最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套.pdf

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1、最新人教版高中物理选修最新人教版高中物理选修 3-23-2 综合测试题及答案综合测试题及答案 2 2 套套 模块综合测评(一) (时间：60 分钟满分：100 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分，在每小题给出的四选 项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求，全 部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分) 1电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许 多电器设备下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理() A电磁炉B白炽灯泡 C磁带录音机D日光灯镇流器 【解析】电磁炉是利用交变电流产生磁场，交

2、变磁场在锅体内产生涡流， 从而对食物加热；磁带录音机录音时，声音引起振动，产生感应电流，放音时， 磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流； 日光灯是由于自感产生自感 电动势只有 B 选项中白炽灯泡没有利用电磁感应原理 【答案】B 2在北半球，朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于 90的角度，考虑到地球磁场的影响，则钢窗活动的一条边(西边)中() A有自下而上的微弱电流 B有自上而下的微弱电流 C有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上 D有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下 【解析】钢窗打开时，向北穿过钢窗的磁通量减小，根据楞次定律，钢窗 的活动边产生自下而上的微弱电

3、流，故 A 正确 【答案】A 3如图 1 所示，用两根材料、粗细、长度完全相同的导线，绕成匝数分别 为 n150 和 n2100 的圆形闭合线圈 A 和 B，两线圈平面与匀强磁场垂直当 磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比 IAIB为() 图 1 A21 C41 B12 D14 B 【解析】由法拉第电磁感应定律得：En t n t R2，可知，感应电动 Ln2R 势与半径的平方成正比而根据电阻定律：线圈的电阻为 rS S ，线圈 E 中感应电流 I r ，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比，即IAIBRA RB；因相同导线绕成匝数分别为 n1和 n2的圆形线圈，因此半径与匝数

4、成反比， 故 IAIBn2n121，故 A 正确，B、C、D 错误 【答案】A 4 如图 2 所示， 在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈 abcd， ab 边与磁场垂直， MN 边始终与金属滑环 K 相连，PQ 边始终与金属滑环 L 相连金属滑环 L、电 流表 A、定值电阻 R、金属滑环 K 通过导线串联使矩形线圈以恒定角速度绕过 bc、ad 中点的轴旋转下列说法中不正确的是() 图 2 A线圈转动的角速度越大，电流表 A 的示数越大 B线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻 R 的电流最大 C线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻 R 的电流最小 D电流表 A 的示数随时间按余弦规律变化 【解析】 令矩

5、形单匝线圈 abcd 的电阻为 r， 根据法拉第电磁感应定律和交 变电流的有效值定义得， 交变电流的最大值为 Im BS ， 电流表显示的是有效值 Rr I ImBS ，所以，线圈转动的角速度越大，电流表 A 的示数越大，A 对， 22Rr D 错；线圈平面与磁场平行时，此时产生的感应电动势最大，故流经定值电阻R 的电流最大，线圈平面与磁场垂直时，产生的感应电动势最小，故电流最小，B、 C 对 【答案】D 5如图 3 所示是一交变电流的 i-t 图象，则该交变电流的有效值为 () 图 3 A4 A 8 C.3A B2 2A 2 30 D 3 A T42 【解析】此交变电流的前3为正弦交变电流，

6、有效值 I1A，后3T 为 2 2 T 恒定电流，有效值 I24 A，根据交变电流的有效值定义可得 QI2RTI1R3I2 2 2 1 4 22 30 R3T，代入数据 I2RT32RT342RT，解得 I 3 A，故 D 正确 2 【答案】D 6用图 4 甲所示电路测量电流表的内阻闭合开关 S，当变阻器的滑片滑 至 c 处时，电流表和电压表的读数分别为 40 mA、9 V，已知图甲中热敏电阻的 I-U 关系图线如图 4 乙所示，则电流表的内阻为() 图 4 A0.14 B85 C140 D225 【解析】当电流表读数为 40 mA 时，说明热敏电阻的电流为 40 mA，由 图知热敏电阻两端电

7、压 UR5.6 V，则电流表两端电压 U9 V5.6 V3.4 V， U3.4 V 由欧姆定律得 RmA I 85 . 4010 3 A 【答案】B 7在如图 5 甲所示的电路中，电阻 R 的阻值为 50 ，在 ab 间加上如图乙 所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是() 甲乙 图 5 A交流电压的有效值为 100 V B电流表示数为 2 2 A C产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为 3.14 rad/s D在 1 min 内电阻 R 上产生的热量为 1.2104 J 【解析】从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为 100 2 V，所以有效 U 值 U100 V，A 项正确；通过电阻的电

8、流IR2 A，B 错误；交流电的周期为 2 T0.02 s， T 314 rad/s，C 错误，1 min 内 QI2Rt1.2104 J，D 正确 【答案】AD 8日常生活中，我们常用微波炉来加热食品，它是利用微波来工作的接 通电源后，220 V 的交流经过变压器后，在次级产生 2 000 V 高压交流，加到磁 控管两极之间，使磁控管产生微波下列说法中正确的是() A微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为 11100 B微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为 10011 C微波炉的输出功率是由输入功率决定的 D微波炉的输入功率是由输出功率决定的 【解析】 根据理想变压器的电压和匝数成正比，所以原

9、副线圈的匝数比为 11100，对于变压器，输入功率是由输出功率决定的 【答案】AD 9如图 6 所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高 变压器的输入功率，可采用的方法是() 图 6 A只增加原线圈的匝数 B只增加副线圈的匝数 C只减小用电器 R1的电阻 D断开开关 S 【解析】 理想变压器的输入功率与输出功率相等增加副线圈的匝数可提 高副线圈两端的电压，在电阻不变时，副线圈中的电流也增大，输出功率增加； 只减小用电器的电阻，电压不变，也能增大副线圈中的电流，增大输出功率 【答案】BC 10如图 7 为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 21，原线圈接有交 流电压 u220si

10、n 100t(V)，图中电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为负温 度系数的热敏电阻(即当温度升高时， 阻值减小)， R1为定值电阻， C 为电容器 下 列说法正确的是() 图 7 A电压表示数是 110 V B交流电的频率为 50 Hz C通过 R1的电流始终为零 D当 Rt处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大 220 【解析】 原线圈所加交变电压的有效值为 U1V， 由理想变压器的变 2 U1n1n21220 压比公式Un，可得U2nU12V55 2 V，选项A 错误；由交变电 221 2 100 压的瞬时值表达式 u220sin 100t(V)可知，该交变电流的频率 f 2 Hz

11、50 Hz，选项 B 正确；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电 电流通过电阻 R1，选项C 错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此， 电压表的示数不变，当 Rt处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示 数变大，选项 D 正确 【答案】BD 二、非选择题(本题 3 小题，共 40 分) 11(10 分)如图 8(a)是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验采用 DIS 方法对模型进行测量，其结果如图 8(b)中电脑屏幕所示 图 8 (1)图(a)中的传感器为_传感器； (2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面对于凸形桥甲，其相对 应的压力图线应是图(b)

12、电脑屏幕上的_(填“a”“b”或“c”)； (3)如增大小球在斜槽上的高度，在图(b)中大致画出小球能过凸形桥甲时的 压力图线 【解析】(1)该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器； (2)小球 经过凸形桥甲的最高点时， 压力小于重力， 其相对应的图线应是电脑屏幕上的 c； (3)增大小球在斜槽上的高度，小球经凸形桥甲的最高点时压力更小，其图线与c 相比较，最低点应更低一些 【答案】(1)力电(2)c(3)图略，图线与 c 相比较，最低点更低一些 12(15 分)如图 9 甲所示，AB 间为交流电源，电压 u311 sin 100t V，经 过某“过滤”装置 P 后将图乙所示正弦交流电滤

13、去一半，得到如图丙所示的交 流电，求： 图 9 (1)CD 间所获得的电压的周期为多大？ (2)CD 间接有“220 V,40 W”灯泡时其发光功率为多大？ (3)CD 间能否连接“220 V,20 F”的电容器？ 22 【解析】(1)过滤前交流电的周期 T 1000.02 s，过滤后电压变化 Um2 2 TU2 周期还是 0.02 s(2)设题图丙所示交流电的有效值为 U，有 R T，U 2R 3112 1311UP 2 2Um2 V由 P R 知40 2202 ，得此时小灯泡的功率 P20 W(3)过滤 2 后，电压的最大值不变，大小为311 V，电容器的电压“220 V”是击穿电压，所以

14、 不能直接连接在 CD 间 【答案】(1)0.02 s(2)20 W(3)不能 13(15 分)半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长 为 r、质量为 m 且质量分布均匀的直导体棒 AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线 通过圆导轨中心 O，装置的俯视图如图 10 所示整个装置位于一匀强磁场中， 磁感应强度的大小为 B，方向竖直向下在内圆导轨的 C 点和外圆导轨的 D 点 之间接有一阻值为 R 的电阻(图中未画出)直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与 导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒和导轨的电阻均可忽略重

15、力加速度大小为 g.求： 图 10 (1)通过电阻 R 的感应电流的方向和大小； (2)外力的功率 【解析】根据右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量 守恒定律解题 (1)根据右手定则，得导体棒AB 上的电流方向为 BA，故电阻R 上的电流 方向为 CD. 设导体棒 AB 中点的速度为 v，则 v 而 vAr，vB2r 根据法拉第电磁感应定律，导体棒 AB 上产生的感应电动势 EBrv E 根据闭合电路欧姆定律得 IR，联立以上各式解得通过电阻 R 的感应电流 3Br2 的大小为 I 2R . (2)根据能量守恒定律， 外力的功率 P 等于安培力与摩擦力的功率之和， 即 P BI

16、rvfv，而 fmg 9B22r43mgr 解得 P 4R 2 . 3Br2 【答案】(1)方向为 CD大小为 2R 9B22r43mgr (2) 4R 2 vAvB 2 模块综合测评(二) (时间：60 分钟满分：100 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分，在每小题给出的四选 项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 810 题有多项符合题目要求，全 部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分) 1一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度 B 随时间变化的规律如图 1 乙所 示，线圈中感应电动势 E 随时间 t 变化的图象是() 图 1 BB

17、【解析】由 E t t S 可知，因磁感应强度 B 随时间变化的变化率 t 是分段恒定的，因此电动势 E 随时间变化的规律也是分段恒定的，故 D 正确 【答案】D 2如图 2 所示电路中，线圈 L 与灯泡 LA并联，当合上开关 S 后灯 LA正常 发光 已知， 线圈 L 的电阻小于灯泡 LA的电阻 则下列现象可能发生的是() 图 2 A当断开 S 时，灯泡 LA立即熄灭 B当断开 S 时，灯泡 LA突然闪亮一下，然后逐渐熄灭 C若把线圈 L 换成电阻，断开 S 时，灯泡 LA逐渐熄灭 D若把线圈 L 换成电阻，断开 S 时，灯泡 LA突然闪亮一下，然后逐渐熄 灭 【解析】当断开 S 时，线圈

18、L 产生断电自感，灯泡 LA突然闪亮一下，然 后逐渐熄灭，B 项正确，A 项错误；若把线圈 L 换成电阻，断开 S 时，灯炮 LA 立即熄灭，C、D 均错误 【答案】B 3理想变压器原、副线圈匝数之比 n1n221，且在输入、输出回路中 分别接有相同的纯电阻，如图 3 所示，原线圈接在电压为 U 的交流电源上，则 副线圈的输出电压为() 图 3 U A. 2 2 C5U U B 3 3 D4U 【解析】设原线圈中的电流为 I，则副线圈中的电流为 2I；设原线圈的输 U1 入电压为 U1，则副线圈的输出电压为U2 2 2IR，所以U14IR，而 UIR 2 U15IR，所以副线圈的输出电压为 U

19、25U，故正确选项为 C. 【答案】C 4.如图 4 所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将 原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则() 图 4 A小灯泡变亮 B小灯泡变暗 C原、副线圈两端电压的比值不变 D通过原、副线圈电流的比值不变 【解析】由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故 n1n2，当原、副 线圈减少相同的匝数时，其变压比n1 U1n1 变大，根据U，U1一定，U2变小， n2n2 2 U1n1 故小灯泡变暗，选项 A 错误，选项 B 正确；由U知，原、副线圈电压的 2 n2 I1n2 比值变大，选项 C 错误；根据I，则通过原、副线圈电流的比值变小，选

20、2 n1 项 D 错误 【答案】B 5为了能安全对某一高电压 U、大电流 I 的线路进行测定，图中接法可行 的是(绕组匝数 n1n2)() I1n2n1 【解析】 电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流， 由In知 I2n 212 I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C 错 U1n1n2 误；电压互感器是将高电压变成低电压，由Un知 U2nU1，n1应大于 n2， 221 且测量时应并联在待测电路中，B 正确，D 错误 【答案】B 6 两金属棒和三根电阻丝如图 5 连接， 虚线框内存在均匀变化的匀强磁场， 三根电阻丝的电阻大小之比 R1R2R3123，金属棒电

21、阻不计当 S1、S2 闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合 的回路中感应电流为5I； 当S1、 S3闭合， S2断开时， 闭合的回路中感应电流是() 图 5 A0 C6I B3I D7I 【解析】由 R1R2R3123 得令 R1R，R22R，R33R.S1、S2 闭合时 R1，R2组成闭合回路，有 E13IR；S2、S3闭合时 R2，R3组成闭合回路， 有 E225IR；则 S1、S3闭合时 R1，R3组成闭合回路，有 E1E24IxR，所以 Ix 7I. 【答案】D 7如图 6 所示，A 是长直密绕通电螺线管小线圈 B 与电流表连接，并沿 A 的轴

22、线 Ox 从 O 点自左向右匀速穿过螺线管 A.下面 4 个选项能正确反映通过电 流表中电流 I 随 x 变化规律的是() 图 6 【解析】通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均 匀，管内场强近似匀强当小线圈穿过两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的 磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化不同，故在小线圈中感应出方 向相反的电流，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小 线圈中没有感应电流产生 【答案】C 8电吉他中电拾音器的基本结构如图 7 所示，磁体附近的金属弦被磁化， 因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声 音下列说法正

23、确的有() 图 7 A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B取走磁体，电吉他将不能正常工作 C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 【解析】铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项 A 错误； 取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B 正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律EN t 知，线圈的感应电动势 变大，选项 C 正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则 感应电流的方向不断变化，选项 D 正确 【答案】BCD 9照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八 点钟用电高峰时开灯，

24、电灯比深夜时要显得暗些这是因为用电高峰时() A总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小 C总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大 D总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低 【解析】在晚上七、八点钟时，电路上并联的灯较多，则根据并联电路的 特点可知，此时总电阻比深夜时小，再由欧姆定律可知，供电线路上的电流大， 输电线上损失的电压 U 损 IR 增大，每盏灯两端的电压也就较低 【答案】CD 10如图 8 所示边长为 L 的正方形闭合线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中，以一

25、条边为轴，以角速度 匀速转动，转轴与 B 垂直，线圈总电阻为 R， 导线电阻不计，下列说法正确的是() 图 8 A电压表示数为 BL2/8 B电压表示数为 2BL2/8 C线圈转一周产生热量为 B2L4/R D线圈转一周产生热量为 2B2L4/R Em2BL21 【解析】由 EmBL ，U 有效 2 ，电压表测量的为4R 上的电 2 2 2 U 有效 2BL2WB2L4BL 2 压，则 U 4 ，QRT R ，故 B、C 正确 8 2R 【答案】BC 二、非选择题(本题 3 小题，共 40 分) 11(10 分)(1)按图 9 所示连接好电路，合上S 和 S，发现小灯泡不亮，用 电 吹 风 对

26、 热 敏 电 阻 吹 一 会 儿 ， 会 发 现 小 灯 泡 发 光 了 ， 原 因 是 _ 图 9 (2)若将热敏电阻换成光敏电阻，合上 S 和 S，发现小灯泡发光，用黑纸包 住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是_ _. 【解析】(1)热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱， 吸不住衔铁，小灯泡不亮，电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流 增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触，小灯泡发光； (2)用黑纸 包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，继电器触点断开，造成小灯 泡熄灭 【答案】见解析 12(15 分)如图 10 甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，

27、线圈的两端 接一只小灯泡， 在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已 知线圈的匝数 n100 匝，总电阻r1.0 ，所围成矩形的面积 S0.040 m2，小 灯泡的电阻 R9.0 ， 磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化， 线圈中产生 22 的感应电动势瞬时值的表达式为 enBmS T cos T t， 其中 Bm为磁感应强度的最 大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求： 甲乙 图 10 (1)线圈中产生感应电动势的最大值； (2)小灯泡消耗的电功率； T (3)在磁感应强度变化的 04的时间内，通过小灯泡的电荷量 【解析】(1)由图象知，线圈中产生的交变电流

28、的周期 T3.14102 s， 2nBmS 所以 EmnBmS T 8.0 V. (2)电流的最大值 Im 有效值 I Em 0.80 A Rr Im2 2 5 A 2 小灯泡消耗的电功率 PI2R2.88 W. TnSB (3)在 04时间内，电动势的平均值E t EnSB 平均电流 I RrRrt nSB 流过灯泡的电荷量 QI t4.0103 Rr C 【答案】(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C 13(15 分)如图 11 甲所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在 倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻一 根质量为

29、m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁 感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下导轨和金属杆的电阻可 忽略让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间 的摩擦 图 11 (1)由 b 向 a 方向看到的装置如图 14 乙所示，请在此图中画出 ab 杆下滑过 程中某时刻的受力示意图； (2)在加速下滑过程中，当 ab 杆的速度大小为 v 时，求 ab 杆中的电流及其 加速度的大小； (3)求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值 【解析】(1)如图所示，重力 mg，竖直向下；支持力 N，垂直斜面向上； 安培力 F，沿斜面向上 EBLv (2)当 ab 杆速度为 v 时，感应电动势 EBLv，此时电路中电流 IR R B2L2v ab 杆受到安培力 FBIL R 根据牛顿运动定律，有 B2L2v mamgsin Fmgsin R ， B2L2v agsin mR . B2L2v (3)当 R mgsin 时，ab 杆达到最大速度 mgRsin vm B2L2 . BLvB2L2v 【答案】(1)见解析(2) R gsin mR mgRsin (3)vm B2L2