2024高中物理模塊綜合檢測一含解析粵教版選修3-2

PAGE8-模塊綜合檢測(一)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共8小題，每小題4分，共32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3分，選錯(cuò)或不答的得0分)1．有一電學(xué)元件，溫度上升時(shí)電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是()A．金屬導(dǎo)體 B．絕緣體C．半導(dǎo)體 D．超導(dǎo)體解析：金屬導(dǎo)體溫度上升時(shí)電阻增加；絕緣體溫度上升時(shí)電阻保持絕緣；對(duì)于超導(dǎo)體，在其臨界溫度以下，溫度上升電阻為零不變，高于臨界溫度，溫度上升電阻往往增加；半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度上升時(shí)，會(huì)有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時(shí)也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電性能明顯增加，電阻卻大幅度減?。鸢福篊2．某溝通發(fā)電機(jī)給燈泡供電，產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖所示，下列說法中正確的是()A．交變電流的頻率為0.02HzB．交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝5cos50πt(A)C．在t＝0.01s時(shí)，溝通發(fā)電機(jī)線圈位于中性面D．在t＝0.015s時(shí)，電流變更方向解析：由圖象可知，溝通電的周期為20×10－3s＝0.02s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A錯(cuò)誤；溝通電的角頻率為ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，依據(jù)圖象可得，交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝5cosωt＝5cos100πt(A)，故B錯(cuò)誤；在t＝0.01s時(shí)，感應(yīng)電流最大，所以此時(shí)穿過溝通發(fā)電機(jī)線圈的磁通量的變更率最大，所以溝通發(fā)電機(jī)線圈垂直于中性面，故C錯(cuò)誤；在t＝0.015s時(shí)，電流變更方向，故D正確．答案：D3．物理課上，老師做了一個(gè)奇異的“跳環(huán)試驗(yàn)”．如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后．將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)．閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)馬上跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此試驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)．對(duì)比老師演示的試驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的緣由可能是()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同解析：在開關(guān)閉合的瞬間，線圈中的電流變大，磁場變強(qiáng)，穿過金屬套環(huán)的磁通量變大，在金屬套環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流．感應(yīng)磁場必定阻礙原磁場的增大，所以金屬套環(huán)會(huì)受到線圈的斥力而跳起．在試驗(yàn)時(shí)電源一般采納直流電源，電壓不能太大(以不燒導(dǎo)線和電源的條件下電壓大現(xiàn)象明顯)，所選線圈的匝數(shù)越多，現(xiàn)象也越明顯．假如該學(xué)生所用套環(huán)的材料為非金屬，則不會(huì)視察到“跳環(huán)試驗(yàn)”．答案：D4．圖甲和圖乙是演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈．試驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后漸漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2漸漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3馬上變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()圖甲圖乙A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同B．圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，由于線圈L1的自感，通過L1的電流漸漸減小，且通過A1，即自感電流會(huì)大于原來通過A1的電流，說明閉合S1，電路穩(wěn)定時(shí)，通過A1的電流小于通過L1的電流，L1的電阻小于A1的電阻，A、B錯(cuò)誤；閉合S2，電路穩(wěn)定時(shí)，A2與A3的亮度相同，說明兩支路的電流相同，因此變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；閉合開關(guān)S2，A2漸漸變亮，而A3馬上變亮，說明L2中電流與變阻器R中電流不相等，D錯(cuò)誤．答案：C5．如圖所示為測定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路，當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，膜片發(fā)生形變，引起電容的變更，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對(duì)膜片起先施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)狀況為(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏)()A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不動(dòng)D．向左偏到某一刻度后不動(dòng)解析：壓力F作用時(shí)，極板間距d變小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，電容器電容C變大，又依據(jù)Q＝CU，極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，靈敏電流計(jì)中產(chǎn)生由正接線柱流入的電流，所以指針將右偏，極板保持固定后，充電結(jié)束，指針回到零刻度．答案：A6．如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中.在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B勻稱地增大到2B．在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為()A.eq\f(Ba2,2Δt) B.eq\f(nBa2,2Δt)C.eq\f(nBa2,Δt) D.eq\f(2nBa2,Δt)解析：當(dāng)磁場增加時(shí)線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S＝neq\f(B,Δt)·eq\f(1,2)a2，選項(xiàng)B正確．答案：B7．如圖所示，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，D是志向二極管，L是帶鐵芯的線圈，其自感系數(shù)很大，直流電阻忽視不計(jì)．下列說法正確的是()A．S閉合瞬間，A先亮B．S閉合瞬間，A、B同時(shí)亮C．S斷開瞬間，B漸漸熄滅D．S斷開瞬間，A閃亮一下，然后漸漸熄滅解析：開關(guān)S閉合瞬間線圈相當(dāng)于斷路，二極管為反向電壓，故電流不經(jīng)過A燈泡，A、B都不亮，故A、B錯(cuò)誤；開關(guān)S斷開瞬間B馬上熄滅，由于二極管正向?qū)?，故自感線圈與A形成回路，A閃亮一下，然后漸漸熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：D8．如圖甲，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，與副線圈相連的兩個(gè)燈泡完全相同，閉合電鍵K后，正確的是()圖甲圖乙A．電流表示數(shù)變小B．電壓表示數(shù)增大C．變壓器的輸入功率增大D．如圖乙所示的溝通電每秒鐘方向變更50次解析：原線圈輸入電壓不變，線圈匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，即電壓表示數(shù)不變，燈泡電阻不變，則電流表示數(shù)不變，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)K接通后，兩個(gè)燈泡并聯(lián)，增加一個(gè)負(fù)載，則副線圈功率增大，所以變壓器的輸入功率增大，故C正確；依據(jù)圖乙可知，周期T＝0.02s，則頻率f＝50Hz，溝通電每個(gè)周期方向變更兩次，每秒鐘方向變更100次，故D錯(cuò)誤．答案：C二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16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)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分)9.如圖，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好．在向右勻速通過M、N兩區(qū)域的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示．不計(jì)軌道電阻，以下敘述正確的是()A．FM向右 B．FN向左C．FM漸漸增大 D．FM漸漸減小解析：依據(jù)楞次定律，在M區(qū)受安培力的方向也向左，在N區(qū)受安培力的方向也向左，因此選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知受到安培力的大小F＝BIL＝eq\f(B2L2v,R)，由于在M區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越大，因此安培力FM越來越大，而在N區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越小，因此安培力FM越來越小，選項(xiàng)C、D正確．答案：BCD10．(多選)如圖所示，兩塊金屬板水平放置，與左側(cè)水平放置的線圈通過開關(guān)S用導(dǎo)線連接．壓力傳感器上表面絕緣，位于兩金屬板間，帶正電的小球靜置于壓力傳感器上，勻稱變更的磁場沿線圈的軸向穿過線圈．S未接通時(shí)傳感器的示數(shù)為1N，S閉合后傳感器的示數(shù)變?yōu)?N．則磁場的變更狀況可能是()A．向上勻稱增大 B．向上勻稱減小C．向下勻稱減小 D．向下勻稱增大解析：S閉合后，磁場向上勻稱增大或向下勻稱減小都能使上金屬板帶正電，下金屬板帶負(fù)電，帶正電的小球受豎直向下的電場力，傳感器示數(shù)變大．答案：AC11.如圖所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是10∶1，原線圈輸入交變電壓u＝100eq\r(2)sin50πt(V)，在副線圈中串接有志向電流表和定值電阻R，電容器并聯(lián)在電阻R兩端，電阻阻值R＝10Ω，關(guān)于電路分析，下列說法中正確的是()A．電流表示數(shù)是1AB．電流表示數(shù)是eq\r(2)AC．電阻R消耗的電功率為10WD．電容器的耐壓值至少是10eq\r(2)V解析：由題意知原線圈輸入電壓有效值為100V，所以副線圈電壓為10V，由于電容器通溝通，所以電流表示數(shù)大于1A，故A、B錯(cuò)誤；電阻R消耗的電功率為P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(102,10)W＝10W，故C正確；副線圈電壓最大值為10eq\r(2)V，電容器的耐壓值至少是10eq\r(2)V，所以D正確．答案：CD12.如圖所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)，有一材料相同、粗細(xì)勻稱的正方形導(dǎo)體框abcd.現(xiàn)將導(dǎo)體框先后朝兩個(gè)方向以v、3v速度勻速拉出磁場，則導(dǎo)體框在上述兩過程中，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同B．通過導(dǎo)體框截面的電量相同C．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同D．導(dǎo)體框cd邊兩端電勢差大小相同解析：在兩次線框離開磁場的過程中，磁通量都削減，由楞次定律知，感應(yīng)電流的方向都為逆時(shí)針方向，A正確；兩次離開的過程磁通量的變更量相同，依據(jù)q＝neq\f(ΔΦ,R)知通過導(dǎo)體框截面的電量相同，B正確；產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f(E2,R)t＝eq\f(B2L3v,R)，由于兩次的速度不同，故產(chǎn)生的熱量不同，C錯(cuò)誤；以速度v勻速拉出磁場時(shí)，cd切割磁感線，相當(dāng)于電源，所以導(dǎo)體框cd邊兩端電勢差大小等于eq\f(3,4)BLv，以速度3v勻速拉出磁場時(shí)，導(dǎo)體框cd邊兩端電勢差大小等于eq\f(3,4)BLv，D正確．答案：ABD三、非選擇題(本題共4小題，共52分．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(12分)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線框abcd，線框的匝數(shù)為n，電阻為R，ab＝cd＝L1，ad＝bc＝L2.線框繞垂直于磁感線的軸OO′以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．求：(1)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；(2)線框中感應(yīng)電流的有效值．解析：(1)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em＝2nBL1ωeq\f(L2,2)＝nBL1L2ω.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))，感應(yīng)電流的有效值I＝eq\f(E,R)＝eq\f(nBL1L2ω,\r(2)R).答案：(1)nBL1L2ω(2)eq\f(nBL1L2ω,\r(2)R)14.(12分)如圖所示，溝通發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的有效值E＝20V，內(nèi)阻不計(jì)，它通過一個(gè)R＝6Ω的指示燈L1連接變壓器．變壓器輸出端并聯(lián)24個(gè)彩色小燈泡，每個(gè)燈泡都是“6V0.25W”，燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)．求：(1)降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)比；(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率．解析：(1)彩色小燈泡額定電流IL＝eq\f(P,U)＝eq\f(0.25,6)A＝eq\f(1,24)A，次級(jí)線圈總電流I2＝24IL＝1A．變壓器輸入功率等于I1U1＝I2U2＝6W，變壓器原線圈電路中，利用歐姆定律可得E＝U1＋I(xiàn)1R＝eq\f(6,I1)＋6I1，代入E值解得I1＝eq\f(1,3)A(I1＝3A應(yīng)舍去，據(jù)題意是降壓變壓器，應(yīng)I1＜I2＝1A)，所以eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(3,1).(2)發(fā)電機(jī)輸出功率P＝I1E＝6.67W.答案：(1)3∶1(2)6.67W15．(12分)做磁共振(MRI)檢查時(shí)，對(duì)人體施加的磁場發(fā)生變更時(shí)會(huì)在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流.某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對(duì)肌肉組織的影響，將包袱在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r＝5.0cm，線圈導(dǎo)線的截面積A＝0.80cm2，電阻率ρ＝1.5Ω·m.如圖所示，勻強(qiáng)磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0.3s內(nèi)從1.5T勻稱地減為零，求(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)：(1)該圈肌肉組織的電阻R；(2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動(dòng)勢E;(3)0.3s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)由電阻定律得R＝ρeq\f(2πr,A)，代入數(shù)據(jù)得R＝6×103Ω.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢E＝eq\f(ΔB·πr2,Δt)，代入數(shù)據(jù)得E＝4×10－2V.(3)由焦耳定律得Q＝eq\f(E2,R)Δt，代入數(shù)據(jù)得Q＝4×10－8J.答案：(1)6×103Ω(2)4×10－2V(3)4×10－8J16．(16分)如圖甲所示，在水平面上固定有長為L＝2m、寬為d＝1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l＝0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變更規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為m＝0.1kg的導(dǎo)體棒以v0＝1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端起先向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為λ＝0.1Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(g取10m/s2)．(1)通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀況；(2)計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并推斷電流方向；(3)計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱．解析：(1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng)，有－μmg＝ma，v1＝v0＋at，x＝v0t＝eq\f(1,2)at2，代入數(shù)據(jù)解得：t＝1s，x＝0.5m.導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場區(qū)域，