2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-2：綜合檢測(cè)B

第頁(yè)綜合檢測(cè)B(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)的得4分，選錯(cuò)或不答的得0分)1．在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化答案D解析產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足的條件：①電路閉合；②穿過(guò)閉合電路的磁通量要發(fā)生變化．選項(xiàng)A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A、B不能觀察到電流表的變化；選項(xiàng)C滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是等我們從一個(gè)房間到另一個(gè)房間后，電流表中已沒有電流，故選項(xiàng)C也不能觀察到電流表的變化；選項(xiàng)D滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D.2.圖1為無(wú)線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過(guò)線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差φa－φb()圖1A．恒為eq\f(nSB2－B1,t2－t1)B．從0均勻變化到eq\f(nSB2－B1,t2－t1)C．恒為－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)D．從0均勻變化到－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)答案C解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(B2－B1S,t2－t1)，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，因磁場(chǎng)均勻變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差恒為φa－φb＝－neq\f(B2－B1S,t2－t1)，選項(xiàng)C正確．3．在圖2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2A．G1和G2的指針都立即回到零點(diǎn)B．G1的指針立即回到零點(diǎn)，而G2的指針緩慢地回到零點(diǎn)C．G1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)D．G1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)答案D4．如圖3所示的電路中，電源電壓u＝311sin(100πt)V，A、B間接有“220V，440W”的電暖寶、“220V,220W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲，下列說(shuō)法正確的是()圖3A．交流電壓表的示數(shù)為311VB．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3eq\r(2)AC．電暖寶發(fā)熱的功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D．抽油煙機(jī)1min消耗的電能為1.32×104J答案D解析由交變電壓的表達(dá)式可知，交變電壓的有效值U＝eq\f(Um,\r(2))≈220V，所以交流電壓表的示數(shù)為有效值220V，A錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)，通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為I＝eq\f(P1,U1)＋eq\f(P2,U2)＝3A<3eq\r(2)A，B錯(cuò)誤；若是純電阻電路，電暖寶的功率是抽油煙機(jī)功率的2倍，但抽油煙機(jī)消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生的熱量很少，電暖寶的熱功率大于抽油煙機(jī)熱功率的2倍，C錯(cuò)誤；抽油煙機(jī)1min消耗的電能為W＝P2t＝220×60J＝1.32×104J，D正確．5．如圖4所示，矩形線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(P1與ab邊重合，P2過(guò)ad邊的中點(diǎn))，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，繞P1及P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流的大小、通過(guò)線圈的電荷量及線圈中產(chǎn)生的熱量分別為I1、q1、Q1及I2、q2、Q2，則下列判斷正確的是()圖4A．線圈繞P1和P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是a→b→c→d→aB．q1>q2C．I1＝I2D．Q1<Q2答案C解析繞P1、P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，但電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電荷量q＝eq\f(NΔΦ,R)，與繞哪個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)沒有關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈分別繞兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相同，所以電流相同，產(chǎn)生的熱量也相同，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．如圖5所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，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u1＝220eq\r(2)sin(100πt)V.下列說(shuō)法中正確的是()圖5A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22VB．t＝eq\f(1,600)s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)均變小答案A解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2＝eq\f(n2,n1)U1，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，U1＝220V，n1∶n2＝10∶1，解得U2＝22V，A選項(xiàng)正確；由u1＝220eq\r(2)sin(100πt)V知，t＝eq\f(1,600)s時(shí)，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為u1＝220eq\r(2)sin(100π×eq\f(1,600))V＝110eq\r(2)V，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；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＝eq\f(U2,R)，I2變小，電流表的示數(shù)變小，而電壓表的示數(shù)不變，因此C錯(cuò)誤；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U2＝eq\f(n2,n1)U1，得U2變大，I2變大，因此電壓表和電流表的示數(shù)均變大，D錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)7．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)駕駛員的左方電勢(shì)為U1，右方電勢(shì)為U2，則下列說(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U2答案BD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B、D正確．8．電阻為1Ω的單匝矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖6所示，現(xiàn)把此交變電動(dòng)勢(shì)加在電阻為9Ω的電熱絲上，下列判斷正確的是()圖6A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/sB．在0～0.005s時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻的電荷量為eq\f(1,5π)CC．電熱絲兩端的電壓為180VD．電熱絲的發(fā)熱功率為1800W答案BD解析由題圖可知T＝0.02s，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，A錯(cuò)誤．在0～0.005s內(nèi)，由Um＝nBSω，得BS＝eq\f(2,π)Wb，q＝eq\f(ΔΦ,R＋r)＝eq\f(BS－0,R＋r)＝eq\f(1,5π)C，B正確．電熱絲兩端電壓U＝eq\f(R,R＋r)·eq\f(Um,\r(2))＝90eq\r(2)V，C錯(cuò)誤．電熱絲的發(fā)熱功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(90\r(2)2,9)W＝1800W，D正確．9．某發(fā)電站用11kV的交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線的總電阻為R，現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到330kV送電，下面選項(xiàng)正確的是()A．因I＝eq\f(U,R)所以輸電線上的電流增為原來(lái)的30倍B．因I＝eq\f(P,U)所以輸電線上的電流減為原來(lái)的eq\f(1,30)C．因P＝eq\f(U2,R)，所以輸電線上損失的功率為原來(lái)的900倍D．若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的半徑減為原來(lái)的eq\f(1,30)答案BD解析輸送功率P＝UI一定，電壓升高后，電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,30)，A錯(cuò)誤，B正確；P損＝I2R，損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的(eq\f(1,30))2＝eq\f(1,900)，C錯(cuò)誤；輸電線的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,30)，根據(jù)公式R＝ρeq\f(l,S)，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的900倍，P損＝I2R，輸電線上損失的功率保持不變，D正確．10．如圖7所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與阻值為R的定值電阻相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面．有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒從ab位置(ab與導(dǎo)軌垂直)獲得平行斜面的大小為v的初速度向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置，滑行的距離為s，導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則()圖7A．上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為eq\f(B2l2v,R)B．上滑過(guò)程中安培力、滑動(dòng)摩擦力和重力對(duì)導(dǎo)體棒做的總功為eq\f(mv2,2)C．上滑過(guò)程中電流做功產(chǎn)生的熱量為eq\f(mv2,2)－mgs(sinθ＋μcosθ)D．上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為eq\f(mv2,2)－mgssinθ答案CD解析上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒在初始位置所受的安培力最大，即F＝BIl＝Beq\f(Blv,2R)l＝eq\f(B2l2v,2R)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；上滑過(guò)程中由動(dòng)能定理可得安培力、滑動(dòng)摩擦力和重力對(duì)導(dǎo)體棒做的總功為W安培力＋W摩擦力＋WG＝ΔEk＝－eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；上滑過(guò)程中電流做功產(chǎn)生的熱量等于克服安培力所做的功，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律可判斷D正確．三、填空題(本題共2小題，共10分)11．(4分)如圖8所示，圖甲為熱敏電阻的R—t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為100Ω.當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0V，內(nèi)阻可以不計(jì)．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．則：圖8(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為________Ω.答案(1)A、B端(2)260解析(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端．當(dāng)線圈中的電流較小時(shí)，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高．(2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方來(lái)，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低．隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈中的電流小于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度．要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，即50℃時(shí)線圈內(nèi)的電流為20mA.由閉合電路的歐姆定律得I＝eq\f(E,r＋R＋R′)，r為繼電器的電阻．由題圖甲可知，50℃時(shí)熱敏電阻R的阻值為90Ω，所以R′＝eq\f(E,I)－R－r＝260Ω.12．(6分)如圖9甲所示，調(diào)壓器裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R＝55Ω，、分別為理想電流表和理想電壓表，若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，則電流表的示數(shù)為________A，的示數(shù)為____________A，原線圈中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為：________________________________________________________.圖9答案21i＝eq\r(2)sin(100πt)A四、解答題(本題共4小題，共46分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)在拆裝某種大型電磁設(shè)備的過(guò)程中，需將設(shè)備內(nèi)部的處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈先閉合，然后再提升直至離開磁場(chǎng)．操作時(shí)通過(guò)手搖輪軸A和定滑輪O來(lái)提升線圈．假設(shè)該線圈可簡(jiǎn)化為水平長(zhǎng)為L(zhǎng)、上下寬度為d的矩形線圈，其匝數(shù)為n，總質(zhì)量為M，總電阻為R，如圖10所示．開始時(shí)線圈的上邊緣與有界磁場(chǎng)的上邊緣平齊．轉(zhuǎn)動(dòng)手搖輪軸A，在時(shí)間t內(nèi)把線圈從圖示位置勻速向上拉出磁場(chǎng)．此過(guò)程中，通過(guò)線圈中每匝導(dǎo)線橫截面的電荷量為q，求：圖10(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)在轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸時(shí)，人至少需做多少功？(不考慮摩擦影響)答案(1)eq\f(qR,nLd)(2)Mgd＋eq\f(q2R,t)解析(1)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在勻速提升過(guò)程中線圈運(yùn)動(dòng)速度v＝eq\f(d,t)①線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝nBLv②產(chǎn)生的感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)③通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝It④聯(lián)立①②③④得B＝eq\f(qR,nLd)(2)勻速提升過(guò)程中，人要克服重力和安培力做功即W＝WG＋W安⑤又WG＝Mgd⑥W安＝nBILd＝n·eq\f(qR,nLd)·eq\f(q,t)·Ld＝eq\f(q2R,t)⑦聯(lián)立⑤⑥⑦可得W＝Mgd＋eq\f(q2R,t)14．(12分)如圖11所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，匝數(shù)為n＝100匝的矩形線圈，邊長(zhǎng)分別為10cm和20cm，內(nèi)阻為5Ω，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以50eq\r(2)rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈外部和20Ω的電阻R相連接．求：圖11(1)S斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)；(2)開關(guān)S合上時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)；(3)通過(guò)電阻R的電流最大值是多少？電阻R上所消耗的電功率是多少？答案(1)50V(2)40V2A(2)2eq\r(2)A80W解析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω＝100×0.5×0.1×0.2×50eq\r(2)V＝50eq\r(2)VS斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝50V.(2)當(dāng)開關(guān)S合上時(shí)，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(50,20＋5)A＝2AU＝IR＝2×20V＝40V故電壓表的示數(shù)為40V，電流表的示數(shù)為2A.(3)通過(guò)R的電流最大值Im＝eq\r(2)I＝2eq\r(2)A.電阻R上所消耗的電功率P＝UI＝40×2W＝80W.15．(12分)圖12甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u－t圖象如圖乙所示．若只在c、e間接一只Rce＝400Ω的電阻，或只在d、e間接一只Rde＝225Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80W.圖12(1)請(qǐng)寫出原線圈輸入電壓uab的瞬時(shí)值表達(dá)式．(2)求只在c、e間接400Ω的電阻時(shí)，原線圈中的電流I1.(3)求c、e和d、e間線圈的匝數(shù)比eq\f(nce,nde).答案(1)uab＝400sin(200πt)V(2)0.28A(或eq\f(\r(2),5)A)(3)eq\f(4,3)解析(1)由題圖乙知ω＝eq\f(2π,T)＝200πrad/s，電壓瞬時(shí)值uab＝400sin(200πt)V.(2)電壓的有效值U1＝200eq\r(2)V，理想變壓器P1＝P2，原線圈中的電流I1＝eq\f(P1,U1)解得I1≈0.28A(或eq\f(\r(2),5)A)．(3)設(shè)原線圈的匝數(shù)為n1，eq\f(U1,n1)＝eq\f(Uce,nce)，同理，eq\f(U1,n1)＝eq\f(Ude,nde)