高中物理 本冊(cè)綜合能力測(cè)試(A) 新人教版選修3-2

本冊(cè)綜合能力測(cè)試(A)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(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，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．(·山師大附中高二檢測(cè))如圖所示四幅圖片涉及物理學(xué)史上的四個(gè)重大發(fā)現(xiàn)。其中說(shuō)法正確的是()A．牛頓根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)，提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B．卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)，歸納出了萬(wàn)有引力定律C．奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)D．法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的規(guī)律答案：C解析：C選項(xiàng)符合物理史實(shí)，故選C。伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)，提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而不是牛頓?？ㄎ牡显S通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)，測(cè)定引力常量，但不是提出萬(wàn)有引力定律?？偨Y(jié)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的規(guī)律的不是法拉第而是楞次，故不選A、B、D。2．(·汕頭高二檢測(cè))如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中()A．穿過(guò)線框的磁通量保持不變B．線框中感應(yīng)電流方向保持不變C．線框所受安培力的合力為零D．線框的機(jī)械能不斷增大答案：B解析：線圈在釋放下落的過(guò)程中，磁通量逐漸減小，感應(yīng)電流方向不變，線圈所受安培力的合力向上，所以A錯(cuò)，C錯(cuò)，B對(duì)，線框在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中安培力做負(fù)功，機(jī)械能不斷減小，D錯(cuò)。3.振弦型頻率傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由鋼弦和永磁鐵兩部分組成，鋼弦上端用固定夾塊夾緊，下端的夾塊與一膜片相連接，，當(dāng)弦上的張力越大時(shí)，弦的固有頻率越大．這種裝置可以從線圈輸出電壓的頻率確定膜片處壓力的變化．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)軟鐵塊與磁鐵靠近時(shí)，a端電勢(shì)高B．當(dāng)軟鐵塊與磁鐵靠近時(shí)，b端電勢(shì)高C．膜上的壓力較小時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率高D．膜上的壓力較大時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率高答案：BC4.如圖所示，A、B兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)閉合鐵芯上，它們的兩端分別與電阻可以不計(jì)的光滑、水平、平行導(dǎo)軌P、Q和M、N相連；P、Q處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1中，M、N處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中；直導(dǎo)線ab橫放在P、Q上，直導(dǎo)線cd橫放在M、N上，cd原來(lái)不動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的有()A．若ab向右勻速滑動(dòng)，則cd也向右滑動(dòng)B．若ab向右加速滑動(dòng)，則cd也向右滑動(dòng)C．若ab向右減速滑動(dòng)，則cd也向右滑動(dòng)D．若ab向右減速滑動(dòng)，則cd向左滑動(dòng)答案：BD解析：ab勻速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中感應(yīng)電流恒定，閉合鐵芯中的磁通量不發(fā)生變化。線圈B中無(wú)感應(yīng)電流，cd不會(huì)動(dòng)。選項(xiàng)A錯(cuò)誤；ab向右加速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的感應(yīng)電流在增大，閉合鐵芯中逆時(shí)針?lè)较虻拇磐吭谠龃?，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律和右手定則，直導(dǎo)線cd中的電流方向由c到d；對(duì)cd應(yīng)用左手定則，它受的安培力方向向右，cd將向右滑動(dòng)，可見(jiàn)選項(xiàng)B正確；ab向右減速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的感應(yīng)電流在減弱，閉合鐵芯中逆時(shí)針?lè)较虻拇磐吭跍p小，這時(shí)流過(guò)直導(dǎo)線cd的電流方向由d到c，所受安培力向左，cd向左滑動(dòng)。可見(jiàn)，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。5．(·東營(yíng)高二期末)如圖所示為兩個(gè)互感器，在圖中圓圈內(nèi)a、b表示電表，已知電壓比為1001，電流比為101，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則()A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表C．線路輸送電功率是2200WD．線路輸送電功率是2.2×106W答案：BD解析：左圖中原線圈并聯(lián)在電路中，應(yīng)為電壓互感器，a表應(yīng)為電壓表，右圖中原線圈串聯(lián)在電路，應(yīng)為電流互感器，b表為電流表，A錯(cuò)B對(duì)；輸送功率P＝I1U1＝2.2×106W，C錯(cuò)，D對(duì)。6．如圖所示，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖象是()答案：A解析：當(dāng)導(dǎo)體棒位置坐標(biāo)為x時(shí)(x≤R)E＝BLv＝Bv·2eq\r(R2－R－x2)＝2Bveq\r(2Rx－x2)結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得A對(duì)，B、C、D錯(cuò)。7．(·成都鐵路中學(xué)高二檢測(cè))如圖甲所示，一個(gè)理想變壓器原、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流電時(shí)，三只燈泡都能發(fā)光。如果加在原線圈兩端的交流電的最大值保持不變，而將其頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則對(duì)于交流電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變亮答案：BD解析：由圖乙知原線圈兩端電壓有效值為36V，根據(jù)eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)得U2＝6V，A錯(cuò)B對(duì)；將頻率增大，感抗增大，容抗減小，C錯(cuò)D對(duì)。8．有一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，則()A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小答案：BC解析：保持Q的位置不動(dòng)，副線圈匝數(shù)不變，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2不變，當(dāng)P向上滑動(dòng)時(shí)，由I2＝eq\f(U2,R0＋R)知I2減小，則I1減小，故電流表的讀數(shù)變小，B正確，A錯(cuò)誤；保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)增多，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2增大，由I2＝eq\f(U2,R＋R0)知I2增大，故I1增大，C正確，D錯(cuò)誤。9．(·威海高二檢測(cè))將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中。回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ，以向里為磁場(chǎng)Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是()[答案]B[解析]根據(jù)楞次定律，在前半個(gè)周期內(nèi)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，即通過(guò)ab邊的電流方向?yàn)橛蒪指向a，再根據(jù)左手定則判斷，ab邊受到的安培力為水平向左，即負(fù)方向。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，前半個(gè)周期內(nèi)ab中的電流為定值，則所受安培力也為定值。結(jié)合選項(xiàng)可知B正確。10．如圖所示，水平地面上方有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，等腰三角形的金屬框由底邊呈水平位置開始沿豎直平面在電磁場(chǎng)中由靜止開始下落，下落過(guò)程中三角形平面始終在豎直平面內(nèi)，不計(jì)阻力，a、b落到地面的次序是()A．a(chǎn)先于bB．b先于aC．a(chǎn)、b同時(shí)落地D．無(wú)法判斷答案：A解析：當(dāng)△abc線框下落時(shí)，閉合回路中磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，但由于各邊都在切割磁感線，所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律，可以判定出a點(diǎn)的電勢(shì)高，是電源的正極，B點(diǎn)的電勢(shì)低，是電源的負(fù)極，a點(diǎn)聚集著多余的正電荷，b點(diǎn)聚集著負(fù)電荷，a點(diǎn)的正電荷受的電場(chǎng)力向下，使a點(diǎn)加快運(yùn)動(dòng)(a點(diǎn)加速度>g)，b點(diǎn)的負(fù)電荷受的電場(chǎng)力向上，使b點(diǎn)減緩運(yùn)動(dòng)(b點(diǎn)加速度<g)，故a點(diǎn)先落地。故正確答案為A。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(5分)如圖所示是三個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題。(1)在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)電流表指針偏轉(zhuǎn)角跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小成________關(guān)系。(3)第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)(如圖a)中，將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？________，什么量是不同的？________。(4)從三個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn)可歸納出的結(jié)論是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化(2)正比(3)磁通量的變化量磁通量的變化率(4)只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。12．(6分)如圖所示，是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。(1)示意圖中，a端就是電源________極。(2)光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時(shí)，______________________________________________。答案：(1)正。(2)陰極K發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大后的電流使電磁鐵M磁化，將銜鐵N吸?。粺o(wú)光照射光電管時(shí)，電路中無(wú)電流，N自動(dòng)離開M。13．(7分)如圖所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，整個(gè)線圈的電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中(1)磁通量的變化量為ΔΦ＝________；(2)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eq\x\to(E)＝________；(3)電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為________；(4)通過(guò)電阻R的電荷量為q＝______。答案：(1)BS(2)eq\f(2NBSω,π)(3)eq\f(πRωN2B2S2,4R＋r2)(4)eq\f(NBS,R＋r)解析：線圈在圖示位置時(shí)磁通量Φ＝0，轉(zhuǎn)過(guò)90°后磁通量Φ′＝BS，該過(guò)程中磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ′－Φ＝BS，與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)；該過(guò)程中所用時(shí)間Δt＝θ/ω＝π/2ω，所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eq\x\to(E)＝NΔΦ/Δt＝eq\f(2NBSω,π)；電路中的感應(yīng)電流有效值I＝E/(R＋r)＝NBSω/eq\r(2)(R＋r)，所以電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱Q＝I2Rt＝eq\f(πRωN2B2S2,4R＋r2)；電路中的感應(yīng)電流的平均值eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)＝eq\f(2NBSω,πR＋r)，所以通過(guò)電阻R的電荷量q＝eq\x\to(I)·t＝eq\f(NBS,R＋r)三、論述·計(jì)算題(共4小題，42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(9分)(·海岳中學(xué)高二期末)如圖所示，一個(gè)100匝的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為200cm2，線圈的電阻為1Ω，在線圈外接一個(gè)阻值為4Ω的電阻和一個(gè)理想電壓表。電阻的一端B與地相接，線圈放入方向垂直線圈平面指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如B－t圖所示。求：(1)t＝3s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量。(2)t＝5s時(shí)，電壓表的讀數(shù)。(3)若取B點(diǎn)電勢(shì)為零，A點(diǎn)的最高電勢(shì)是多少？答案：(1)7×10－3Wb(2)0.32V(3)0.08V解析：(1)t＝3s時(shí)，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4Wb＝7×10－3Wb(2)4～6s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×eq\f(4－0×10－1,6－4)×200×10－4V＝0.4V電壓表的讀數(shù)為U＝eq\f(E1,R＋r)R＝eq\f(0.4,4＋1)×4V＝0.32V(3)0～4s，A點(diǎn)電勢(shì)高于零；4～6s，A點(diǎn)電勢(shì)低于零。0～4s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×eq\f(4－2×10－1,4－0)×200×10－4V＝0.1VA、B兩端的電勢(shì)差為UAB＝eq\f(E2,R＋r)R＝eq\f(0.1,4＋1)×4V＝0.08V故A點(diǎn)的最高電勢(shì)為φA＝0.08V15．(10分)如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌相距30cm，電阻不計(jì)，ab是電阻為0.3Ω的金屬棒，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，與導(dǎo)軌相連的平行金屬板A、B相距6cm，電阻R為0.1Ω。全部裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一帶電微粒在A、B板間恰做半徑2cm的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率也是v。試求速率v的大??？答案：0.4m/s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(zhǎng)度為L(zhǎng)，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，∵E＝BLv∴Uab＝UAB＝eq\f(E·R,R總)＝eq\f(BLv,0.1＋0.3)×0.1＝eq\f(1,4)Blv帶電粒子在A、B板間恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則mg＝Eq＝eq\f(UAB,d)q，∴m＝eq\f(BLvq,4dg)。帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝eq\f(mv,Bq)＝eq\f(BLv2q,4dgBq)＝eq\f(Lv2,4dg)∴v＝eq\r(\f(4dgr,L))＝eq\r(\f(4×0.06×10×0.02,0.3))m/s＝0.4m/s。16．(11分)(·泰安高二檢測(cè))如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力。(1)通過(guò)ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大？答案：(1)Iab＝eq\f(3mg,4B2L2)(2)v＝eq\f(3mgr,4B1B2L1L2)解析：(1)設(shè)通過(guò)正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有Iab＝eq\f(3,4)I①Idc＝eq\f(1,4)I②金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2③由①～③，解得Iab＝eq\f(3mg,4B2L2)④(2)由(1)可得I＝eq\f(mg,B2L2)⑤設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，有E＝B1L1v設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則R＝eq\f(3,4)r⑦根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I＝eq\f(E,R)⑧由⑤～⑧，解得v＝eq\f(3mgr,4B1B2L1L2)⑨本題綜合了平衡、電路、電磁感應(yīng)等問(wèn)題，但思路并不曲折，屬于容易題。17．(12分)如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一