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1、高中物理 選修3-2綜合檢測試題(含答案解析)測試時間:90分鐘,分值120分班級 姓名 分數(shù)第I卷(選擇題,共40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選項中,有的小題只有一個 選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對得5分,選不全的得2分,有選錯或不答的得 0分)1.如圖所示,當穿過閉合回路的磁通量均勻增加時,內(nèi)外兩金屬環(huán)中感應(yīng)電流的方向為()A.內(nèi)環(huán)逆時針,外環(huán)順時針B.內(nèi)環(huán)順時針,外環(huán)逆時針弋c.內(nèi)環(huán)逆時針,外環(huán)逆時針4 父乂:D.內(nèi)環(huán)順時針,外環(huán)順時針弋'“答案:B解析:根據(jù)楞次定律判斷,感應(yīng)電流磁場向外,阻礙向里的磁通量增大.故選 B.2
2、 .如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表, 用來測量自感線圈的直流電壓.在測量完畢后,將電路解體時應(yīng)()B.先斷開S2D.先拆除電阻RA .先斷開SiC.先拆除電流表答案:A解析:只要不斷開 S1線圈L與電壓表就會組成閉合電路,在斷開電路干路時,線圈L會因此產(chǎn)生感應(yīng)電流,流過電壓表的電流方向與原來方向相反,電壓表中指針將反向轉(zhuǎn)動,損壞電壓表,所以必須先拆 下電壓表,即斷開 Si.3 .如圖所示,邊長為 L的正方形閉合導(dǎo)線框置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,線框平面與磁感線的方向垂直.用力將線框分別以速度Vi和V2勻速拉出磁場,比較這兩個過程,以下判斷正確的是()
3、、. 同L ;A ,若V1>V2,通過線框?qū)Ь€的電荷量 qi>q2" px :州 F C七匚 I-X X X X !B .右 Vi>V2,拉力 Fi>F2L_:C,若vi=2v2,拉力作用的功率 Pi=2P2*D,若vi=2v2,拉力所做的功 Wi = 2W2答案:BD解析:由于E=¥,I = E, q=IAt,所以q= & RR由于A及R一定,故q1 = q2,所以A錯誤.EB2l2v由于F=F安,而F安=BIl , I = r, E=Blv,所以F=F安= r .由此可看出,右 vi>V2, Fi>F2, B正確.,B212v
4、由 P=Fv F = F 安= RBE.所以P=F-由于vi=2v2, Pi = 4P2,故C錯誤. RB212vB213v由拉力做功 W= Fl = F安1= 丁 l = 又因vi= 2v2,故 Wi= 2W2,故D正確. R R4. 一矩形線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場方向垂直.先保持線框的面積不變,將磁感應(yīng)強度在1s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍.接著保持增大后的磁感應(yīng)強度不變,在1s時間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到原來的一半.先后兩個過程中,線框中感應(yīng)電動勢的比值為()1 A.2B. 1C . 2答案:BD. 4解析:本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律,意在考查考生對基本規(guī)律和基本概念的理
5、解和應(yīng)用能力.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E = 詈 = "*!設(shè)初始時刻磁感應(yīng)強度為B。,線圈面積為S0,則第一種情況下的感應(yīng)電動勢為E1=0BSL(2B01B0a=B0S0;則第二種情況下的感應(yīng)電動勢為E2=BS)=如史;*/2)=BoS0,所以兩種情況下線圈中的感應(yīng)電動勢相等,比值為1,故選項B正確.5.如圖所示邊長為L的正方形閉合線框在磁感應(yīng)強度為速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)軸與 B垂直,線圈總電阻為 R,導(dǎo)線電阻不計,()A .電壓表示數(shù)為 BL2 »8B.電壓表示數(shù)為 也BL2 3/8C.線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生熱量為7tBL4co/RD.線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生熱量為2兀/L,/R答案:BC解析:由E2
6、 一Ern! V2BL23m= BL w, U 有=«4=8故B、C正確.6 .傳感器是把非電學(xué)量(如溫度、速度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的一種元件,自動控制中有著廣泛的應(yīng)用.如圖所示是一種測量液面高度 h的電容式傳感器的示意圖,從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況.關(guān)于兩者關(guān)系的說法中正確的是()A. C增大表示h減小B. C增大表示h增大C. C減小表不' h減小D . C的變化與h的變化無直接關(guān)系答案:BC解析:金屬芯線和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩個極,h的大小決定了電容器兩極間的正對面積的大小,增大,正對面積增大,則電容器 C增大,因此C增大表示h增大;C減小表示
7、h減小.7 .某電站用11 kV交變電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為R,現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到330 kV送電,下面哪個選項正確()A.因I = U,所以輸電線上的電流增為原來的30倍RB,因I = p,所以輸電線上的電流減為原來的1/30C.因所以輸電線上損失的功率為原來的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)樵瓉淼膼?親,A錯誤,B正確;P損=I2R,330 30損失功率變?yōu)樵瓉淼模ò?=白,P = U-,其中U不是輸送電壓,是損失電壓,C錯誤;半徑變?yōu)樵瓉淼?30900 R30根
8、據(jù)公式R=4,電阻變?yōu)樵瓉淼?900倍,R損=I2R,功率保持不變,D正確.8.兩金屬棒和三根電阻絲如圖連接,虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強磁場,三根電阻絲的電阻大小之比R1 R2 R3=1 2 3,金屬棒電阻不計.當 S1、S2閉合,S3斷開時,閉合的回路中感應(yīng)電流為I,當S2、S3閉合,S1斷開時,閉合的回路中感應(yīng)電流為5I;當S1、S3閉合,S2斷開時,閉合的回路中感應(yīng)電流是()A. 0C. 6I答案:D解析:本題為感應(yīng)電動勢、電流求解問題,有 Si, S3 閉合時有 Ei+E2=4IxR,所以 Ix= 7I.9. 一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10B. 3ID. 7ISi, S2閉合時有
9、Ei = 3IR; S2, S3閉合時有E2=25IR;則I ,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,A.副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB.副線圈輸出電壓的有效值為31 VC. P向右移動時,原、副線圈的電流比減小D. P向右移動時,變壓器的輸出功率增加答案:AD解析:本題考查交變電流圖象、變壓器變壓和變流公式的應(yīng)用、變壓器動態(tài)電路等知識點,意在考查考生綜合運用知識的能力.由原線圈輸入電壓的變化規(guī)律可知,輸入交變電壓的周期為0.02 s,頻率為50Hz,所以副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz,選項A正確;原線圈輸入電壓的最大值為 310 V,有效值為220V,根據(jù)變壓公
10、式,副線圈輸出電壓的有效值為22 V,選項B錯誤;由變壓器變流公式知,原、副線圈的電流比只與匝數(shù)比有關(guān),選項C錯誤;滑動變阻器的滑動觸頭向右移動,電阻減小,副線圈輸出電流增大,輸出功率增加,選項 D正確.10 .如圖所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌,處在方向豎直向下,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,AB間距為L,左右兩端均接有阻值為 R的電阻,質(zhì)量為 m、長為L且不計電阻的導(dǎo)體棒 MN放 在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,并與輕質(zhì)彈簧組成彈簧振動系統(tǒng).開始時,彈簧處于自然長度,導(dǎo)體棒MN具有水平向左的初速度 vo,經(jīng)過一段時間,導(dǎo)體棒 MN第一次運動到最右端,的焦耳熱為Q,則()2B2L2V0A
11、 .初始時刻棒所受的安培力大小為一R一RC.當棒第一次到達最右端時,彈簧具有的彈性勢能為D.當棒再一次回到初始位置時,AB間電阻的熱功率為2mv02 - 2QB2L2V02這一過程中AB間R上產(chǎn)生2Q答案:AC解析:根據(jù)F = BIL, E=BLv0,電路總電阻為R, A正確;從初始速度至棒第一次到達最右端的過程12中能量守恒,滿足2mvo=Ep+2Q,解得此時彈性勢能12Ep=2mvo -2Q,所以C正確;振動中由于安培力B.從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為作用,導(dǎo)體棒平均速度在減小,從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱大于2Q,所以B錯
12、;當棒再次回到初始位置時,其速度小于vo,所以D錯.3第n卷(非選擇題,共80分)二、填空題(每題5分,共15分)a的正方形.垂直于v沿垂直棒的方向向外11 .如圖所示,四根金屬棒搭成一個井字,它們四個接觸點正好組成一個邊長為它們所在的平面,有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,假如四根金屬棒同時以相同速率運動,則在由它們圍成的正方形回路中,感生電動勢與速率之間的關(guān)系是答案:E = 4Bav解析:正方形的四條邊均以速度 v切割磁感線且電動勢方向相同,均沿順時針或逆時針方向.相當于四個電池串聯(lián),產(chǎn)生的總的感生電動勢為E=4Bav.12 .金屬線圈ABC構(gòu)成一個等腰直角三角形, 腰長為a,繞垂直于紙面通過
13、A的軸在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,角速度w,如圖所示.如加上一個垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,則 B、A間的電勢差Uba,B、C間的電勢差 Ubc =答案:Bco a2 2Bw a2解析:AC、BC、AB均繞垂直于A的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動,A ABC中磁通量不變,所以線圈中沒有電流.但當單獨考慮每條邊時,三邊均切割磁感線,均有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生,且B點電勢大于C點電勢和A12212122點電勢.則有 Uba= Eba= BL v = 2B3 Lab = B w a , U ca= Eca= 2B w Lac = 2B w a , Ubc = U ba U ca= B w a13 .某交流發(fā)電機,額
14、定輸出功率為4000 kW,輸出電壓為400 V,要用升壓變壓器將電壓升高后向遠處送電,所用輸電線全部電阻為10 0,規(guī)定輸電過程中損失功率不得超過額定輸出功率的10%,所選用的變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不得大于答案:I 50解析:損失功率P損=I2R,即1100X4X 106=i2X 10, I2=4X104, I=200 A6又 4X106W= IU2, U2= V= 2X 104V,m=普=400 4= I 50, 200' n2 U2 2X10、論述計算題(本題共4小題,65分,解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確
15、寫出數(shù)值和單位14 .如圖所示,線圈面積 S= 1X10-5m2,匝數(shù)n=100,兩端點連接一電容器,其電容C=20科威圈中磁場的磁感應(yīng)強度按詈=0.1 T/s增力口,磁場方向垂直線圈平面向里,那么電容器所帶電荷量為多少?電容器的極板a帶什么種類的電荷?答案:2X10-9C 正解析:因磁場在增強,由楞次定律可推知 a端電勢高,即a帶正電荷,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:A出E=n 四=n At S故 q = C E = n At S C = 2 x 10 9C.15 .如圖所示為交流發(fā)電機示意圖,匝數(shù)為n= 100匝的矩形線圈,邊長分別為10 cm和20 cm,內(nèi)阻為5 0,在磁感應(yīng)強度 B=0.5
16、 T的勻強磁場中繞 OO'軸以50j2rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,線圈和外部 20 的電阻R相接.求:(1)S斷開時,電壓表示數(shù);(2)開關(guān)S合上時,電壓表和電流表示數(shù);為使R正常工作,R的額定電壓是多少?(4)通過電阻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)50 V (2)電流表示數(shù)為 2 A,電壓表示數(shù)為 40 V (3)40 V (4)24 80 W解析:(1)感應(yīng)電動勢最大值Em=nBs 聲 100X0.5X 0.1 X0.2X 50/2 V=50陋 VS斷開時,電壓表示數(shù)為電源電動勢有效值E =聶=50 V.(2)當開關(guān)S合上時,由全電路歐姆定律I=-
17、E=50- A = 2 A U=IR=2X20 V = 40 VR+r 20+5額定電壓即電壓有效值,故R的額定電壓為40 V.(4)通過R的電流最大值Im =啦1 =2、j2 A.電阻R上所消耗的電功率P=UI=40X2 W= 80 W.16.如圖所示為檢測某傳感器的電路圖.傳感器上標有“ 3 V 0.9 W”的字樣(傳感器可看做是一個純電阻),滑動變阻器 R上標有“10 Q 1 A”的字樣,電流表的量程為0.6 A,電壓表的量程為 3 V.求:(1)傳感器的電阻和額定電流.(2)為了確保電路各部分的安全,在a、b之間所加的電源電壓的最大值是多少?SLU 傳2 32斛析:(1)R 傳=- Q= 10 QP 傳 0.9P 傳 0.9I 傳=-A = 0.3 A.U傳3(2)最大電流I = I傳=0.3 A,電源電壓最大值 Um=U傳+U0,U傳為傳感器的額定電壓,U0為Rom=10 酎,Ro兩端的電壓,即 Uo=I傳Rom=0.3X10 V=3 V,Um= U 傳 + Uo = 3 V + 3 V=6 V.17.如圖甲所示,一對平行光滑的軌道放置在水平面上,兩軌道間距l(xiāng)=0.2 m,電阻R= 1.0 口有一導(dǎo)體靜止地放在軌道上,與
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