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2019年高中物理 模塊綜合檢測(cè) 新人教版選修3-2 一、選擇題(本大題共12個(gè)小題，每小題5分，共計(jì)60分，每小題至少一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)．) 圖1 1．(xx云浮高二檢測(cè))一個(gè)閉合線圈垂直置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖1所示，則線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線是下圖中的(　　) 【解析】　由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝，當(dāng)＝k時(shí)，E＝kS.在0～時(shí)間內(nèi)，＝k為一常量，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為一常量，相應(yīng)的感應(yīng)電流也為一常量；在～T時(shí)間內(nèi)，＝k也為一常量，相應(yīng)的感應(yīng)電流也為一常量，前后兩個(gè)半周期內(nèi)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流僅僅是方向的不同，而數(shù)值相同．比較圖中的四個(gè)圖線，只有A圖線是符合要求的． 【答案】　A 圖2 2．如圖2所示，某人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，方向豎直向下：自行車車把為直把、金屬材質(zhì)，兩把手間距為L(zhǎng)，只考慮自行車在地磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng)，下列結(jié)論正確的是(　　) A．圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低 B．圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高 C．自行車左車把的電勢(shì)比右車把的電勢(shì)高B2Lv D．自行車在十字路口左拐改為南北騎向，則自行車車把兩端電動(dòng)勢(shì)要降低 【解析】　自行車車把切割磁感線，由右手定則知，自行車左車把的電勢(shì)比右車把的電勢(shì)高B2Lv；輻條旋轉(zhuǎn)切割磁感線，由右手定則知，圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低；自行車在十字路口左拐改為南北騎向，地磁場(chǎng)豎直分量始終垂直于自行車車把，則其兩端電動(dòng)勢(shì)不變．正確答案為A、C兩項(xiàng)． 【答案】　AC 3．如圖3所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖．其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(溫度上升時(shí)導(dǎo)電能力增強(qiáng))制成的傳感器，a、b之間接報(bào)警器；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器(圖中電流表)的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是(　　) 圖3 A．I變大，U變大　　　　 B．I變大，U變小 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小 【解析】　當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，由于溫度升高，所以R2減小，電路中總電阻減小，總電流增大，故路端電壓變小，即a、b之間的電壓變小；R3上電壓U3＝E－I(R1＋r)，故R3上電壓減小，由歐姆定律知I變小．選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 4．(xx太原五中高二檢測(cè))兩金屬棒和三根電阻絲如圖4連接，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三根電阻絲的電阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金屬棒電阻不計(jì)．當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流為I，當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，閉合的回路中感應(yīng)電流是(　　) 圖4 A．0 B．3I C．6I D．7I 【解析】　本題為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流求解問(wèn)題，S1、S2閉合時(shí)有E1＝3IR；S2、S3閉合時(shí)有E2＝25IR；則S1、S3閉合時(shí)有E1＋E2＝4IxR，所以Ix＝7I. 【答案】　D 5．如圖5所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于電路所在平面，導(dǎo)體棒ab與電路接觸良好．當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若不計(jì)摩擦和導(dǎo)線的電阻，整個(gè)過(guò)程，燈泡L未被燒毀，電容器C未被擊穿，則該過(guò)程中(　　) 圖5 A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將變大 B．燈泡L的亮度變大 C．電容器C的上極板帶負(fù)電 D．電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將減小 【解析】　因?yàn)閷?dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，A正確；因?yàn)椴挥?jì)導(dǎo)線的電阻，導(dǎo)體棒可以等效為電源，電源電動(dòng)勢(shì)增大，所以路端電壓增大，電燈泡功率增大，B正確；根據(jù)右手定則，可以確定導(dǎo)體棒a端為等效電源的正極，所以電容器上極板帶正電，C錯(cuò)；電容器并聯(lián)在燈泡兩端，電壓增大，場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)增大，D錯(cuò)． 【答案】　AB 6．如圖6甲所示，位于載流長(zhǎng)直導(dǎo)線近旁的兩根平行導(dǎo)軌A和B，與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌A、B上套有兩段可以自由滑動(dòng)的金屬棒CD和EF，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流按圖6乙所示的規(guī)律變化時(shí)(圖6甲中所示的電流方向?yàn)檎较?，則下面說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．在t2時(shí)刻，CDFE回路中沒(méi)有電流，CD、EF不受力 B．t1到t2時(shí)間內(nèi)，回路中的電流方向?yàn)镃EFD C．t1到t2時(shí)間內(nèi)，EF向左，CD向右，都做勻減速直線運(yùn)動(dòng) D．t1到t2時(shí)間內(nèi)，EF向右，CD向左，都做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 【解析】　在t2時(shí)刻長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流方向由正向變?yōu)樨?fù)向，穿過(guò)回路CDFE的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤．在t1到t2的時(shí)間內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流由大變小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)由強(qiáng)變?nèi)?，穿過(guò)回路垂直于紙面向里的磁通量由大變小，由楞次定律得感應(yīng)電流的方向?yàn)镃EFD，故B正確．由左手定則可以判定出，EF受到水平向右的安培力而向右加速，CD受到水平向左的安培力而向左加速，由于直導(dǎo)線中的電流不是均勻變化，故穿過(guò)閉合回路的磁通量也不是均勻變化，回路中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流，EF、CD所受安培力不恒定，故EF、CD所做的運(yùn)動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)誤． 【答案】　B 圖7 7．(xx西安一中高二檢測(cè))阻值為10 Ω的電阻接到電壓波形如圖7所示的交流電源上，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．電壓的有效值為10 V B．通過(guò)電阻的電流有效值為 A C．電阻消耗電功率為5 W D．電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為10 J 【解析】　由Ut圖象，交流電壓的最大值為10 V，有效值為5 V，A錯(cuò)誤．根據(jù)I＝，B正確．再根據(jù)P＝I2R，C正確．電阻每秒產(chǎn)生熱量Q＝Pt＝5 J，故D錯(cuò)誤． 【答案】　BC 圖8 8．如圖8所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l，t＝0時(shí)刻，bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域左邊界重合．現(xiàn)令線圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，取沿a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是(　　) 【解析】　0～段，穿過(guò)梯形線圈的磁通量增大，由楞次定律可得線圈中電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，～段，穿過(guò)梯形線圈的磁通量減少，由楞次定律可得，線圈中電流方向?yàn)閍→b→c→d→a,0～段，切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，感應(yīng)電流增大，～段，切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，感應(yīng)電流增大，所以B項(xiàng)正確． 【答案】　B 9．(xx北京海淀期末)如圖9是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R，L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R.圖10是某同學(xué)畫出的在t0時(shí)刻開(kāi)關(guān)S切換前后，通過(guò)傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖象．關(guān)于這些圖象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖9 　　　　 甲　　　乙　　　丙　　　　丁 圖10 A．圖b中甲是開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，通過(guò)傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 B．圖b中乙是開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，通過(guò)傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 C．圖b中丙是開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，通過(guò)傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況 D．圖b中丁是開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，通過(guò)傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況 【解析】　開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合瞬間，流過(guò)自感線圈的電流為零，流過(guò)傳感器1、2的電流均為；閉合電路穩(wěn)定后，流過(guò)傳感器1的電流為，流過(guò)傳感器2的電流為.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，流過(guò)傳感器1的電流立即變?yōu)榱?，流過(guò)傳感器2的電流方向相反，從逐漸變?yōu)榱悖? 【答案】　BC 10．(xx四川高考)半徑為a右端開(kāi)小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸．從圓環(huán)中心O開(kāi)始，桿的位置由θ確定．如圖11所示．則(　　) 圖11 A．θ＝0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2Bav B．θ＝時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 Bav C．θ＝0時(shí)，桿受的安培力大小為 D．θ＝時(shí)，桿受的安培力大小為 【解析】　開(kāi)始時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝BLv＝2Bav, 故A正確．θ＝時(shí)，E2＝B2a cos v＝Bav，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．由L＝2a cos θ，E＝BLv，I＝，R＝R0[2a cos θ＋(π＋2θ)a]，得在θ＝0時(shí)，F(xiàn)＝＝，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．θ＝時(shí)F＝，故D項(xiàng)正確． 【答案】　AD 圖12 11．豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，磁場(chǎng)方向如圖12所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，導(dǎo)體桿ab和cd的長(zhǎng)均為0.2 m，電阻均為0.1 Ω，所受重力均為0.1 N，現(xiàn)在用力向上推導(dǎo)體桿ab，使之勻速上升(與導(dǎo)軌接觸始終良好)，此時(shí)cd恰好靜止不動(dòng)，ab上升時(shí)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)b受到的推力大小為2 N B．a(chǎn)b向上的速度為2 m/s C．在2 s內(nèi)，推力做功轉(zhuǎn)化的電能是0.4 J D．在2 s內(nèi)，推力做功為0.6 J 【解析】　以ab、cd為整體可知向上推力F＝2mg＝0.2 N，對(duì)cd可得BIl＝mg，所以I＝＝ A＝1 A，設(shè)ab運(yùn)動(dòng)速度為v，則Blv＝2RI， 所以v＝＝ m/s＝2 m/s,2 s內(nèi)轉(zhuǎn)化的電能W電＝I22Rt＝0.4 J,2 s內(nèi)推力做的功WF＝Fvt＝0.8 J. 【答案】　BC 12．(xx山東高考)將一段導(dǎo)線繞成圖13甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)．回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中．回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ，以向里為磁場(chǎng)Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示．用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖像是(　　) 　　　 甲　　　　　　　　　乙 圖13 【解析】　從B－t圖像中獲取磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系，結(jié)合E＝及安培力F＝BIL得F－t關(guān)系． 由B－t圖像可知，在0～時(shí)間內(nèi)，B均勻減??；～時(shí)間內(nèi)，B反向均勻增大．由楞次定律知，通過(guò)ab的電流方向向上，由左手定則可知ab邊受安培力的方向水平向左．由于B均勻變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝S不變，則安培力大小不變．同理可得在～T時(shí)間內(nèi)，ab邊受安培力的方向水平向右，故選項(xiàng)B正確． 【答案】　B 二、非選擇題(本題共4小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．) 13．(9分)(xx朝陽(yáng)高二檢測(cè))如圖14所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌相距30 cm，電阻不計(jì)．a(chǎn)b是電阻為0.3 Ω的金屬棒，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)．與導(dǎo)軌相連的平行金屬板A、B相距6 cm，電阻R為0.1 Ω.全部裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一帶電粒子在A、B板間做半徑為2 cm的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度也是v.試求速率v的大小． 圖14 【解析】　設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平行板AB間距為d，ab桿的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv，所以Uab＝UAB＝＝＝BLv. 帶電粒子在A、B板間能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則mg＝qE＝， 所以m＝. 帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑：r＝＝＝， 所以v＝＝ m/s＝0.4 m/s. 【答案】　0.4 m/s 14．(9分)一小型發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持240 V不變，發(fā)電機(jī)輸出電壓先經(jīng)一升壓變壓器升壓后經(jīng)遠(yuǎn)距離輸送，到達(dá)用戶前又經(jīng)降壓變壓器降壓，降壓后直接向用戶供電．已知用戶得到的電壓為220 V，用電總功率為220 kW.已知升壓變壓器與降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別為1∶25和20∶1.求此時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率． 【解析】　如圖： 由P＝IU， I4＝P/U＝ A＝103 A 由n3∶n4＝U3∶U4， U3＝U4＝220 V＝4 400 V 由n3∶n4＝I4∶I3， I3＝I4＝ A＝50 A 由＝， U2＝U1＝25240 V＝6 000 V 電源輸出功率 P＝I2U2＝506 000 W＝3.0105 W. 【答案】　3.0105 W 15．(10分)如圖15所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)N＝100，線圈電阻r＝3 Ω，ab＝cd＝0.5 m，bc＝ad＝0.4 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，電阻R＝311 Ω，當(dāng)線圈以n＝300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求： 圖15 (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值； (2)t＝0時(shí)線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式； (3)此電壓表的示數(shù)是多少？ 【解析】　(1)電動(dòng)勢(shì)的最大值為 Em＝NBωS＝NB(2πn轉(zhuǎn))(abbc)＝314 V. (2)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式：e＝Emsin ωt＝314sin(10πt)V. (3)UV＝(Em)＝220 V. 【答案】　(1)314 V　(2)e＝314sin(10πt)V (3)220 V 16．(12分)(xx蘭州一中高二檢測(cè)) 圖16 如圖16所示，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出)；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面．開(kāi)始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0.在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過(guò)程中，通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流I保持恒定．導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過(guò)程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率． 【解析】　導(dǎo)體棒所受的安培力為F＝IlB ① 該力大小不變，棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，因此在棒的速度從v0減小到v1的過(guò)程中，平均速度為 ＝(v0＋v1) ② 當(dāng)棒的速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E＝Blv ③ 棒中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為＝Bl ④ 由②④式得＝l(v0＋v1)B ⑤ 導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為P1＝I2r ⑥ 負(fù)載電阻上消耗的平均功率為＝I－P1 ⑦ 由⑤⑥⑦式得＝l(v0＋v1)BI－I2r. 【答案】　l(v0＋v1)B　l(v0＋v1)BI－I2r