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2022-2023學(xué)年高中物理 模塊綜合檢測(cè)(一)新人教版選修3-2

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1、2022-2023學(xué)年高中物理 模塊綜合檢測(cè)(一)新人教版選修3-2 一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題,每小題3分,共30分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求) 1.機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”,猶如大腦的“控制器”, 以及可以行走的“執(zhí)行器”,在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎.下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是(  ) A.力傳感器     B.光傳感器 C.溫度傳感器 D.聲音傳感器 解析:遇到障礙物會(huì)繞開,說明它是光傳感器,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤. 答案:B 2.法拉第是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家,也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家,在物理學(xué)領(lǐng)

2、域,法拉第有“電學(xué)之父”的美譽(yù).下列陳述不符合歷史事實(shí)的是(  ) A.法拉第首先引入“場(chǎng)”的概念來研究電和磁的現(xiàn)象 B.法拉第首先引入電場(chǎng)線和磁感線來描述電場(chǎng)和磁場(chǎng) C.法拉第首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D.法拉第首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) 解析:奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤;選項(xiàng)A、B、C正確. 答案:D 3.對(duì)于如圖所示的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖象,下列說法中正確的是(  ) A.電流大小變化,方向不變,是直流電 B.電流大小、方向都變化,是交流電 C.電流的周期是0.02 s,最大值是0.2 A D.電流做周期性變化,是交流電 解析:方向隨時(shí)間做周期性變

3、化是交變電流最重要的特征,因?yàn)樵诖俗鴺?biāo)系中電流的方向用正負(fù)表示,所以此電流的方向沒有改變,是直流電,A正確,B、D錯(cuò)誤;由圖象可以看出電流的周期是0.01 s, 而不是0.02 s,C錯(cuò)誤. 答案:A 4.如圖所示,北京某中學(xué)生在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行,該處地磁場(chǎng)的水平分量大小為B1,方向由南向北,豎直分量大小為B2,假設(shè)自行車的車把為長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬平把,下列結(jié)論正確的是(  ) A.圖示位置中輻條上A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)低 B.左車把的電勢(shì)比右車把的電勢(shì)低 C.自行車左拐改為南北騎向,輻條A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)高 D.自行車左拐改為南北騎向,輻條A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)低 解析:自行車

4、行駛時(shí),輻條切割磁感線,從東往西沿直線以速度v騎行,根據(jù)右手定則判斷可知,圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低,故A正確;在行駛過程中,車把與豎直分量的磁場(chǎng)切割,因此產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)右手定則可知,左車把的電勢(shì)比右車把的電勢(shì)高,故B錯(cuò)誤.自行車左拐改為南北騎向,自行車輻條沒有切割磁感線,則沒有電勢(shì)的高低,故C、D錯(cuò)誤;故選A. 答案:A 5.我國(guó)發(fā)射的“玉兔號(hào)”月球車成功著陸月球,不久的將來中國(guó)人將真正實(shí)現(xiàn)飛天夢(mèng),進(jìn)入那神秘的廣寒宮.假如有一宇航員登月后,想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng),他手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈,則下列推斷正確的是(  ) A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)

5、來判斷磁場(chǎng)的有無 B.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無示數(shù),則可判斷月球表面無磁場(chǎng) C.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場(chǎng) D.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),如電流表無示數(shù),則可判斷月球表面無磁場(chǎng) 解析:電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變時(shí),回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生.A中,如果月球上有一個(gè)恒定的磁場(chǎng),那么電流表不會(huì)有示數(shù),A錯(cuò)誤;同理,將電流表與線圈組成回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無示數(shù),也不能判斷出沒有磁場(chǎng),因?yàn)榇磐靠赡苁呛愣ǖ?,B錯(cuò)誤;電流表有

6、示數(shù)則說明一定有磁場(chǎng),C正確;將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一個(gè)與磁場(chǎng)平行的平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),也不會(huì)有示數(shù),D錯(cuò)誤. 答案:C 6.兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置,通過它們的電流方向如圖所示,線圈L的平面跟紙面平行.現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到B位置,則在平移過程中,線圈中的感應(yīng)電流(  ) A.沿順時(shí)針方向,且越來越小 B.沿逆時(shí)針方向,且越來越大 C.始終為零 D.先順時(shí)針,后逆時(shí)針 解析:整個(gè)過程中,穿過線圈的磁通量為0. 答案:C 7.在光滑的桌面上放有一條形磁鐵,條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán),如圖所示.則以下

7、關(guān)于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是(  ) A.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒 B.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵的重力大 C.給磁鐵水平向右的初速度,磁鐵滑出時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng) D.給磁鐵水平向右的初速度,圓環(huán)產(chǎn)生向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 解析:根據(jù)條形磁鐵的電場(chǎng)線的分布,銅質(zhì)小圓環(huán)在下落過程中,磁通量始終為零,無電磁感應(yīng)現(xiàn)象,釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒,磁鐵對(duì)桌面的壓力等于磁鐵的重力,故A對(duì),B錯(cuò).當(dāng)磁鐵左右移動(dòng)時(shí),銅質(zhì)小圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,根據(jù)楞次定律可以判斷,電磁感應(yīng)的機(jī)械效果是阻礙它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),給磁鐵水平向右的初速度,磁鐵滑出時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)

8、,C錯(cuò);線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),D錯(cuò). 答案:A 8.如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r不能忽略.A、B是兩個(gè)相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大、電阻可忽略的線圈.關(guān)于這個(gè)電路的說法正確的是(  ) A.從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi),A燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定 B.從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi),B燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定 C.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,A燈閃亮一下再熄滅 D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,電流自左向右通過A燈 解析:開關(guān)閉合,由于L產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大,B燈將推遲一些時(shí)間才能正常發(fā)光,而A燈立刻亮,當(dāng)L不起作用后,A燈亮度逐漸

9、變暗,最后亮度穩(wěn)定,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;開關(guān)斷開的瞬間,L作為電源,通過L中的電流值是逐漸減小的,由于穩(wěn)定時(shí)燈泡A、B中電流大小相等,故A燈不會(huì)閃亮,而是慢慢熄滅的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;開關(guān)由閉合到斷開瞬間,電流自右向左通過A燈,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:A 9.如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié),原線圈兩端接一正弦交變電流,為了使變壓器輸入功率增大,可以采取的措施有(  ) A.只增加原線圈的匝數(shù)n1 B.只減少副線圈的匝數(shù)n2 C.只減小負(fù)載電阻R的阻值 D.只增大負(fù)載電阻R的阻值 解析:由=知,當(dāng)n1增大時(shí),U2減??;當(dāng)n2減小時(shí),U2也減?。指鶕?jù)P入=P出=知,A、B

10、兩項(xiàng)均錯(cuò),C項(xiàng)對(duì),D項(xiàng)錯(cuò). 答案:C 10.如圖所示,圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象,當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖線b所示,下列關(guān)于這兩個(gè)正弦式交變電流的說法正確的是(  ) A.在圖中t=0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為0 B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2 C.交變電流a的有效值為10 V D.交變電流b的最大值為5 V 解析:電壓為0時(shí),磁通量變化率為0,此時(shí)磁通量最大,不為0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;據(jù)圖象知,Ta=0.4 s,Tb=0.6 s,又ω=,所以ωa∶ωb=Tb∶Ta=3∶2,選項(xiàng)B正確;據(jù)圖象可知Uma=10

11、 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;Um=NBSω,則Uma∶Umb=ωa∶ωb=3∶2,得Umb= V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:B 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)得5分,漏選得3分,錯(cuò)選或不選得0分) 11.電吉他之所以能以其獨(dú)特的魅力吸引眾多的音樂愛好者,是因?yàn)樗拿恳桓傧蚁旅娑及惭b了一種叫作“拾音器”的裝置,能將琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),電信號(hào)經(jīng)擴(kuò)音器放大,再經(jīng)過揚(yáng)聲器就能播出優(yōu)美的音樂.如下圖是“拾音器”的結(jié)構(gòu)示意圖,多匝繞制的線圈置于永久磁鐵與鋼質(zhì)的琴弦之間,當(dāng)琴弦沿著線圈振動(dòng)時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,關(guān)于感應(yīng)電流以下說法正

12、確的是(  ) A.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是變化的 B.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小變化,方向不變 C.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都會(huì)發(fā)生變化 D.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變,方向變化 解析:由題意及圖可知,電吉他是利用振動(dòng)的鋼質(zhì)琴弦使線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,再將該電流放大并與擴(kuò)音器相連從而發(fā)出聲音,屬于法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象.因琴弦在振動(dòng)時(shí)速度的大小和方向均變化,故感應(yīng)電流不是恒定的,故A、C正確. 答案:AC 12.如圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,則電壓U1、U2、U3、U4之間的關(guān)系是(  ) A.U1

13、2>U3 C.U3>U4 D.U3=U1+U2 解析:由圖可知,左邊是升壓變壓器,則U1U4,故A、B、C正確,D錯(cuò)誤. 答案:ABC 13.無線電力傳輸目前取得了重大突破,已有一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng).這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力.兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置,原理示意圖如圖所示.下列說法正確的是(  ) A.只要A線圈中輸入電流,B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.只有A線圈中輸入變化的電流,B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) C.A線圈中電流越大,B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D.A

14、線圈中電流變化越快,B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 解析:根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件可知,只有處于變化的磁場(chǎng)中,B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量的變化率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確. 答案:BD 14.在如圖(a)所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?,磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖(b)所示.邊長(zhǎng)為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P,則下列說法正確的是(  ) 圖(a)     圖(b) A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B0= B.線框中感應(yīng)電流為I=2 C

15、.線框cd邊的發(fā)熱功率為P D.a(chǎn)端電勢(shì)高于b端電勢(shì) 解析:由題圖(b)可知,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,線框ab邊的發(fā)熱功率為P=,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=S=·=,所以B0=,A錯(cuò)誤;由P=I2R可得線框中的感應(yīng)電流I=2,B正確;cd邊電阻等于ab邊電阻,而兩邊流過的電流相等,因此發(fā)熱功率相等,C正確;由楞次定律可判斷,線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba方向,因此a端電勢(shì)比b端低,D錯(cuò)誤. 答案:BC 三、計(jì)算題(本題共4小題,共50分,解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15.(10分)半徑為r、電阻

16、為R的n匝圓形線圈在邊長(zhǎng)為l的正方形abcd外,勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域,如圖甲所示.當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示時(shí),則: (1)穿過圓形線圈磁通量的變化率為多少? (2)t0時(shí)刻線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為多大? 圖甲   圖乙    解析:(1)由題圖乙可知,磁通量的變化率為=S=l2. (2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E==nl2,再根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流I==n. 16.如圖甲所示,一能承受最大拉力為16 N的輕繩吊一質(zhì)量為m=0.8 kg ,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)= m正方形線圈ABCD,已知線圈總電阻為R總=0.5 Ω,在線圈上半部分分布著垂直

17、于線圈平面向里,大小隨時(shí)間變化的磁場(chǎng),如圖乙所示,已知t1時(shí)刻輕繩剛好被拉斷,g取10 m/s2,求: (1)在輕繩被拉斷前線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小及感應(yīng)電流的方向; (2)t=0時(shí)AB邊受到的安培力的大??; (3)t1的大?。? 圖甲       圖乙 解析:(1)輕繩被拉斷前,由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E==·S,① 由圖乙知=1 T/s,② 由題意知S=L2=1 m2.③ 由①②③得E=1 V, 根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針. (2)由圖知t=0時(shí),感應(yīng)強(qiáng)度B0=1 T,④ 感應(yīng)電流I==2 A,⑤ AB邊受到的安培力F安=B0IL=2 N.⑥ (3)由

18、題意知F拉max=16 N,⑦ t1時(shí)刻輕繩受力為F拉max=mg+B1IL,⑧ 由⑤⑦⑧得B1=2 T, 由圖乙可查出B1對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t1=1 s. 17.(15分)U形金屬導(dǎo)軌abcd原來靜止放在光滑絕緣的水平桌面上,范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過導(dǎo)軌平面,一根與bc等長(zhǎng)的金屬棒PQ平行bc放在導(dǎo)軌上,棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T,導(dǎo)軌質(zhì)量M=2 kg,其中bc段長(zhǎng)0.5 m、電阻r=0.4 Ω,其余部分電阻不計(jì),金屬棒PQ質(zhì)量m=0.6 kg、電阻R=0.2Ω、與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)μ=0.2.若向?qū)к壥┘臃较蛳蜃蟆⒋笮镕=2 N的水平拉

19、力,如圖所示.求:導(dǎo)軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),g取10 m/s2). 解析:導(dǎo)軌受到PQ棒水平向右的摩擦力Ff=μmg, 根據(jù)牛頓第二定律并整理得F-μmg-F安=Ma, 剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí),I感=0,安培力為零,導(dǎo)軌有最大加速度: am== m/s2=0.4 m/s2, 隨著導(dǎo)軌速度的增大, 感應(yīng)電流增大,加速度減小,當(dāng)a=0時(shí),速度最大.設(shè)速度最大值為vm,電流最大值為Im,此時(shí)導(dǎo)軌受到向右的安培力F安=BImL, F-μmg-BImL=0, Im=, 代入數(shù)據(jù)得Im= A=2 A. 由I=,Im=得: vm== m/s=3 m/s. 18.(

20、15分)如圖甲所示,兩根光滑固定導(dǎo)軌相距0.4 m豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌末端P、Q兩點(diǎn)用兩根等長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線懸掛金屬棒cd.棒cd的質(zhì)量為0.01 kg,長(zhǎng)為0.2 m,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里.相距0.2 m的水平虛線MN和JK之間的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí)刻,質(zhì)量為0.02 kg、阻值為0.3 Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2 m高度處,由靜止開始釋放,下落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好,結(jié)果棒ab在t1時(shí)刻從上邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng),并在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng),在t2時(shí)刻從下

21、邊界JK離開磁場(chǎng),g取10 m/s2.求: 圖甲     圖乙 (1)在0~t1時(shí)間內(nèi),電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小; (2)在t1~t2時(shí)間內(nèi),棒cd受到細(xì)導(dǎo)線的總拉力為多大; (3)棒cd在0~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱. 解析:(1)對(duì)棒ab自由下落過程,有 t1==0.2 s 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為= T/s=2.5 T/s 由法拉第電磁感應(yīng)定律得,0~t1時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1==Labh 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)可得E1=0.2 V (2)由棒ab勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域可知BI2Lab=mabg 代入數(shù)據(jù),可解得I2=1 A 在t1~t2時(shí)間內(nèi),對(duì)棒cd受力分析,可得 FT=mcdg+B0I2Lcd, 代入數(shù)據(jù),可解得FT=0.2 N (3)棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v=gt1=2 m/s 棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2=BLabv=0.4 V 則Rcd=-Rab=0.1 Ω 在0~t1時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流為I1==0.5 A 棒cd在0~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Qcd=Q1+Q2=IRcdt1+I(xiàn)Rcd=0.015 J.

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