,電流表指針將。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電流表指針。（均選填“右偏"或“左偏”）

解析：因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻增大,電流減小，穿過(guò)線圈B的磁通量減小,指針右偏。反之穿過(guò)線圈B的磁通量增大,指針左偏,所以A抽出時(shí)磁通量減小，電流表指針右偏,開(kāi)關(guān)接通瞬間和滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí),磁通量增大，指針左偏。答案:右偏左偏左偏三、解答題（本題共4小題,共48分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)13。(11分）在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)匝數(shù)N=100匝的矩形線圈，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)ab=0。2m，Lbc=0。1m，線圈繞中心軸OO’以角速度ω=314rad/s由如圖所示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)（從上往下看），試求:(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值；（3)線圈轉(zhuǎn)過(guò)14解析：（1)將立體圖改畫(huà)成平面俯視圖，如圖所示。當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，ab、cd兩邊垂直切割磁感線,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大Em=2NBLv=2NBLabωLbc2=NBωLabLbc(2）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí),如圖所示,E=2NBLabvcos30°=2NBLabωLbc=NBωLabLbccos30°=314×32≈271。9V。(3)線圈轉(zhuǎn)過(guò)14E=NΔΦΔt=NBΔST4=4NBΔ答案：(1）314V(2)271.9V（3）200V14。（11分)發(fā)電廠輸出的交流電壓為22kV，輸送功率為2。2×106W,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器，用戶的電壓為220V,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為22Ω。求:（1)輸電導(dǎo)線上損失的電功率。（2）變壓器原、副線圈匝數(shù)之比。解析：（1)輸送電流I線=P總U總則損失功率為P損=I線2R線=1002×22W=2。2×10(2）變壓器原線圈電壓U1=U總—U線=U總—I線R線=2.2×104V-100×22V=19800V所以原、副線圈匝數(shù)之比n1n2=U答案:(1)2.2×105W（2）90∶115。（13分)如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面成α角,導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的金屬桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)給金屬桿一沿軌道向下的初速度v0,金屬桿向下運(yùn)動(dòng)至速度為零后,再沿軌道平面向上運(yùn)動(dòng)達(dá)最大速度，大小為v1,然后減速為零,再沿軌道平面向下運(yùn)動(dòng)……一直往復(fù)運(yùn)動(dòng)到靜止(導(dǎo)軌與金屬桿的電阻忽略不計(jì)）。試求:(1）金屬桿獲得初速度瞬間,通過(guò)R的電流大小；(2)當(dāng)金屬桿速度為v1時(shí)離最初靜止時(shí)位置的距離L1；（3）金屬桿由初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.解析：（1)由E=BLv0,I0=ER可得I0=BL（2）設(shè)金屬桿最初靜止不動(dòng)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)x0,kx0=mgsinα當(dāng)金屬桿的速度為v1時(shí)彈簧伸長(zhǎng)x1,kx1=mgsinα+BI1L此時(shí)I1=BLv1R,L1=x1L1=B2(3)金屬桿最后靜止時(shí),金屬桿在初始位置，由能量守恒可得Q=12答案：（1）BLv0R(2)B16。（13分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0。5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)正方形金屬線圈abcd,邊長(zhǎng)L=0。2m，線圈的ad邊與磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合（如圖所示)，線圈的電阻R=0.4Ω.用外力把線圈從磁場(chǎng)中移出有兩種方法:一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng);另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)，兩種方法所用的時(shí)間都是t=0.1s。求:（1)線圈勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功。（2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)的過(guò)程中,外力對(duì)線圈所做的功。解析：（1）使線圈勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng)時(shí),bc邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，而v=L外力對(duì)線圈所做的功等于線圈中消耗的電能，即W1=E2Rt=B2L(2）線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=BSω又ω=π外力對(duì)線圈所做的功等于線圈中消耗的電能,即W2=Em22Rt=π答案:（1）0。01J(2）0。012J爆震傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)因點(diǎn)火時(shí)間提前過(guò)度（點(diǎn)火提前角)、發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、溫度及燃料的質(zhì)量等影響,會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。發(fā)生爆震時(shí)，由于氣體燃燒在活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)之前，輕者產(chǎn)生噪音及降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，重者會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械部件。為了防止爆震的產(chǎn)生,爆震傳感器是不可缺少的重要部件,以便通過(guò)電子控制系統(tǒng)去調(diào)整點(diǎn)火提前時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí),爆震傳感器把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)電壓送至ECU。ECU根據(jù)其內(nèi)部事先儲(chǔ)存的點(diǎn)火及其他數(shù)據(jù),及時(shí)計(jì)算修正點(diǎn)火提前角,去調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間,防止爆震的發(fā)生。爆震傳感器有很多種,其中應(yīng)用最早的當(dāng)屬磁致伸縮式爆震傳感器，它主要由磁芯、永久磁鐵和感應(yīng)線圈等組成。當(dāng)機(jī)體振動(dòng)時(shí)，磁心受振偏移,使感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，而在感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。其他種類如壓電陶瓷式的，當(dāng)