2017-2018學(xué)年套餐之物理人教選修3-2講義綜合檢測卷

綜合檢測卷(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．)1．(多選)(2017·嘉興市高二上學(xué)期期中)電吉他中的拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，磁體附近的金屬弦被磁化，當(dāng)撥動琴弦時，拾音器中的線圈能將振動產(chǎn)生的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的是()圖1A．撥動琴弦，穿過線圈的磁通量將發(fā)生變化B．撥動琴弦，琴弦上將產(chǎn)生感應(yīng)電流C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢D．若取走磁體，拾音器將無法正常工作答案ACD2.如圖2所示，線圈L的電感很大，電源內(nèi)阻不可忽略，A、B是完全相同的兩只燈泡，當(dāng)開關(guān)S閉合時，下列判斷正確的是()圖2A．A燈比B燈先亮，然后A燈熄滅B．B燈比A燈先亮，然后B燈逐漸變暗C．A燈與B燈一起亮，而后A燈熄滅D．A燈與B燈一起亮，而后B燈熄滅答案B3．(2016·紹興一中高二期末)在下列四幅交流電的圖象中，能正確反映我國居民生活所用交流電的是()答案C解析我國居民生活所用的交流電的頻率為50Hz，即周期為0.02s，有效值為220V，則電壓的峰值為220eq\r(2)V＝311V，C項(xiàng)正確．4．(多選)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，下列選項(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的30倍B．因I＝eq\f(P,U)，所以輸電線上的電流減為原來的eq\f(1,30)C．因P＝eq\f(U2,R)，所以輸電線上損失的功率增為原來的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的eq\f(1,30)答案BD解析輸送功率P＝UI一定，輸送電壓升高后，輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(11,330)＝eq\f(1,30)，A錯誤，B正確；P損＝I2R，損失功率變?yōu)樵瓉淼?eq\f(1,30))2＝eq\f(1,900)，C錯誤；輸電線的半徑變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,30)，根據(jù)公式R＝ρeq\f(l,S)，輸電線的電阻變?yōu)樵瓉淼?00倍，輸電線上損失的功率保持不變，D正確．5.如圖3所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場，金屬圓環(huán)直徑與磁場寬度相同．若圓環(huán)以一定的初速度沿垂直于磁場邊界的水平虛線，從位置1到位置2勻速通過磁場，在必要的時間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速前進(jìn)，以下說法正確的是()圖3A．金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流方向先順時針再逆時針B．金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C．水平拉力的方向先向右后向左D．金屬圓環(huán)受到的安培力的方向先向左后向右答案B6．如圖4甲所示，圓形線圈垂直放在勻強(qiáng)磁場里，第1s內(nèi)磁場方向指向紙里．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙，那么，下面關(guān)于線圈中感應(yīng)電流的說法正確的是()圖4A．在第1s內(nèi)感應(yīng)電流增大，電流的方向?yàn)槟鏁r針B．在第2s內(nèi)感應(yīng)電流大小不變，電流的方向?yàn)轫槙r針C．在第3s內(nèi)感應(yīng)電流減小，電流的方向?yàn)轫槙r針D．在第4s內(nèi)感應(yīng)電流大小不變，電流的方向?yàn)轫槙r針答案B7．(多選)如圖5甲所示是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖．轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，為交流電壓表．當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w．以下判斷正確的是()圖5A．電壓表的示數(shù)等于5VB．電壓表的示數(shù)等于eq\f(5,\r(2))VC．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是eq\f(n2,n1)>1000D．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是eq\f(n2,n1)<1000答案BC解析由U－t圖象知，交流電壓的最大值Um＝5V，所以電壓表的示數(shù)U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(5,\r(2))V，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得eq\f(n2,n1)＝eq\f(U2,U1)，變壓器副線圈電壓的最大值U2m＝5000V時，有效值U2＝eq\f(U2m,\r(2))＝eq\f(5000,\r(2))V，所以點(diǎn)火的條件是eq\f(n2,n1)>eq\f(\f(5000,\r(2))V,\f(5,\r(2))V)＝1000，故選項(xiàng)C正確，D錯誤．8．(2016·金華、溫州、臺州部分學(xué)校高二第9次聯(lián)考)(多選)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖6甲所示，副線圈所接電路如圖6乙所示，P為滑動變阻器的觸頭．則()圖6A．副線圈輸出電壓的頻率為50HzB．副線圈輸出電壓的有效值約為31VC．P向右移動時，原線圈中的電流變小D．P向右移動時，負(fù)載R上的功率變大答案AD解析理想變壓器原、副線圈不會改變交流電的頻率，所以副線圈輸出電壓的頻率為f＝eq\f(1,T).由圖可知交流電的周期為0.02s，故頻率為50Hz，故A對．變壓器原、副線圈電壓之比為匝數(shù)比即10∶1，副線圈輸出電壓最大值為31V，正弦交流電最大值等于有效值的eq\r(2)倍，故輸出電壓的有效值為22V，故B錯．P向右移動時，電阻變小，輸出電流變大，輸入電流也變大，故C錯．由C選項(xiàng)可知輸出電流增大，由電阻R消耗功率P＝I2R可知，負(fù)載R上的功率變大，故D對．故選A、D.9．(多選)如圖7所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路．在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動．在勻速運(yùn)動過程中外力F做功WF，磁場力對導(dǎo)體棒做功W1，磁鐵克服磁場力做功W2，重力對磁鐵做功WG，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)體棒獲得的動能為Ek.則()圖7A．W1＝Q B．W2－W1＝QC．W1＝Ek D．WF＋WG＝Ek＋Q答案BCD解析以導(dǎo)體棒為研究對象：由動能定理知W1＝Ek.①C正確；以磁鐵為研究對象：由動能定理知WF－W2＋WG＝0.②由功能關(guān)系和能量守恒知克服磁場力做的功W2等于回路電能，電能一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動能，即W2＝Q＋Ek③由①②③得W2－W1＝Q，WF＋WG＝Q＋Ek，B、D正確．10．(多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖8所示．銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸．圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中．圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是()圖8A．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定B．若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動C．若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍答案AB解析將圓盤看成由無數(shù)幅條組成，它們都在切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，則當(dāng)圓盤順時針(俯視)轉(zhuǎn)動時，根據(jù)右手定則可知圓盤上感應(yīng)電流從邊緣流向中心，流過電阻的電流方向?yàn)閺腶到b，B對；由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢E＝BLeq\x\to(v)＝eq\f(1,2)BL2ω，I＝eq\f(E,R＋r)，ω恒定時，I大小恒定，ω大小變化時，I大小變化，方向不變，故A對，C錯；由P＝I2R＝eq\f(B2L4ω2R,4R＋r2)知，當(dāng)ω變?yōu)樵瓉淼?倍時，P變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯．二、填空題(本題共2小題，共12分)11．(6分)有一個教學(xué)用的可拆變壓器，如圖9甲所示，它有兩個外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線．圖9(1)某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為________Ω，由此可判斷________線圈的匝數(shù)較多(選填“A”或“B”)．(2)如果把它看做理想變壓器，現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請完成實(shí)驗(yàn)的步驟填空：①用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈；②將________線圈與低壓交流電源相連接；③用多用電表的________擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和繞制線圈的輸出電壓U；④則A線圈的匝數(shù)為________．答案(1)24A(2)②A③交流電壓④eq\f(UA,U)n解析(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)＝指針指示值×倍率，A的讀數(shù)為24，倍率為×1，所以電阻為24Ω，根據(jù)電阻定律，導(dǎo)線越長，電阻越大，因?yàn)锳的電阻比B大，所以A的線圈匝數(shù)多．(2)因?yàn)橐獪y量A線圈匝數(shù)，所以要把A線圈與低壓交流電源相連接，變壓器輸入、輸出電壓都是交流電，所以要用交流電壓擋測輸入和輸出電壓，根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比，有eq\f(UA,U)＝eq\f(nA,n)，所以：nA＝eq\f(UA,U)n.12．(6分)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中．(1)為了能明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請在如圖10所示的實(shí)驗(yàn)器材中選擇必要的器材，在圖中用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖．圖10(2)將原線圈插入副線圈中，閉合開關(guān)，副線圈中的感應(yīng)電流方向與原線圈中電流的繞行方向________(填“相同”或“相反”)．(3)將原線圈拔出時，副線圈中的感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向________(填“相同”或“相反”)．答案(1)見解析圖(2)相反(3)相同解析(1)實(shí)物電路圖如圖所示．(2)因閉合開關(guān)時，穿過副線圈的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，故電流繞行方向相反．(3)將原線圈拔出時，穿過副線圈的磁通量減小，由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，故電流繞行方向相同．三、非選擇題(本題共3小題，共38分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)13．(10分)如圖11所示，質(zhì)量m1＝0.1kg，電阻R1＝0.3Ω，長度l＝0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上．框架固定在絕緣水平面上，相距0.4m的MM′、NN′相互平行，電阻不計且足夠長．電阻R2＝0.1Ω的MN垂直于MM′.整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T．現(xiàn)垂直于ab施加F＝2N的水平恒力，使棒ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，棒始終與MM′、NN′保持良好接觸．圖11(1)求棒ab能達(dá)到的最大速度；(2)若棒ab從靜止到剛好達(dá)到最大速度的過程中，導(dǎo)體棒ab上產(chǎn)生的熱量QR1＝1.2J，求該過程中棒ab的位移大小．答案(1)5m/s(2)1.425m解析(1)ab棒做加速度逐漸變小的加速運(yùn)動，當(dāng)a＝0時，設(shè)最大速度為vmF＝BIlI＝eq\f(E,R1＋R2)E＝Blvm得vm＝eq\f(FR1＋R2,B2l2)＝5m/s(2)棒ab從靜止到剛好達(dá)到vm的過程中，設(shè)閉合電路產(chǎn)生的總熱量為Q總，eq\f(Q總,QR1)＝eq\f(R1＋R2,R1)對棒ab由功能關(guān)系，得Fx＝Q總＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)聯(lián)立，解得x＝1.425m.14．(13分)如圖12所示是一個交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場中，已知ab、bc邊長都為l＝20cm，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\r(2)T，線圈的匝數(shù)N＝10，線圈的總電阻r＝5Ω，外電路負(fù)載電阻R＝15Ω，線圈以ω＝100rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，電表是理想電表．求：圖12(1)兩個電表的示數(shù)；(2)從圖示位置開始轉(zhuǎn)過45°過程中通過R的電荷量；(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功．答案(1)電壓表示數(shù)為30V，電流表示數(shù)為2A(2)0.02C(3)5J解析(1)設(shè)正弦交流電源的電壓峰值為Em，有效值為E，則Em＝NBSω＝NBl2ω＝40eq\r(2)VE＝eq\f(Em,\r(2))＝40V由閉合電路歐姆定律得電流表示數(shù)I＝eq\f(E,R＋r)＝2A電壓表示數(shù)為U＝IR＝30V.(2)設(shè)線圈在這一過程所用時間為Δt，流過R的電荷量為qq＝eq\x\to(I)Δteq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)eq\x\to(E)＝Neq\f(ΔΦ,Δt)ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BSsin45°－0＝Bl2sin45°由以上各式求得q＝Neq\f(ΔΦ,R＋r)＝Neq\f(Bl2sin45°,R＋r)＝0.02C(3)轉(zhuǎn)動一周所用時間為T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(π,50)s外力所做的功等于閉合電路一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量即W＝Q＝eq\f(E2,R＋r)T.解得W≈5J.15．(15分)如圖13所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l＝0.5m，其電阻不計，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R＝0.1Ω，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒cd恰好能保持靜止．取g＝10m/s2，問：圖13(1)通過cd棒的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q＝0.1J的熱量，力F做的功W是多少？答案(1)1A，方向由d到c(2)0.2N(3)0