2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊：模塊終結(jié)測評（二）含答案一、選擇題(本題共9小題，每小題4分，共36分在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題意，有的有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，選錯或不答的得0分)1在一些星級賓館的洗手間中經(jīng)常裝有自動干手機，洗手后將濕手靠近，機內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干手靠近干手機能使傳感器工作，是因為()A改變濕度 B改變溫度C改變磁場 D改變電容2(多選)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感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖M21所示下列說法正確的是()圖M21A只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢CA線圈中電流越大，B線圈中感應(yīng)電動勢越大DA線圈中電流變化越快，B線圈中感應(yīng)電動勢越大3矩形金屬線圈共10匝，繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢e隨時間t變化的情況如圖M22所示下列說法中正確的是()圖M22A. 此交變電動勢的頻率為0.2 HzB. 此交變電動勢的有效值為1 VC. t0.1 s時，線圈平面與磁場方向平行D. t0.1 s時，通過線圈的磁通量最大4如圖M23所示，矩形線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為R，在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(P1與ab邊重合，P2過ad邊的中點)，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過90的過程中，繞P1及P2軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流的大小、通過線圈的電荷量及線圈中產(chǎn)生的熱量分別為I1、q1、Q1及I2、q2、Q2，則下列判斷正確的是()圖M23A線圈繞P1和P2軸轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是abcdBq1>q2CI1I2DQ1<Q25(多選)我國“西電東送”采用高壓輸電，繼三峽至常州的500 kV直流輸電工程后，又實現(xiàn)了三峽至廣東的500 kV直流輸電工程采用高壓直流輸電有利于不同發(fā)電機為同一電網(wǎng)供電和不同電網(wǎng)的互聯(lián)關(guān)于高壓直流輸電，下列說法正確的是()A高壓輸電可以減小輸電電流，從而減少輸電線上的能量損失B恒定的直流輸電可以有效地消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響C可以加快輸電的速度D為實現(xiàn)高壓直流輸電，可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓6(多選)如圖M24所示，光滑水平面上存在垂直于水平面的有界勻強磁場，直徑與磁場寬度相同的圓形金屬線框以一定的初速度斜向上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運動，則()圖M24A線框內(nèi)的感應(yīng)電流先沿逆時針方向再沿順時針方向B線框內(nèi)的感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C水平拉力的方向與速度同向D水平拉力的方向與速度方向無關(guān)7如圖M25所示，用長度相同、粗細相同的銅導(dǎo)線繞成兩個匝數(shù)不同、邊長不同的正方形閉合線圈A、B，其中A、B的邊長分別為a、b，且a2b，現(xiàn)在拉力作用下將兩個線圈從同一勻強磁場中以相同的速度勻速拉出，則()圖M25A通過A、B兩個線圈的電荷量之比為12BA、B兩個線圈受到的拉力之比為11CA、B兩個線圈所受的拉力的功率之比為12DA、B兩個線圈所受的拉力做功之比為118某同學(xué)學(xué)了電學(xué)以后，為了了解調(diào)光燈的調(diào)光原理，將調(diào)光燈拆卸開，發(fā)現(xiàn)并沒有電阻的串、并聯(lián)現(xiàn)象實際調(diào)光燈是用可控硅電子元件來實現(xiàn)的一般調(diào)光燈有四個擋，每個擋截去電流的四分之一周期在第三擋時，即在正弦交流電的每一個二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，從而改變電燈的功率如果調(diào)光燈最亮?xí)r功率為Pm，那么在第三擋時電燈的功率為()APmB.C.D.9(多選)如圖M26所示，電動機牽引一根原來靜止的長為1 m、質(zhì)量為0.1 kg的導(dǎo)體棒MN上升，導(dǎo)體棒的電阻為1 ，架在豎直放置的金屬框架上，它們處于磁感應(yīng)強度為1 T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直當(dāng)導(dǎo)體棒上升3.8 m時，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2 J，電動機牽引導(dǎo)體棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7 V、1 A，電動機的內(nèi)阻為1 ，不計框架電阻及一切摩擦，g取10 m/s2，則以下判斷正確的是()圖M26A導(dǎo)體棒向上做勻減速運動B電動機的輸出功率為49 WC導(dǎo)體棒達到的穩(wěn)定速度為2 m/sD導(dǎo)體棒從靜止至達到穩(wěn)定速度所需要的時間為1 s二、實驗題(本題共6分)10如圖M27所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為100 .當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合為繼電器線圈供電的電池的電動勢E9.0 V，內(nèi)阻可以不計圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源則甲乙圖M27(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ，可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為_.三、計算題(本題共5小題，11題10分，12題10分，13題11分，14題13分，15題14分，共58分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分)11有一種測量壓力的電子秤，其原理如圖M28甲所示E是內(nèi)阻不計、電動勢為6 V的電源R0是一個阻值為400 的限流電阻G是由理想電流表改裝成的指針式測力顯示器R是壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小的變化而改變，其關(guān)系如下表所示C是一個用來保護顯示器的電容器秤臺所受的重力忽略不計.壓力F/N050100150200250300電阻R/300280260240220200180(1)在圖乙所示的坐標系中畫出電阻R隨壓力F變化的圖線，并歸納出電值R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式圖M28(2)寫出壓力與電流的關(guān)系式，說明該測力顯示器的刻度是否均勻(3)若電容器的耐壓值為5 V，該電子秤的量程是多少？12圖M29甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖像如圖乙所示若只在c、e間接一只Rce400 的電阻，或只在d、e間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式(2)求只在c、e間接400 的電阻時，原線圈中的電流I1.(3)求c、e和d、e間線圈的匝數(shù)比. 甲乙圖M2913如圖M210所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不計，兩端分別接有電阻R1和R2，且R16 ，導(dǎo)體棒ab的電阻為2 ，在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動且與導(dǎo)軌接觸良好，垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為1 T現(xiàn)導(dǎo)體棒以恒定的速度v3 m/s向右移動，這時導(dǎo)體棒上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等(1)求R2的阻值(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？圖M21014如圖M211所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑長直金屬導(dǎo)軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場中一根導(dǎo)體桿ef垂直于導(dǎo)軌放置，在外力作用下向左做勻速直線運動且與導(dǎo)軌始終保持良好接觸質(zhì)量為m、邊長為L2、每邊電阻均為r的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場垂直于金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)不計其余電阻和細導(dǎo)線對a、b點的作用力(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef運動的速度v是多大？圖M21115風(fēng)能將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能(氣流的動能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如圖M212所示，其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱、發(fā)電機等(1)利用總電阻R10 的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能輸送功率P0300 kW，輸出電壓U10 kV，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值(2)風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積設(shè)空氣密度為，氣流速度為v，風(fēng)輪機葉片長度為r.求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能Pm.(3)已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率P與Pm成正比某風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速v19 m/s時能夠輸出電功率P1540 kW.我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v26 m/s的時間每年約為5000小時，則這臺風(fēng)力發(fā)電機在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時？圖M212模塊終結(jié)測評(二)1D解析 手靠近時電熱器工作，手撤離時電熱器停止工作，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器手靠近時相當(dāng)于連接一個電容器，可以確定干手機內(nèi)設(shè)有電容式傳感器，由于手的靠近改變了電容用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機是由于濕度、溫度的變化而工作，那它就成了室內(nèi)烘干機故選項D正確2BD解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件可知，只有處于變化的磁場中，B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，選項A錯誤，選項B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通量的變化率，選項C錯誤，選項D正確3D解析 由et圖像可知，交變電動勢的周期為0.2 s，故頻率為5 Hz，該交變電動勢的最大值為1 V，有效值為 V，選項A、B錯誤t0.1 s時，電動勢的瞬時值為零，方向改變，線圈處在中性面上，通過線圈的磁通量最大，故選項C錯誤，選項D正確4C解析 本題考查電磁感應(yīng)中電荷量、熱量、電流的計算和感應(yīng)電流方向的判斷繞P1、P2軸轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，但電流的方向為adcba，選項A錯誤；電荷量q，與繞哪個軸轉(zhuǎn)動沒有關(guān)系，選項B錯誤；線圈分別繞兩軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢相同，所以電流相同，產(chǎn)生的熱量也相同，選項C正確，選項D錯誤5AB解析 根據(jù)PIU可知，在功率一定時，采用高壓輸電，可以減小電流，從而減少輸電線上的能量損失，選項A正確；交變電流由于感抗和容抗的作用，對輸電有影響，而利用直流輸電可以有效地彌補這個缺陷，選項B正確；兩種輸電方式都不能改變輸電的速度，選項C錯誤；變壓器只能改變交變電流的電壓，選項D錯誤6ABD解析 圓形金屬線框的磁通量先增加后減少，由楞次定律可知，線框內(nèi)的感應(yīng)電流先沿逆時針方向再沿順時針方向，選項A正確；切割磁感線的有效長度為直徑時最大，故線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢經(jīng)歷兩次先增大后減小，選項B正確；水平拉力的方向與安培力的方向相反，與速度方向無關(guān)，選項C錯誤，選項D正確7B解析 由題意知nB2nA，某一回路的總電阻為R，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為En，平均感應(yīng)電流為I，根據(jù)I得通過線圈的電荷量為qItn，且a2b，得qAqB21，選項A錯誤；線框A、B被勻速拉出時，拉力與安培力大小相等，所受的安培力的大小為F安nBIl，而I，EnBlv，所以FF安，得FAFB11；拉力的功率PFv，故PAPB11；拉力所做的功WFl，故WAWB21，選項B正確，選項C、D錯誤. 8C解析 根據(jù)每個二分之一周期中，前四分之一周期被截去，則在一個周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定義可知，PmTT2TP2T，即P，故選項C正確9CD解析 由于電動機的輸出功率恒定，由P出Fv及Fmgma可知，導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，故選項A錯誤；電動機的輸出功率為P出IUI2r6 W，選項B錯誤；電動機的輸出功率就是電動機牽引棒的拉力的功率，P出Fv，當(dāng)棒達穩(wěn)定速度時，F(xiàn)mgBIL，感應(yīng)電流I，解得棒達到的穩(wěn)定速度為v2 m/s，選項C正確；由能量守恒定律得P出tmghmv2Q，解得t1 s，選項D正確10(1)A、B端(2)260解析 (1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端當(dāng)線圈中的電流較小時，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高(2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈中的電流小于20 mA時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ，即50 時線圈內(nèi)的電流為20 mA.由閉合電路的歐姆定律得I，r為繼電器的電阻由圖甲可知，50 時熱敏電阻的阻值為90 ，所以RRr260 .11(1)如圖所示R3000.4F.(2)F不均勻(3)550 N解析 (1)要求用描點法畫成直線，如圖所示由圖可知R與F成線性關(guān)系，即RkFb，代入數(shù)值得R3000.4F.(2)由I和RkFb可得F，F(xiàn)與I不成線性關(guān)系，所以刻度不均勻(3)Fm550 N.12(1)uab400sin 200t(V)(2)I10.28 A(3)解析 (1)由題圖知200 rad/s，電壓瞬時值uab400sin 200t(V)(2)電壓的有效值U1200 V，理想變壓器P1P2，原線圈中的電流I1解得I10.28 A.(3)設(shè)原線圈的匝數(shù)為n1，同理，由題意知 ，解得 .13(1)3 (2)0.375 W0.75 W解析 (1)內(nèi)、外電路消耗的功率相等，則內(nèi)、外電阻相等，有2，解得R23 .(2)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv113 V3 V，總電流I A0.75 A，路端電壓UIR外0.752 V1.5 V，故P1 W0.375 W，P2 W0.75 W.14(1)(2)解析 (1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，則IabI，IdcI，金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mgB2IabL2B2IdcL2，聯(lián)立解得Iab.(2)IIab.設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，有EB1L1v，設(shè)ad、dc、bc三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則Rr，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有I，聯(lián)立解得v.15(1)3100(2)r2v3(3)8105 kWh解析 (1)導(dǎo)線上損失的功率為PI2RR9 kW，損失的功率與輸送功率的比值3100.(2)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機時，提供的風(fēng)能功率最大單位時間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為vS，其中Sr2，風(fēng)能的最大功率可表示為Pm(vS)v2r2v3.(3)風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率為P2P1540 kW160 kW，最小年發(fā)電量為WP2t1605000 kWh8105 kWh.