高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 模塊滾動檢測卷（四）-人教版高三全冊物理試題

模塊滾動檢測卷(四)(范圍：選修3－2滿分：100分)一、單項選擇題(本題共13小題，每小題3分，滿分39分．每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確．選對的得3分，不選或錯選得0分)1．(2016·杭州市余杭區(qū)高二期末)電磁感應(yīng)是發(fā)電的基本原理之一，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是()A．安培 B．赫茲C．法拉第 D．麥克斯韋答案C解析發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是法拉第，故選C.2．隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的生活．某品牌手機的無線充電原理如圖1所示，下列哪種裝置的工作原理與其相同()圖1A．電磁爐 B．電動機C．回旋加速器 D．速度選擇器答案A解析手機無線充電及電磁爐均應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理；而電動機是導(dǎo)線在磁場中受力；回旋加速器利用電場中的加速及磁場中的偏轉(zhuǎn)；速度選擇器采用的是復(fù)合場中的運動；故選A.3．如圖2所示，水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個金屬環(huán)，其中B接電源．在接通電源的瞬間，A、C兩環(huán)()圖2A．都被B吸引B．都被B排斥C．A被吸引，C被排斥D．A被排斥，C被吸引答案B解析在接通電源的瞬間，通過B環(huán)的電流變大，電流產(chǎn)生的磁場增強，穿過A、C兩環(huán)的磁通量變大，A、C兩環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化，為了阻礙原磁通量的增加，A、C兩環(huán)都被B環(huán)排斥而遠(yuǎn)離B環(huán)，以阻礙磁通量的增加，故A、C、D錯誤，B正確；故選B.4．如圖3為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈．工作過程中某段時間通電線圈中存在順時針方向均勻減小的電流，則()圖3A．無金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針B．無金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流增大C．有金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針D．有金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化答案D解析當(dāng)左側(cè)線圈中通有不斷減小的順時針方向的電流時，知穿過右側(cè)線圈的磁通量向右，且減小，根據(jù)楞次定律，右側(cè)線圈中產(chǎn)生順時針方向的電流；故A錯誤；無金屬片通過時，通電線圈中存在順時針方向均勻減小的電流，則通電線圈中的磁通量均勻減小，所以穿過右側(cè)線圈中的磁通量均勻減小，則磁通量的變化率是定值，由法拉第磁感應(yīng)定律可知，接收線圈中的感應(yīng)電流不變．故B錯誤；有金屬片通過時，則穿過金屬片中的磁通量發(fā)生變化，金屬片中也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感應(yīng)電流的方向相同，所以也會將該空間中的磁場的變化削弱一些，引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化．但是電流的方向不會發(fā)生變化；故C錯誤，D正確；故選D.5．(2016·杭州月考)如圖4甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向為電流正方向，則下列說法正確的是()圖4A．乙圖中ab時間段對應(yīng)甲圖中A至B圖的過程B．乙圖中bc時間段對應(yīng)甲圖中C至D圖的過程C．乙圖中d時刻對應(yīng)甲圖中的D圖D．若乙圖中d處是0.02s，則1s內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變50次答案B解析A圖中，穿過線圈的磁通量最大，但變化率為零，此時線圈產(chǎn)生的電動勢為零，故A錯；C圖中，穿過線圈的磁通量最大，變化率為零，此時產(chǎn)生的電動勢也為零，線圈沿軸逆時針轉(zhuǎn)動，由C轉(zhuǎn)到D的過程中，穿過線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流形成的磁場與原磁場方向相同，故感應(yīng)電流的方向為adcba，與規(guī)定方向相反，電流為負(fù)，B對；乙圖中的d時刻感應(yīng)電流為零，線圈應(yīng)處于中性面位置，知C錯；若乙圖中d處是0.02s，即周期為0.02s，一個周期內(nèi)感應(yīng)電流方向改變兩次，故1s改變100次，D錯．6．如圖5，有一臺使用交流電的電冰箱上標(biāo)有額定電壓為“220V”的字樣，這“220V”是指()圖5A．交流電電壓的最大值B．交流電電壓的瞬時值C．交流電電壓的有效值D．交流電電壓的平均值答案C解析平時所說、電表所測、銘牌所標(biāo)都是有效值，此題中的“220V”是電冰箱銘牌所標(biāo)注的，是有效值，故選C.7．(2015·紹興模擬)如圖6所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁感應(yīng)強度為B，則穿過線圈的磁通量為()圖6A.eq\f(BL2,2)B.eq\f(NBL2,2)C．BL2D．NBL2答案A解析在勻強磁場中，當(dāng)線圈與磁場垂直時，穿過線圈的磁通量為Φ＝BS，圖中S為有磁感線穿過線圈的面積，即為有效面積，磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)．當(dāng)正方形線圈abcd有一半處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中時，磁通量為：Φ＝B·eq\f(1,2)L2＝eq\f(BL2,2)，故選A.8．如圖7甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n＝100匝，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r＝1Ω，線圈外接一個阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法中正確的是()圖7A．電阻R兩端的電壓均勻增大B．初始時刻穿過線圈的磁通量為0.4WbC．電路中電流為0.025AD．電路中電流為0.02A答案D解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知磁通量的變化率恒定，所以電動勢恒定，則電阻兩端的電壓恒定，故A錯誤；初始時刻穿過線圈的磁通量為Φ＝BS＝0.2×200×10－4Wb＝0.004Wb，故B錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB·S,Δt)＝100×eq\f(0.4－0.2,4)×0.02V＝0.1V，由閉合電路歐姆定律，可知電路中的電流為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(0.1,4＋1)A＝0.02A,故C錯誤，D正確．9．圖8中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里．a(chǎn)bc是位于紙面內(nèi)的等腰直角三角形線圈，ab邊平行于磁場的虛線邊界，bc邊長也為l.t＝0時刻，c點位于磁場區(qū)域的邊界上(如圖)．現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖線可能是()圖8答案A解析感應(yīng)電流i＝eq\f(BLv,R)，在0～eq\f(l,v)時間內(nèi)，由右手定則及楞次定律判斷可知，感應(yīng)電流方向沿逆時針方向，是正的，線圈切割磁感線的有效長度l′均勻增加，則電流i均勻增加；在eq\f(l,v)～eq\f(2l,v)時間內(nèi)，由右手定則及楞次定律判斷可知，感應(yīng)電流方向沿順時針方向，是負(fù)的，線圈切割磁感線的有效長度l′均勻增加，則電流I均勻增加；由圖示圖象可知，B、C、D錯誤，A正確；故選：A.10．如圖9所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框，OC為一能繞O在框架上滑動的導(dǎo)體棒，Oa之間連一電阻R，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計，若使OC以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()圖9A．通過電阻R的電流方向由a經(jīng)R到OB．導(dǎo)體棒O端電勢低于C端的電勢C．外力做功的功率為eq\f(B2ω2r4,4R)D．回路中的感應(yīng)電流大小為eq\f(Bωr2,R)答案C解析根據(jù)右手定則得知，導(dǎo)體棒OC中的感應(yīng)電流方向為從C到O，則通過電阻R中的電流方向由O經(jīng)R到a，故A錯誤．導(dǎo)體棒OC切割磁感線，相當(dāng)于電源，O是電源的正極，C是負(fù)極，則O端的電勢高于C端，故B錯誤．導(dǎo)體棒OC產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝eq\f(1,2)Br2ω，則電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Br2ω,2R)，故D錯誤．外力做功的功率等于電路產(chǎn)生的電功率P＝EI＝eq\f(B2r4ω2,4R)，故C正確．故選C.11．(2016·寧波模擬)一自耦變壓器如圖10所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中()圖10A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低 D．U2<U1，U2升高答案C解析由題圖知自耦變壓器原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，U2<U1；在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，副線圈的匝數(shù)減少，所以U2降低，故A、B、D錯誤；C正確．12．如圖11所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是()圖11A．I1>I2 B．I3<I2C．U2＝U3 D．U1>U2答案A解析由電廠向外輸送先經(jīng)升壓變壓器，再經(jīng)降壓變壓器到用戶，故U1<U2，U3>U4，D錯；在輸電線上，U2＝I2R＋U3，故U2>U3，C錯；變壓器為理想變壓器，故P1＝P2，P3＝P4，又由P＝UI知功率相等時，電壓越大，電流越小，A對，B錯．13．如圖12甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，輸出交流電的電動勢圖象如圖乙所示，經(jīng)原副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電如圖丙所示，燈泡的額定功率為22W．現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光．則()圖12A．t＝0.01s時刻穿過線框回路的磁通量為零B．線框的轉(zhuǎn)速為100r/sC．變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1AD．燈泡的額定電壓為220eq\r(2)V答案C解析由題圖乙可知，當(dāng)t＝0.01s時，感應(yīng)電動勢為零，則此時穿過線框回路的磁通量最大，故A錯誤；由圖可知，交流電的周期為0.02s，則轉(zhuǎn)速為：n＝eq\f(1,T)＝50r/s，故B錯誤；原線圈輸入電壓有效值為22V，則副線圈的電壓為22×10V＝220V；由P＝UI可知，副線圈電流I2＝eq\f(P,U)＝eq\f(22,220)A＝0.1A，則由eq\f(I1,I2)＝eq\f(10,1)，求得I1＝1A；故C正確；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220V，故D錯誤；故選C.二、不定項選擇題(本題共3小題，每小題3分，滿分9分．在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項符合題意，全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)14．如圖13所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略．下列說法中正確的是()圖13A．合上開關(guān)K接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B．合上開關(guān)K接通電路時，A1和A2始終一樣亮C．?dāng)嚅_開關(guān)K切斷電路時，A2立刻熄滅，A1逐漸熄滅D．?dāng)嚅_開關(guān)K切斷電路時，A1和A2都逐漸熄滅答案AD解析合上開關(guān)K接通電路時，A2立即正常發(fā)光，線圈中電流要增大，由于自感電動勢的阻礙，燈泡A1中電流只能逐漸增大，則A2先亮，A1后亮，最后一樣亮，故A正確，B錯誤；A2原來的電流立即減小為零，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，兩燈泡串聯(lián)和線圈組成回路，回路中電流從原來值逐漸減小到零，則A1和A2要過一會兒才熄滅，故C錯誤，D正確．15．如圖14所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法正確的是()圖14A．磁通量的變化量ΔΦ＝NBSB．電壓表的示數(shù)為eq\f(NBSω,\r(2))C．電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f(N2B2S2ωRπ,4R＋r2)D．通過電阻R的電量為q＝eq\f(NBS,R＋r)答案CD解析當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，磁通量的變化量ΔΦ＝BS，選項A錯誤；線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em＝NBSω，電動勢的有效值為E＝eq\f(NBSω,\r(2))，電壓表測量的是電路的外電壓，所以電壓表的示數(shù)為U＝eq\f(ER,R＋r)＝eq\f(NBSωR,\r(2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋r)))，所以B錯誤；電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f(U2,R)·eq\f(π,2ω)＝eq\f(N2B2S2ωRπ,4R＋r2)，選項C正確；通過電阻R的電量為q＝Neq\f(ΔΦ,r＋R)＝eq\f(NBS,R＋r)，選項D正確；故選C、D.16．(2016·舟山調(diào)研)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15甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的觸頭．則()

圖15A．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約為31V，正弦交流電的最大值等于有效值的eq\r(2)倍，故輸出有效值約為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.三、實驗題(本題共2小題，每空格2分，共10分)17．(6分)在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中：(1)首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系．實驗中所用電流表量程為100μA，電源電動勢為1.5V，待選的保護電阻有三種R1＝20kΩ，R2＝1kΩ，R3＝100Ω，應(yīng)選用________Ω的電阻．(2)已測得電流表指針向右偏時，電流是由正接線柱流入．由于某種原因，螺線管線圈繞線標(biāo)識已沒有了，通過實驗查找繞線方向．如圖16所示，當(dāng)磁鐵N極插入線圈時，電流表指針向左偏，如圖17所示線圈的繞線方向是________圖(填“左”或“右”)．圖16圖17(3)若將條形磁鐵S極放在下端，從螺線管中拔出，這時電流表的指針應(yīng)向________偏(填“左”或“右”)．答案(1)20k(2)左(3)左解析(1)由閉合電路歐姆定律得：R＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,100×10－6)Ω＝15×103Ω，R1>R.不會使電流表超過量程，達(dá)到保護的作用，所以應(yīng)選20kΩ的電阻．(2)當(dāng)磁鐵N極插入螺線管時，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通量的增加，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，又電流表指針向左偏，可知電流方向是由電流表正接線柱流出至螺線管上端接線柱，由安培定則可判斷螺線管的繞線方向如左圖所示．(3)若將條形磁鐵S極放在下端，從螺線管中拔出時，感應(yīng)電流的磁場為阻礙原磁通量的減少，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，由螺線管的繞線方向可以判定電流是從電流表的負(fù)接線柱流入，故指針向左偏．18.(4分)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，下列連線正確的是________，實驗時，若可拆變壓器的鐵芯固定得不是很緊時，變壓器會發(fā)出較響的“嗡嗡”聲，產(chǎn)生“嗡嗡”聲的原因是____________________．答案B在交變電流產(chǎn)生的磁場作用下，發(fā)生電磁感應(yīng)，鐵芯受安培力作用產(chǎn)生振動，發(fā)出聲音．解析A圖連接的是直流電，所以A錯；C圖只連接了原線圈，C錯；D圖原、副線圈都沒有連上，不能工作，D錯；正確的接法是原線圈接上交流電，副線圈接上用電器，所以B正確．在交變電流產(chǎn)生的磁場作用下，發(fā)生電磁感應(yīng)，鐵芯受安培力作用產(chǎn)生振動，發(fā)出聲音．四、計算題(本題共4小題，19題10分，20題10分，21題10分，22題12分，共42分．要求每題寫出解題過程，只有答案沒有過程概不評分)19．(10分)如圖18所示，一個小型應(yīng)急交流發(fā)電機．內(nèi)部為n＝50匝邊長L＝20cm的正方形線圈，總電阻為r＝1.0Ω.線圈在磁感應(yīng)強度為B＝0.1T的勻強磁場中，繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動．發(fā)電機對一電阻為R＝9.0Ω的電燈供電，線路中其它電阻不計，若發(fā)電機的轉(zhuǎn)動角速度為ω＝100rad/s時，電燈正常發(fā)光．求：圖18(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；(2)電燈正常發(fā)光的功率；(3)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電燈的電量．答案(1)20V(2)18W(3)0.01C解析(1)電動勢的最大值為Em＝nBSω＝nBωL2＝50×0.1×0.04×100V＝20V(2)電動勢的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝10eq\r(2)V流過電燈的電流為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(10\r(2),9＋1)A＝eq\r(2)A電燈正常發(fā)光的功率P＝I2R＝18W(3)q＝eq\o(I,\s\up6(－))t＝neq\f(ΔΦ,R＋r)＝eq\f(nBSsin30°,R＋r)＝0.01C.20．(10分)如圖19，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻R＝1Ω，質(zhì)量為m＝1kg，長度為l＝1m的金屬桿置于導(dǎo)軌上，t＝0時，金屬桿在水平向右、大小為F＝2N的恒定拉力作用下由靜止開始運動，t0＝4s時刻，金屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為B＝0.5T、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動，桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的滑動摩擦力為Ff＝1N，重力加速度大小為g＝10m/s2.求：圖19(1)未進入磁場前，金屬桿做勻加速直線運動的加速度大小；(2)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢大??；(3)金屬桿進入磁場后所受安培力的大小．答案(1)1m/s2(2)2V(3)1N解析(1)未進入磁場前，受拉力和摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，解得a＝eq\f(F－Ff,m)＝1m/s2(2)剛進磁場時的速度：v0＝at0感應(yīng)電動勢為：E＝Blv0解得：E＝Blat0＝2V(3)根據(jù)共點力平衡條件可得F安＝F－Ff＝1N.21．(10分)如圖20所示為杭州某學(xué)校一套校內(nèi)備用供電系統(tǒng)，由一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機向全校22個教室(每個教室有“220V40W”的白熾燈6盞)供電．如果輸電線的總電阻R是4Ω，升壓變壓器和降壓變壓器(都認(rèn)為是理想變壓器)的匝數(shù)比分別是1∶4和4∶1，那么：圖20(1)發(fā)電機的輸出功率應(yīng)是多大？(2)發(fā)電機的電動勢是多大？(3)輸電效率是多少？答案(1)5424W(2)250V(3)97.3%解析(1)全校教室白熾燈消耗的功率P用＝22×40×6W＝5280W.設(shè)輸電線路電流為I線，輸電電壓為U2，降壓變壓器原線圈電壓為U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)＝eq\f(4,1)而U4＝220V，則U3＝4×220V＝880V，I線＝eq\f(P用,U3)＝eq\f(5280,880)A＝6A線路損失功率P損＝I線2R線＝36×4W＝144W，所以P出＝P用＋P損＝5424W.(2)U損＝