(沪科版)物理选修3-2精练：综合检测卷【B】及答案解析.pdf

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1、综合检测卷B (时间： 90 分钟满分： 100 分) 一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题4 分，共 24 分) 1了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重 要则以下符合事实的是() A丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象 B英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场 C法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕 D安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的 答案B 2.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测， 它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器酒精气体传感

2、器的电阻随酒精气体浓度 的变化而变化，在如图1 所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这 样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系如果二氧化锡半导体型酒精气体传感 器电阻 r 的倒数与酒精气体的浓度c 成正比， 那么， 电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的 对应关系正确的是() 图 1 AU 越大，表示c 越大， c 与 U 成正比 BU 越大，表示c 越大，但是c 与 U 不成正比 CU 越大，表示c 越小， c 与 U 成反比 DU 越大，表示c 越小，但是c 与 U 不成反比 答案B 解析传感器电阻r的倒数与酒精气体浓度c 成正比，即 1 rkc.电路中的电流为

3、 I E r RR0 r，电压表示数 UIR0 ER0 rRR0 r kR0E k RR0r 1 c ，可见电压U 与酒精气 体浓度 c 的关系不成正比，但随浓度的增大而增大故B 正确 3.如图 2 所示是测定自感系数很大的线圈L 直流电阻的电路，L 两端并联一只电压表，用 来测量自感线圈的直流电压在测量完毕后，将电路解体时应() 图 2 A先断开S1B先断开S2 C先拆除电流表D先拆除电阻R 答案A 解析只要不断开S1线圈 L 与电压表就会组成闭合电路，在断开电路干路时，线圈L 会 因此产生感应电流，流过电压表的电流方向与原来方向相反，电压表中指针将反向转动，损 坏电压表，所以必须先拆下电压

4、表，即断开S1. 4.如图 3 所示， 两条平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行，现使此线框向上匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度 方向与 ab 边垂直，则下图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的 规律() 图 3 答案D 解析感应电流的变化与感应电动势的变化一致，线圈进入磁场过程中，切割磁感线的 有效长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，完全进入磁场之后，磁通量不再变化，感应电动 势等于零，离开磁场过程中，切割磁感线的有效长度逐渐变短，D 正确 5一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e2202s

5、in 100 t V，对于 这个交变电流的说法正确的是() A此交变电流的频率为100 Hz，周期为0.01 s B此交变电流电动势的有效值为220 V C耐压为220 V 的电容器能够在该交变电路中使用 Dt0 时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零 答案B 解析由电动势瞬时值表达式可知，此交变电流的频率为50 Hz，周期为0.02 s，电动势 的有效值为220 V，最大值为220 2 V，故 A、C 选项错误， B 选项正确当t0 时，电动势 的瞬时值为零，说明t0 时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，故D 选项错误 6如图 4 所示，光滑导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直

6、于导轨平面，当金属 棒 ab 沿导轨下滑到稳定状态时，灯泡的电功率为P，其他电阻不计，要使灯泡在棒稳定运动 状态下的电功率为2P，则应() 图 4 A将导轨间距变为原来的2倍 B换一电阻减半的灯泡 C将磁场磁感应强度B 加倍 D换一质量为原来2倍的金属棒 答案D 解析导体棒达到稳定状态时，有 mgsin BIL B 2L2v m R 灯泡的电功率P BLvm 2 R 由 式得 P mgsin 2R B 2L2 根据上式可知只有D 项正确 二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题5 分，共 20 分每题至少有两个选项正确，选对 得 5 分，漏选得2 分，错选得0 分) 7如图 5 所示， M 是

7、一小型理想变压器，接线柱a、b 接在正弦交流电源上变压器右 侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其阻值随温度 升高而减小电流表为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表显示加在报警器上 的电压 (报警器未画出 )，R3为一定值电阻当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确 的是() 图 5 A.的示数不变，的示数增大 B.的示数增大，的示数减小 C.的示数不变，的示数增大 D.的示数不变，的示数减小 答案BD 8.如图 6 所示， 矩形线圈abcd 的边长分别是ab L，adD，线圈与磁感应强度为B 的匀 强磁场平行，线圈以ab 边为轴做角速度为 的匀速转

8、动，下列说法正确的是(从图示位置开 始计时 ) () 图 6 At0 时线圈的感应电动势为零 B转过 90 时线圈的感应电动势为零 C转过 90 的过程中线圈中的平均感应电动势为 1 2 BLD D转过 90 的过程中线圈中的平均感应电动势为 2 BLD 答案BD 解析A、B 两选项中都是瞬时感应电动势，用EBLv 求解比较方便t0 时，只有 cd 边切割磁感线，感应电动势E1BLvBL DBS 0，A 错；转过90 时，线圈的四条边均 不切割磁感线，E20，B 正确； C、D 两选项求的都是平均感应电动势，用 E t 较方便 转 过 90 的过程中，穿过线圈的磁通量由0 变为 BLD.转过

9、90 所用时间 t T 4 2 4 2 ，故 平均电动势为：E t BLD 2 2 BLD ，故 C 错， D 正确 9某发电厂原来用电压为U1的交流电输电， 后改用变压比为 150 的升压器将电压升高 为 U2后输电，输送的电功率保持不变若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是 () A由公式I P U2可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的 1 50 B由公式I U2 R线可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的 50 倍 C由公式P I 2R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 1 2 500 D由公式P U 2 2 R线可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的

10、 2 500 倍 答案AC 解析由 U1 U2 n1 n2可知， U 250U1，输送功率不变，由公式 I P U2可知，输电线中的电流变 为原来的 1 50，选项 A 正确，B 错误； 由 PI 2 R 线可知， 输电线上的功率损耗减为原来的 1 2 500， 选项 C 正确， D 错误 10.如图 7 所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为 ，导轨电阻不计，与阻值为R 的定 值电阻相连， 磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过导轨平面有一质量为m、长为 l 的导体棒 从 ab 位置获得平行斜面的大小为v 的初速度向上运动，最远到达ab的位置， 滑行的距离 为 s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的

11、动摩擦因数为 .则 () 图 7 A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为 B 2l2v R B上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为 mv 2 2 C上滑过程中电流做功产生的热量为 mv 2 2 mgs(sin cos ) D上滑过程中导体棒损失的机械能为 mv 2 2 mgssin 答案CD 解析上滑过程中导体棒在初始位置所受安培力最大，即FBIl BBlv 2R l B 2l2v 2R ，所以选 项 A 错误；上滑过程中由动能定理可得安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为W安培 力W摩擦力WG Ek 1 2mv 2，选项 B 错误；上滑过程中电流做功产生的热量等于克服安培

12、力做的功，选项C 正确；由能量守恒定律可判断D 正确 三、填空题 (本题共 2 小题，共11 分) 11(4 分)如图 8 所示，变压器的原线圈1 接到有效值为220 V 的交流电源上副线圈2 的匝数 n230 匝，与一个“12 V，12 W”的灯泡L 连接， L 能正常发光副线圈3 的输出电 压 U3110 V，与电阻R 连接，通过R 的电流为0.4 A，由此可知原线圈1 与副线圈3 的匝数 比为 _，原线圈1 中通过的电流为_ A. 图 8 答案210.25 12(7 分)如图 9 甲所示是某同学探究热敏电阻阻值随温度变化的规律时设计的电路图 (1)根据电路图，在图乙的实物上连线 图 9

13、(2)通过实验，他得到了该热敏电阻的伏安特性曲线如图10 所示，由图可知，热敏电阻的 阻值随温度的升高而_ (3)他将这个热敏电阻接入如图11 所示的电路中，已知电源电压为9 V ，R130 ，内阻 不计的毫安表读数为500 mA ，则 R2的阻值为 _ 图 10图 11 答案(1)连接实物图如图所示 (2)减小(3)25 解析(2)由热敏电阻伏安特性曲线可知：随电流、电压的增大(即功率增大，温度升高)， 曲线斜率也增大，因此电阻阻值减小 (3)毫安表内阻不计，则通过R1的电流 I1 E R1 9 30 A300 mA. 通过 R2和 R 的电流为 I2IAI1500 mA 300 mA 20

14、0 mA， 由 R 的伏安特性曲线可以读出，当I2 200 mA 时， R 两端的电压为U4 V， 则 R2两端的电压U2EU5 V， 所以 R2 U2 I2 5 20010 3 25 . 四、计算题 (本题共 4 小题，共45 分) 13(8 分 )如图 12 所示， 匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化 率 B t k，k 为正的常量用电阻率为 、横截面积为S的硬导线做成一边长为l 的方框将方 框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求： 图 12 (1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率 答案(1) klS 8 (2) k 2l2S

15、8 解析(1)方框的感应电动势为E t 1 2l 2 B 导线中的电流为I E R 式中 R 是导线的总电阻，根据电阻率公式有 R 4l S 联立 式，将 B t k 代入得 I klS 8 . (2)方框所受磁场的作用力的大小为 FBIl 它随时间的变化率为 F t Il B t 由 式得 F t k 2 l 2S 8. 14(9 分 )如图 13 所示， 一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长为l1，宽为 l2， 共有 n 匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R 的定值电阻线圈以 角速度 在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO匀速转动，沿转 动

16、轴 OO方向看去，线圈转动方向沿顺时针求： 图 13 (1)线圈经过图示位置时通过电阻R 上的感应电流的方向； (2)从图示位置 (线圈平面平行于磁场方向)开始计时， 经多长时间， 通过电阻 R 上电流的瞬 时值第一次为零？ (3)与电阻并联的电压表的示数是多少？ 答案(1)自上而下(2) 2 (3) nBl1l2R 2 Rr 解析(1)根据右手定则判断，R 上的感应电流的方向为自上而下 (2)t 1 4T 2 4 2 . (3)EmnBl1l2 .所以 E 2 2 nBl1l2 . UR R Rr E nBl1l2R 2 R r . 15(12 分)在图 14 甲中，直角坐标系xOy 的 1

17、、3 象限内有匀强磁场，第1 象限内的磁 感应强度大小为2B，第 3 象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向 里现将半径为l、圆心角为90 的扇形导线框OPQ 以角速度绕 O 点在纸面内沿逆时针匀 速转动，导线框回路电阻为R. 图 14 (1)求导线框中感应电流的最大值 (2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I 随时间t 变化的图像(规定与 图甲中线框的位置相对应的时刻为t0) (3)求线框匀速转动一周产生的热量 答案(1) Bl 2 R (2)见解析图(3) 5 B 2l4 4R 解析(1)线框从题图甲位置开始(t0)转过 90 的过程中，产生的感应电动势为

18、： E11 2 2B l 2 由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I1 E1 R 联立以上各式解得：I1 Bl 2 R 同理可求得线框进出第3 象限的过程中，回路电流为： I2 Bl 2 2R 故感应电流最大值为：Im Bl 2 R (2)It 图像为： (3)线框匀速转动一周产生的热量： Q2(I 2 1 R T 4 I 2 2 R T 4) 又 T 2 解得： Q 5 B 2l4 4R . 16(16 分)如图 15 甲所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ 相距为 l，导轨平面与 水平面夹角为 ，金属棒 ab 垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒 的质量为m.导

19、轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B. 金属导轨的上端与开关S、阻值为 R1的定值电阻和电阻箱R2相连 不计一切摩擦， 不计导轨、 金属棒的电阻，重力加速度为g.现在闭合开关S，将金属棒由静止释放 (1)判断金属棒ab 中电流的方向； (2)若电阻箱R2接入电路的阻值为 0，当金属棒下降高度为h 时，速度为v，求此过程中 定值电阻上产生的焦耳热Q； (3)当 B 0.40 T、l0.50 m、 37 时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱 R2阻值的 变化关系如图乙所示取g10 m/s 2，sin 37 0.6，cos 37 0.8.求 R1的大小和金属棒的质量

20、 m. 图 15 答案(1)b 到 a(2)mgh 1 2mv 2 (3)2.0 0.1 kg 解析(1)由右手定则可知，金属棒ab 中的电流方向为b 到 a (2)由能量守恒定律可知，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热 mgh 1 2mv 2Q 解得： Qmgh 1 2mv 2 (3)最大速度为vm时，切割磁感线产生的感应电动势 EBlvm 由闭合电路欧姆定律得：I E R1R2 从 b 端向 a 端看，金属棒受力如图所示： 金属棒达到最大速度时满足 mgsin BIl 0 由以上三式得最大速度： vm mgsin B 2l2R2 mgsin B 2l2R1 题图乙斜率 k6030 2.0 m/(s )15 m/ (s )， 纵截距 vm030 m/s 则： mgsin B 2l2 R1vm0， mgsin B 2l2 k 解得： R12.0 ，m0.1 kg.