(通用版)2018-2019版高中物理 模塊綜合試卷 新人教版選修3-2.doc
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模塊綜合試卷(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共計48分.17題為單選題,812題為多選題,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)1如圖1所示,線圈L的電感很大,電源內(nèi)阻不可忽略,A、B是完全相同的兩只燈泡,當(dāng)開關(guān)S閉合時,下列判斷正確的是 ()圖1AA燈比B燈先亮,然后A燈熄滅BB燈比A燈先亮,然后B燈逐漸變暗CA燈與B燈一起亮,而后A燈熄滅DA燈與B燈一起亮,而后B燈熄滅答案B2.如圖2所示,光滑水平面上存在有界勻強磁場,金屬圓環(huán)直徑與磁場寬度相同若圓環(huán)以一定的初速度沿垂直于磁場邊界的水平虛線,從位置1到位置2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前進,以下說法正確的是()圖2A金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流方向先順時針再逆時針B金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C水平拉力的方向先向右后向左D金屬圓環(huán)受到的安培力的方向先向左后向右答案B3如圖3甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,A、V均為理想電表,R為光敏電阻(其阻值隨光強增大而減小),L1和L2是兩個完全相同的燈泡原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u,下列說法正確的是()圖3A電壓u的頻率為100 HzB電壓表V的示數(shù)為22 VC當(dāng)光強增大時,變壓器的輸入功率變大D當(dāng)L1的燈絲燒斷后,V示數(shù)變小答案C4如圖4甲所示,矩形線圈abcd固定于方向相反的兩個磁場中,兩磁場的分界線OO恰好把線圈分成對稱的左右兩部分,兩磁場的磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定磁場垂直紙面向內(nèi)為正,線圈中感應(yīng)電流逆時針方向為正則線圈感應(yīng)電流隨時間的變化圖象為()圖4答案A解析因磁場是均勻變化的,由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律知,感應(yīng)電流的大小不變,故C、D項錯誤;在開始階段OO左側(cè)磁場增強,OO右側(cè)磁場減弱,由楞次定律可知線圈中有逆時針方向的感應(yīng)電流,A項正確,B項錯誤5用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)線框,以相同的速度勻速進入右側(cè)勻強磁場,如圖5所示在每個線框進入磁場的過程中,M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是()圖5AUaUbUcUdBUaUbUdUcCUaUbUcUd DUbUaUdUc答案B解析線框進入磁場后切割磁感線,a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是c、d產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的一半,而不同的線框的電阻不同,設(shè)a線框電阻為4r,b、c、d線框的電阻分別為6r、8r、6r,則有:UaBLv,UbBLv,UcB2Lv,UdB2Lv,故A、C、D錯誤,B正確6如圖6所示,10匝矩形線框在磁感應(yīng)強度B T的勻強磁場中,繞垂直磁場的軸OO以角速度100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,線框電阻不計,面積為S0.3 m2,線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連,副線圈接有兩只燈泡L1(規(guī)格為“0.3 W,30 ”)和L2,開關(guān)閉合時兩燈泡正常發(fā)光,且原線圈中電流表示數(shù)為0.04 A,則下列說法不正確的是()圖6A若從圖示線框位置開始計時,線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為30cos (100t) VB理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101C燈泡L2的額定功率為0.9 WD若開關(guān)S斷開,電流表的示數(shù)將增大答案D解析變壓器的輸入電壓的最大值為UmnBS100.3100 V30 V;從垂直中性面位置開始計時,故線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為uUmcos t30cos (100t) V,故A正確變壓器輸入電壓的有效值為U130 V開關(guān)閉合時兩燈泡均正常發(fā)光,所以U2 V3 V,所以,故B正確原線圈的輸入功率為P1U1I1300.04 W1.2 W由于原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率,所以PL2P1PL11.2 W0.3 W0.9 W,故C正確若開關(guān)S斷開,輸出電壓不變,輸出端電阻增大,輸出電流減小,故輸入電流也減小,電流表的示數(shù)減小,D錯誤7如圖7甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n1 500,橫截面積S20 cm2,螺線管導(dǎo)線電阻r1.0 ,其余導(dǎo)線電阻不計,R14.0 ,R25.0 ,電容器電容C30 F.在一段時間內(nèi),穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律變化則下列說法中正確的是()圖7A螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.5 VB閉合開關(guān),電路中的電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電C電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率為5102 WD開關(guān)斷開,流經(jīng)電阻R2的電荷量為1.8105 C答案D解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:EnnS,代入數(shù)據(jù)可求出:E1.2 V,故A錯誤;根據(jù)楞次定律可知,螺線管下端相當(dāng)于電源正極,則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電,故B錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:I0.12 A,P1I2R15.76102 W,故C錯誤;開關(guān)斷開,流經(jīng)R2的電荷量即為開關(guān)閉合時電容器上所帶的電荷量Q,電容器兩端的電壓:U2IR20.6 V,流經(jīng)R2的電荷量QCU21.8105 C,故D正確;故選D.8如圖8所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的圓形線圈周期為T,匝數(shù)為10匝,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向,線圈總電阻為2 ,從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時,線圈轉(zhuǎn)過30時的電流為1 A,下列說法中正確的是()圖8A線圈中電流的最大值為 AB線圈消耗的電功率為4 WC任意時刻線圈中的感應(yīng)電流為i2sin (t) AD任意時刻線圈中的感應(yīng)電流為i2cos (t) A答案BC解析從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時,感應(yīng)電動勢的表達式為eEmsin t,則感應(yīng)電流isin t,由題給條件有:1 A,解得Em4 V,則Im2 A,I有效 A,線圈消耗的電功率PIR4 W,選項A錯誤,選項B正確iImsin t2sin (t) A,故選項C正確,D錯誤9如圖9甲所示是某燃氣爐點火裝置的原理圖轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓,并加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,為交流電壓表當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5 000 V時,就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體以下判斷正確的是()圖9A電壓表的示數(shù)等于5 VB電壓表的示數(shù)等于 VC實現(xiàn)點火的條件是1 000D實現(xiàn)點火的條件是1 000,故選項C正確,D錯誤10兩條平行虛線間存在一勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行,如圖10(a)所示已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t0時刻進入磁場線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向為順時針時,感應(yīng)電動勢取正)下列說法正確的是()圖10A磁感應(yīng)強度的大小為0.5 TB導(dǎo)線框運動速度的大小為0.5 m/sC磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外D在t0.4 s至t0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N答案BC解析導(dǎo)線框運動的速度v m/s0.5 m/s,根據(jù)EBLv0.01 V可知,B0.2 T,A錯誤,B正確;根據(jù)楞次定律可知,磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外,C正確;在t0.4 s至t0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流I A2 A,安培力大小為FBIL0.04 N,D錯誤11一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2553,原線圈輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律為u220sin (100t) V理想交流電壓表V、理想交流電流表A按如圖11所示方式連接,副線圈接入一個R6 的電阻,則()圖11A經(jīng)過1分鐘電阻R產(chǎn)生的熱量是1 440 JB與電阻R并聯(lián)的電壓表的示數(shù)約為20 VC電流表A的示數(shù)約為0.11 AD當(dāng)再將一個電阻與電阻R并聯(lián)時,變壓器的輸出電壓減小答案AC解析變壓器原線圈電壓有效值為220 V,則副線圈電壓為U2U1220 V12 V,則電壓表讀數(shù)為12 V,經(jīng)過1分鐘電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為:Qt60 J1 440 J,選項A正確,B錯誤;電流表A的讀數(shù):I1I2 AA0.11 A,選項C正確;變壓器輸出電壓只與原線圈電壓和匝數(shù)比有關(guān),與負載電阻無關(guān),故選項D錯誤;故選A、C.12如圖12所示,兩電阻可忽略不計的光滑平行長金屬導(dǎo)軌相距為d,導(dǎo)軌與水平面的夾角為30,上端ab處接有阻值為R的定值電阻,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直軌道平面向上現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿從軌道上端ab處靜止釋放,向下運動的距離為x時達到最大速度,則下列說法正確的是()圖12A金屬桿運動的最大速度為B金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,通過電阻R的電荷量為C金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為D金屬桿運動的最大加速度為答案AD解析金屬桿剛剛釋放時只受重力和支持力,其加速度最大,由mgsin 30ma得,a,D項正確;對金屬桿受力分析可得,mgsin 30F安ma,金屬桿的加速度為零時,金屬桿運動的速度最大,此時的感應(yīng)電動勢EBdv,感應(yīng)電流I,金屬桿受到的安培力F安BId,則金屬桿運動的最大速度v,A項正確;金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,由法拉第電磁感應(yīng)定律得,通過電阻R的電荷量為q,B項錯誤;金屬桿從靜止釋放到達到最大速度過程中,由能量守恒可得,mgxsin 30mv22Q,解得,Q,C項錯誤二、非選擇題(本題共5小題,共計52分)13(6分)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中(1)為了能明顯地觀察到實驗現(xiàn)象,請在如圖13所示的實驗器材中選擇必要的器材,在圖中用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖圖13(2)將原線圈插入副線圈中,閉合開關(guān),副線圈中的感應(yīng)電流方向與原線圈中電流的繞行方向_(填“相同”或“相反”)(3)將原線圈拔出時,副線圈中的感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向_(填“相同”或“相反”)答案(1)見解析圖(2)相反(3)相同解析(1)實物電路圖如圖所示(2)因閉合開關(guān)時,穿過副線圈的磁通量增大,由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,故電流繞行方向相反(3)將原線圈拔出時,穿過副線圈的磁通量減小,由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,故電流繞行方向相同14(10分)如圖14所示,質(zhì)量m0.1 kg,電阻R10.3 ,長度l0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U形光滑金屬框架上框架固定在絕緣水平面上,相距0.4 m的MM、NN相互平行,電阻不計且足夠長電阻R20.1 的MN垂直于MM.整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B1.0 T現(xiàn)垂直于ab施加F2 N的水平恒力,使棒ab從靜止開始運動,棒始終與MM、NN保持良好接觸圖14(1)求棒ab能達到的最大速度的大?。?2)若棒ab從靜止到剛好達到最大速度的過程中,導(dǎo)體棒ab上產(chǎn)生的熱量QR11.2 J,求該過程中棒ab的位移大小答案(1)5 m/s(2)1.425 m解析(1)ab棒做加速度逐漸減小的加速運動,當(dāng)a0時,達到最大速度vmFF安BIlIEBlvm得vm5 m/s.(2)棒ab從靜止到剛好達到vm的過程中,設(shè)閉合電路產(chǎn)生的總熱量為Q總,對整個電路由功能關(guān)系得FxQ總mv解得x1.425 m.15(10分)如圖15所示,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10 kW,輸出電壓為400 V,向距離較遠的用戶供電,為了減少電能損失,使用2 kV高壓輸電,最后用戶得到220 V、9.5 kW的電力,變壓器可視為理想變壓器,求:圖15(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2;(2)輸電線路導(dǎo)線的總電阻R;(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3n4.答案(1)15(2)20 (3)9511解析(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.(2)輸電線損失的功率P0.5 kWIR又P1P2U2I2所以I25 A,R20 .(3)降壓變壓器原線圈電壓U3U2I2R降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比解得.16.(12分)如圖16所示是一個交流發(fā)電機的示意圖,線圈abcd處于勻強磁場中,已知ab、bc邊長都為l20 cm,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B T,線圈的匝數(shù)N10,線圈的總電阻r5 ,外電路負載電阻R15 ,線圈以100 rad/s的角速度繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,電表是理想電表求:圖16(1)兩個電表的示數(shù);(2)從圖示位置開始轉(zhuǎn)過45過程中通過R的電荷量;(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功答案(1)電壓表示數(shù)為30 V,電流表示數(shù)為2 A (2)0.02 C(3)5 J解析(1)設(shè)正弦交流電源的電壓峰值為Em,有效值為E有EmNBSNBl240 VE有40 V由閉合電路歐姆定律得電流表示數(shù)I2 A電壓表示數(shù)為UIR30 V.(2)設(shè)線圈在這一過程所用時間為t,流過R的電荷量為qqtN21BSsin 450Bl2sin 45由以上各式求得qNN0.02 C(3)轉(zhuǎn)動一周所用時間為T s外力所做的功等于閉合電路一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量即WQT.解得W5 J.17(14分)如圖17所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l0.5 m,其電阻不計,兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,兩棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02 kg,電阻均為R0.1 ,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B0.2 T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運動,而棒cd恰好能保持靜止取g10 m/s2,問:圖17(1)通過cd棒的電流I是多少,方向如何?(2)棒ab受到的力F多大?(3)棒cd每產(chǎn)生Q0.1 J的熱量,力F做的功W是多少?答案(1)1 A方向由d到c(2)0.2 N(3)0.4 J解析(1)棒cd受到的安培力FcdIlB棒cd在共點力作用下平衡,則Fcdmgsin 30聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得I1 A,方向由d到c.(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等FabFcd對棒ab由共點力平衡有Fmgsin 30IlB代入數(shù)據(jù)解得F0.2 N(3)設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q0.1 J熱量,由焦耳定律可知QI2Rt設(shè)ab棒勻速運動的速度大小為v,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv由閉合電路歐姆定律知I由運動學(xué)公式知,在時間t內(nèi),棒ab沿導(dǎo)軌的位移xvt力F做的功WFx綜合上述各式,代入數(shù)據(jù)解得W0.4 J.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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