2019-2020年高中物理 期末綜合檢測(cè) 教科版選修3-2一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)圖11銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，如圖1所示，在下落過(guò)程中，下列判斷中正確的是()A金屬環(huán)機(jī)械能守恒B金屬環(huán)動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量C金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力2如圖2所示，一寬40 cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一邊長(zhǎng)為20 cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v20 cm/s通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t0，在以下四個(gè)圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是()圖23如圖3所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的.磁場(chǎng)垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()圖3A.E B.E C.E DE4如圖4甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡S的電阻，接通K，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡S發(fā)光，則()圖4A在甲圖中，斷開K后，S將逐漸變暗B在甲圖中，斷開K后，S將先變得更亮，然后才變暗C在乙圖中，斷開K后，S將逐漸變暗D在乙圖中，斷開K后，S將先變得更亮，然后才變暗5如圖5所示，在閉合鐵芯上繞著兩個(gè)線圈M和P，線圈P與電流表構(gòu)成閉合回路，若在t1至t2這段時(shí)間內(nèi)，觀察到通過(guò)電流表的電流方向自上向下(即為由c經(jīng)電流表至d)，則可判斷出線圈M兩端的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t的變化情況可能是下圖中的()圖56多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇過(guò)去是用變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的如圖6所示為一個(gè)經(jīng)過(guò)雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦交流電的每一個(gè)周期中，前面的被截去，調(diào)節(jié)臺(tái)燈上旋鈕可以控制截去多少，從而改變電燈上的電壓則現(xiàn)在電燈上的電壓為()圖6AUm B. C. D.7如圖7所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的.和為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；、和為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()圖7AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大8如圖8所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，則在0這段時(shí)間內(nèi)()圖8A線圈中的感應(yīng)電流一直在減小B線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C穿過(guò)線圈的磁通量一直在減小D穿過(guò)線圈的磁通量的變化率一直在減小9街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的()A壓敏性 B光敏性C熱敏性 D三種特性都利用10圖9為用電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、開關(guān)、導(dǎo)線等組成的一個(gè)高溫報(bào)警器電路圖，要求是：正常情況綠燈亮，有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警，則圖中的甲、乙、丙分別是()圖9A小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡B半導(dǎo)體熱敏電阻、小電鈴、綠燈泡C綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻D半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴題號(hào)12345678910答案二、填空題(本題共2小題，共20分)11(8分)如圖10所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n241，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負(fù)載電阻B的阻值相等a、b端加一定值交流電壓后，兩電阻消耗的電功率之比PAPB_.兩電阻兩端電壓之比UAUB_.圖1012(12分)某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性，現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等(1)若用上述器材測(cè)量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請(qǐng)你在圖11的實(shí)物圖上連線(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟：正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；姓名：_班級(jí)：_學(xué)號(hào)：_得分：_在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，_，_，斷開開關(guān)；重復(fù)第步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)(3)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖12的Rt關(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt關(guān)系式：R_t()(保留3位有效數(shù)字)圖11圖12三、計(jì)算題(本題共4小題，共40分)13(8分)有一正弦交流電，它的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖13所示，試寫出：圖13(1)電壓的峰值； (2)交變電流的周期；(3)交變電流的頻率； (4)電壓的瞬時(shí)表達(dá)式14(10分)如圖14甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n100、電阻r10 ，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R90 ，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表在t0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化求：圖14(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)電路中交流電壓表的示數(shù)15.(6分)如圖15(a)為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，圖(b)為用此熱敏電阻Rt和繼電器做成的溫控電路，設(shè)繼電器的線圈電阻為Rx50 ，當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于Ic20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合左側(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻可不計(jì)，試問(wèn)溫度滿足什么條件時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光？圖1516(16分)如圖16所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與距離為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接，E、F之間接有電阻R2，已知R112R，R24R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)已知導(dǎo)體棒下落時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處時(shí)的速度大小為v2.圖16(1)求導(dǎo)體棒ab從A處下落時(shí)的加速度大小(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)和之間的距離h和R2上的電功率P2.(3)若將磁場(chǎng)的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v3，要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式期末綜合檢測(cè) 答案1B2C3C設(shè)粗環(huán)電阻為R，則細(xì)環(huán)電阻為2R，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，故閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E恒定，由閉合電路歐姆定律得電路中感應(yīng)電流I，由歐姆定律，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差(細(xì)環(huán)兩端電壓)UI2RE.4AD自感線圈的一個(gè)重要作用是使通過(guò)線圈中的電流不能突變，電流從一個(gè)值變到另一個(gè)值總需要時(shí)間，這是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在甲圖中，K閉合時(shí)，由電阻大小關(guān)系可推測(cè)流過(guò)S所在支路的電流等于流過(guò)L所在支路的電流，當(dāng)K斷開后，流過(guò)L所在支路的電流通過(guò)了S并逐漸減小，在此過(guò)程中，該電流始終不比S發(fā)光時(shí)的電流大，故S將逐漸變暗A(chǔ)選項(xiàng)正確同理，在乙圖中，K閉合時(shí)，由電阻大小關(guān)系可推測(cè)流過(guò)S所在支路的電流小于流過(guò)L所在支路的電流，當(dāng)K斷開后，流過(guò)L所在支路的電流通過(guò)了S，并從大于S發(fā)光時(shí)的電流開始減小，故S將先變得更亮，然后才變暗D選項(xiàng)正確5CD選項(xiàng)A中的電壓Uab是恒定的，在線圈P中不會(huì)感應(yīng)出電流，故A錯(cuò)選項(xiàng)B、C、D中原線圈所加電壓Uab>0，原線圈M中產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)線圈P的方向向下，當(dāng)Uab減小時(shí)，根據(jù)楞次定律可知線圈P產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)為向下，由安培定則判斷出感應(yīng)電流方向由c到d，當(dāng)Uab增大時(shí)，線圈P產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)為向上，由安培定則判定出電流方向由d到c，C、D選項(xiàng)正確6C7BC由U2U1得U1不變，U2就不變；S斷開，R總增大，U2不變，則I2變小，由I1I2得I1也變?。籌2變小，加在R1兩端的電壓變小，由UR3U2UR1，得UR3增大，所以I3變大8AD在現(xiàn)在這個(gè)位置上，線圈平面與磁場(chǎng)平行，感應(yīng)電流最大，在0時(shí)間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)四分之一個(gè)圓周，感應(yīng)電流從最大減小為零，磁通量逐漸增大9B街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小10B控制電路含電磁繼電器，甲的回路為控制電路，甲當(dāng)然是半導(dǎo)體熱敏電阻；熱敏電阻的特點(diǎn)是溫度高，電阻小，電流大，繼電器工作，觸頭被吸下，乙被接通應(yīng)報(bào)警，即乙是小電鈴；平常時(shí)，溫度低，電阻大，電流小，丙導(dǎo)通，應(yīng)是綠燈泡，即B正確1111614解析對(duì)理想變壓器，有又UAI1R，UBI2R所以PAIR，PBIR所以()212(1)如下圖所示(2)記錄溫度計(jì)的示數(shù)記錄電壓表的示數(shù)(3)1000.400解析(1)連接實(shí)物圖時(shí)導(dǎo)線不能交叉，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端，電流由電壓表的正接線柱流入(2)因本實(shí)驗(yàn)是探究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，所以實(shí)驗(yàn)需測(cè)出熱敏電阻的阻值及相應(yīng)的溫度，熱敏電阻的阻值用R間接測(cè)量，故需記錄的數(shù)據(jù)是溫度計(jì)的示數(shù)和電壓表的示數(shù)(3)設(shè)熱敏電阻RR0kt，k0.400.溫度為10時(shí)，熱敏電阻R104 ，則R0Rkt(1040.40010) 100 ，所以R(1000.400t) .13(1)539 V(2)2102 s(3)50 Hz(4)u539sin 314t V14(1)200 V(2)127 V解析(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBS而mBS、，所以Em由t圖線可知：m2.0102 Wb，T6.28102 s所以Em200 V(2)電動(dòng)勢(shì)的有效值EEm100 V由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為I A交流電壓表的示數(shù)為UIR90 V127 V15溫度等于或大于50 解析Ic，故Rt250 ，從圖線可知對(duì)應(yīng)的溫度是50，所以溫度等于或大于50時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光16(1)g(2)(3)Ftmamg解析(1)以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng)中切割磁感線，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)，導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，得mgBILma式中Lr，I式中R總4R由以上各式可得到ag(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變即mgBI2rB2r式中R并3R解得vt導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有vv2gh，得h此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為PGmgvt根據(jù)能量守恒定律，此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率即P電P1P2PG所以P2PG(3)設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t的速度大小為vt，此時(shí)安培力大小為F由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有vtv3at根據(jù)牛頓第二定律，有FmgFma即Fmgma由以上各式解得F(atv3)m(ga)tmamg