人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷【解析版】.doc
《人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷【解析版】.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷【解析版】.doc(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷
(满分:
100分时间:
90分钟)
一、选择题(每题4分,共40分)
1.单匝闭合线框在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。
在转动的过程中,线框中的最大磁通量为φm,最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是()
A.当穿过线框的磁通量为零时,线框中感应电动势也为零
B.当穿过线框的磁通量减小时,线框中感应电动势也减小
C.当穿过线框的磁通量等于0.5φm时,线框中感应电动势不等于0.5Em
D.线框转动的角速度等于Em/φm
2.目前中国南极考察队队员正在地球南极考察,设想考察队队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时,由于地磁场作用,冰车两端会有电势差,设驾驶员左方电势为U1,右方电势为U2,则以下说法正确的是()
A.向着南极点行进时,U1比U2高B.背着南极点行进时,U1比U2低
C.在水平冰面上转圈时,U1比U2高
D.无论怎样在水平冰面上行进,U1总是低于U2
3.将一个闭合金属环用丝线悬于O点,如图1所示。
虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场。
下列的现象能够发生的是()
O
B
图1
A.金属环的摆动不会停下来,一直做等幅摆动
B.金属环的摆动幅度越来越小,小到某一数值后做等幅摆动
C.金属环的摆动会很快停下来
D.金属环最后一次向左摆动时,最终停在平衡位置左侧某一点处
4.如图2所示,光滑无电阻的金属框架MON竖直放置,水平方向的匀强磁场垂直MON平面,质量为m的金属棒ab从∠abO=60°的位置由静止释放,两端沿框架在重力作用下滑动。
在棒由图示的位置滑动到处于水平位置的过程中,ab中感应电流的方向是()
图2
A.由a到bB.由b到aC.先由a到b,再由b到aD.先由b到a,再由a到b
5.在图3中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。
当开关K处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方。
那么,当开关K断开时,将出现()
图3
A.G1和G2的指针都立即回到零点
B.G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
C.G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点
D.G1的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
6.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转化成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用,如图4所示,是一种测定液面高度的电容式传感器示意图,金属芯线与导电的液体形成一个电容器,从电容C的大小变化就能反映导电液面的升降情况,两者的关系是()
图4
A.C增大表示h增大B.C增大表示h减小C.C减小表示h减小D.C减小表示h增大
7.如图5所示为一正弦式电流通过一电子元件后的波形图,则下列说法正确的是()
图5
A.这也是一种交变电流
B.电流的变化周期是0.02s
C.电流的变化周期是0.01s
D.电流通过100Ω的电阻时,1s内产生热量为100J
8.如图6所示是一种热敏电阻(PTC元件)的电阻R随温度t变化的关系图线,这种元件具有发热、控温双重功能.常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温度.如果将该元件接到220V恒定电压下,则
A.通电后,其电功率先增大后减小
B.通电后,其电功率先减小后增大
C.当其发热功率等于散热功率时,温度保持在t1不变
D.当其发热功率等于散热功率时,温度保持在t1到t2之间的某一值不变
t/℃
R
t2
t1
图6
图(a)
A
铁芯
图(b)
图7
9.钳形电流表的外形和结构如图7(a)所示。
图(a)中电流表的读数为1.2A。
图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则()
A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b)的读数为3.6A
10.如图8所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10︰1,b是原线圈的中心抽头,电压表V和电流表A均为理想电表,除滑动变阻器电阻R以外,其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为:
(V)。
下列说法中正确的是:
()
图8
A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22V
B.时,c、d两点间的电压瞬时值为110V
C.单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器触头向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小
D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小
二、填空题(每小题6分,共24分)
11.将金属热敏电阻、数字电流表、电源按图9连接成电路.将烧杯装入2/3的水,并用铁架台固定在加热器上.闭合开关S,当热敏电阻未放入热水中时,电流表示数为I1;将热敏电阻放入温水中,电流表示数为I2;将热敏电阻放入热水中,电流表示数为I3.则I1、I2、I3的大小关系为.
A
S
图9
RT
图10
12.如图10所示,边长为0.5m和0.4m的矩形线圈,在斜向上B=0.1T的匀强磁场中从水平方向转到竖直方向,若B与水平方向间的夹角为30°,线圈电阻为0.01Ω,则此过程中通过线圈的电荷量为
13.如图11所示,理想变压器的初级线圈接在220V的正弦交流电源上,,次级线圈、间匝数为10匝,当把电键K由掷向时,通过上的电流增加A,则通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为
图11
图12
14.如图12所示,变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n1∶n2∶n3=4∶2∶1,所连接的三个灯消耗的电功率相同.则通过每个灯的电流之比I1∶I2∶I3=_____,每个灯的电阻之比为R1∶R2∶R3=_____.
三、计算题(每小题9分,共36分)
15.如图13所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属片,这两块金属片组成一个小电容器.该电容器的电容C可用公式计算,式中常量e=9×10-12F·m-1,S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离.当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了,从而给出相应的信号.设每个金属片的正对面积为50mm2,键未按下时两金属片的距离为0.6mm.如果电容变化了0.25pF,电子线路恰能检测出必要的信号,求键至少要被按下多少mm?
图13
16.如图14所示,在绝缘光滑水平面上,有一个边长为L的单匝正方形线框abcd,在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。
线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直,线框的ab边始终平行于磁场的边界。
已知线框的四个边的电阻值相等,均为R。
求:
⑴在ab边刚进入磁场区域时,线框内的电流大小。
⑵在ab边刚进入磁场区域时,ab边两端的电压。
⑶在线框被拉入磁场的整个过程中,线框产生的热量。
图14
B
v
a
b
c
d
17.图15甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20m,电阻R=0.40Ω,导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω,导轨的电阻可忽略不计。
整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。
现用一水平外力F水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。
从金属杆开始运动经t=5.0s时,求:
⑴通过金属杆的感应电流的大小和方向;⑵金属杆的速度大小;⑶外力F的瞬时功率。
甲
V
R
B
F
M
N
Q
P
乙
U/V
t/s
O
0.2
0.4
0.6
3
2
1
4
5
6
图15
a
b
18.如图16所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的长度ab=0.25m,宽度bc=0.20m,共有n=100匝,总电阻r=1.0W,可绕与磁场方向垂直的对称轴OO’转动。
线圈处于磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V,1.8W”的灯泡,当线圈以角速度ω匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为1.8W。
(不计转动轴与电刷的摩擦)
(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em=nBSω(其中S表示线圈的面积);
(2)求线圈转动的角速度ω;
(3)线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能。
d
O′
O
L
B
图16
a
b
c
人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷参考答案
1.BCD解析:
线框在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流,磁通量最大时,电动势最小,磁通量最小时,电动势最大;当磁通量等于0.5φm时,线框与磁场方向成600角,则电动势应为Em;由Em=NBS=Nφm,可知D正确,故选BCD。
2.BD解析:
在南极附近,地磁场磁感线的方向都是向上的,向着南极点行进或者背着南极点行进时,冰车切割磁感线,由右手定则可知,驾驶员右方电势高于左方电势;不管冰车怎样在水平冰面上行进,依据右手定则可判定,驾驶员右方电势总是高于左方电势。
故BD正确。
3.C解析:
此题考查电磁阻尼。
左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出),由于磁通量发生变化,环内一定有感应电流产生。
根据楞次定律,感应电流将会阻碍相对运动,所以摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象。
若用能量守恒来解释:
有电流产生,就一定有机械能向电能转化,摆的机械能将不断减小。
摆动就会很快停下来。
4.D解析:
回路面积先增加后减小,根据楞次定律可知感应电流先由b到a,再由a到b。
5.D解析:
K断开后,自感电流的方向与G1原电流方向相反,与G2原电流方向相同.答案为D.
6.AC解析:
电容器的电容C决定于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素.如果某一物理量的变化能引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,那么,通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化.在此题中,当液面高度h发生变化时,将导致接触面积的变化,液面上升,接触面积增大,电容增大;液面下降,接触面积减小,电容减小.
7.BD.解析:
此电子元件为二极管由于电流方向不变,此电流为直流电,根据电流有效值得定义由公式I12Rt1+0=I2RT,其中I1=,t1=0.01,T=0.02,解得I=1A,1s内产生的热量为Q=50I2RT=100J
8.AD解析:
由于电阻R在通电后先减小后增加,又由可知,P先增大后减小,故A正确,B错误;
9.D解析:
当用同一电缆线绕了3匝,加在电表上电压为原来的3倍,电流也为原来的3倍。
10.A解析:
因为,当单刀双掷开关与a连接时,U1=220V,
n1:
n2=10︰1,解得:
U2=22V,A选项正确;
对B选项:
因为,
B选项错误;
对C选项:
滑动变阻器触头向上移动时,其电阻R变大,由欧姆定律得:
I2变小,电流表示数变小,而电压表示数不变,因为它的示数U2是由U1和匝数比决定的,而这些量没有变化,因此C错误;
对D选项:
当单刀双掷开关由a扳向b时,匝数n1变小,匝数n2和输入电压U1不变,