人教版高中物理选修32同步练习模块检测B卷.docx

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人教版高中物理选修32同步练习模块检测B卷

模块检测（B卷）

P59　　本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分110分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

1～8小题只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分）

1.

如图所示，条形磁铁正上方放置一矩形导体线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框由N极端点匀速平移到S极端点的过程中，线框中的感应电流的情况是（　　）

A．线框中始终无感应电流

B．线框中始终有感应电流

C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应电流

D．线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应电流

答案　B

解析　根据条形磁铁的磁场分布情况，在线框平移的过程中，穿过线框的磁通量始终在变化，线框中始终有感应电流。

2.

如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大导体线圈P相连接，要使小导体线圈Q获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线圈共面）（　　）

A．向右匀速运动B．向左减速运动

C．向右减速运动D．向右加速运动

答案　C

解析　欲使Q线圈中产生顺时针的感应电流（感应电流的磁场方向垂直于纸面向里），由楞次定律和安培定则可知有两种情况，一是P中有顺时针方向的逐渐减小的电流，该电流产生的穿过Q的磁通量在减少；二是P中有逆时针方向的逐渐增大的电流，该电流产生的穿过Q的磁通量在增大。

因此，对于第一种情况，应使ab向右减速运动；对于第二种情况，应使ab向左加速运动。

当ab匀速运动时，在P中产生的感应电流是稳定的，穿过Q的磁通量不变化，Q无感应电流。

故C正确。

3.

如图所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平的初速度v0抛出，设在整个过程中棒的指向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是（　　）

A．越来越大B．越来越小

C．保持不变D．无法判断

答案　C

解析　金属棒切割磁感线的有效速度是与磁感应强度B垂直的那个分速度，由于金属棒切割磁感线的水平分速度不变，故感应电动势不变。

4．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，与灯泡L1连接的是一只理想二极管D。

下列说法中正确的是（　　）

A．闭合开关S稳定后L1、L2亮度相同

B．断开S的瞬间，L2会逐渐熄灭

C．断开S的瞬间，L1中电流方向向左

D．断开S的瞬间，a点的电势比b点高

答案　D

解析　闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以L1与二极管被短路，导致灯泡L1不亮，而L2将亮，因此L1、L2亮度不同，故A错误；断开S的瞬间，L2会立刻熄灭，故B错误；断开S的瞬间，线圈L与灯泡L1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势高于b端，因二极管单向导电，所以回路中没有电流，故C错误，D正确。

5.

如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离两两相等，当两块蹄形磁铁匀速向右运动时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是（　　）

A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左

C．一直向右D．一直向左

答案　D

解析　当两蹄形磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右运动的趋势，受木板的摩擦力方向向左，当蹄形磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右运动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，D正确。

6.

一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．t1时刻通过线圈的磁通量为0

B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

答案　D

解析　t1、t3时刻线圈中的感应电动势e＝0，故为线圈通过中性面的时刻，线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为0，故A、C错误。

t2时刻，e＝Em，线圈平面转至与磁感线平行，磁通量为0，B错误。

每当e变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值最大，D正确。

7.

在收音机线路中，天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图所示的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是（　　）

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈

C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈

D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈

答案　C

解析　电容器具有“通高频、阻低频”作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器。

电感线圈在该电路中要求“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流圈。

故C正确。

8.

如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220

sin（100πt）V，电阻R＝44Ω，电压表、电流表均为理想电表。

则下列说法不正确的是（　　）

A．交流电的频率为50Hz

B．电压表的示数为44V

C．电流表A1的示数为0.2A

D．电流表A2的示数约为1.4A

答案　D

解析　交流电频率f＝

Hz＝50Hz，即A正确，故不选择A。

原线圈输入电压的有效值为U1＝

＝220V，副线圈输出电压U2满足

＝

＝

，U2＝44V，即B正确，故不选择B。

电流表A2的示数I2＝

＝1A，电流表A1示数I1满足

＝

＝

，I1＝0.2A，即C正确，D错误，故不选择C，选择D。

9．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动，为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　）

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

答案　AD

解析　若线圈闭合，进入磁场时，通过闭合线圈的磁通量增大，由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动，故A正确；若线圈不闭合，不会产生感应电流，线圈不受安培力，故线圈相对传送带不发生滑动，故B错误；由图知1和2,4和5,5和6之间的距离相等，第3个线圈位置偏右，说明没有发生相对滑动，则第3个线圈为不合格线圈，故C错误，D正确。

10.

如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是（　　）

A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变

B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭

C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭

D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭

答案　BD

解析　线圈对变化的电流有阻碍作用，开关接通时，A、B串联，同时发光，但电流稳定后线圈的直流电阻忽略不计，使A被短路，所以A错误，B正确；开关断开时，线圈与A构成回路，阻碍电流变小，产生自感电动势，使A再次发光，然后又逐渐熄灭，所以C错误，D正确。

11．在远距离输电时，若输电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面面积为S，总长度为L，输电线上损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式中正确的是（　　）

A．P′＝

B．P′＝

C．P用＝P－

D．P用＝P1－

答案　BD

解析　输电线电阻R＝ρ

，输电电流I＝

，输电线上损失的功率P′＝I2R＝

2·ρ

＝

，用户得到的电功率P用＝P－P′＝P1－

，所以选项B、D正确。

12.

如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。

其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。

每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次。

下列说法正确的是（　　）

A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压

B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压

C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次

D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次

答案　BC

解析　当光线照射R1时，R1阻值减小，R总减小，电源电压不变，由闭合电路欧姆定律得I＝

，电路中的电流增大，R2是定值电阻，U2＝IR2，R2两端电压增大，信号处理系统获得高电压，所以A错误，B正确；根据前面分析可知，每当有人经过时，即没有光照射R1时，则信号处理系统获得低电压，信号处理系统计数一次，即信号处理系统每获得一次低电压就计数一次，所以C正确，D错误。

第Ⅱ卷（非选择题，共62分）

二、填空题（本题共3小题，每小题6分，共18分）

13．如图所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动。

（1）～（3）问（填“有”或“无”）。

（1）当开关S接通或断开时，电流表中________电流通过；

（2）若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中________电流通过；

（3）当开关S一直闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，电流表中________电流产生；

（4）综上所述，只要穿过________电路的________发生变化，就会产生感应电流。

答案　

（1）有　

（2）有　（3）无　（4）闭合　磁通量

解析　

（1）闭合和断开开关瞬间，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流；

（2）若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流；

（3）当开关S一直闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，磁通量不变，不产生感应电流；

（4）综上所述，只要穿过闭合电路的磁通量变化，就会产生感应电流。

14.

如图所示的虚线框中存在有理想边界的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。

边长为l、电阻为R的正方形线圈，绕对称轴（与磁场边界重合）以角速度ω由图示位置转过90°，此过程中线圈中产生的热量为________。

答案　

解析　Im＝

＝

＝

，I＝

，Q＝I2R·Δt，Δt＝

，联立以上各式解得Q＝

。

15.

车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的，为了预防事故发生，设计了如图所示的光电自动制动安全电路，只要人手不小心靠近了飞转的工件，机器就自动停转，请简述其工作原理。

图中的A为车床上的电动机；B为随电动机高速转动的工件；C为光源，它发出的光照到光敏电阻D上；E为电磁铁；F为衔铁；G为电源；H为弹簧。

工作原理：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　见解析

解析　当手在C与D间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电阻阻值迅速变大，控制电路中电流减小，使电磁铁磁性减弱，从而放开衔铁，工作电路断开，机器自动停转。

三、计算题（共44分。

解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤）

16.

（10分）如图所示的匀强磁场中，有两根相距20cm的固定平行金属光滑导轨MN和PQ。

磁场方向垂直于MN、PQ所在平面。

导轨上放置着ab、cd两根平行的可动金属细棒。

在两棒中点OO′之间拴一根40cm长的细绳，绳长保持不变。

设磁感应强度B以1.0T/s的变化率均匀减小，abdc回路的电阻为0.50Ω。

求：

当B减小到10T时，两可动边所受磁场力和abdc回路消耗的功率。

答案　均为0.32N　0.0128W

解析　根据E＝n

＝n

，

E＝1.0×20×40×10－4V＝0.08V。

根据I＝

，F＝BIL，

F＝10×

×20×10－2N＝0.32N，

P＝

＝

W＝0.0128W。

17.

（11分）如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面倾角θ＝37°，导轨间的距离L＝1.0m，下端连接R＝1.6Ω的电阻，导轨电阻不计，所在空间均存在磁感应强度B＝1.0T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场，质量m＝0.5kg、电阻r＝0.4Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒、大小F＝5.0N的恒力使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，当金属棒滑行2.8m后速度保持不变。

（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求：

（1）金属棒匀速运动时的速度大小v；

（2）当金属棒沿导轨向上滑行的速度v′＝2m/s时，其加速度的大小a。

答案　

（1）4m/s　

（2）2m/s2

解析　

（1）金属棒匀速运动时产生的感应电流

Im＝

，

由平衡条件有F＝mgsinθ＋BImL，

代入数据解得v＝4m/s。

（2）此时金属棒受到的安培力F安＝

，

由牛顿第二定律有F－mgsinθ－F安＝ma，

解得a＝2m/s2。

18．（11分）某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处用户供电。

已知输电线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：

（1）升压变压器的输出电压；

（2）输电线路上的电压损失。

答案　

（1）80kV　

（2）3.2kV

解析　设每根输电线的电阻为r，则

r＝ρ

＝2.4×10－8×

Ω＝12.8Ω，

理想变压器，高压输出端功率P输＝P0，P0为发电机功率。

（1）设升压变压器的输出电压为U输，输电线上电流为I，输电线上的功率损失P损＝2I2r

I＝

＝

A＝125A，

由P输＝U输I得U输＝

＝

＝80kV。

（2）输电线路上的电压损失

U损＝I·2r＝125×12.8×2V＝3.2kV。

19．（12分）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。

有一个电站，输送的电功率为P＝500kW，当使用U＝5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。

求：

（1）这时的输电效率η和输电线的总电阻R线；

（2）若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？

答案　

（1）60%　20Ω　

（2）22.4kV

解析　

（1）由于输送功率为P＝500kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12000度，终点得到的电能E′＝7200度，因此效率η＝

＝60%。

输电线上的电流可由I＝

计算，为I＝100A，而输电线损耗功率可由P损＝I2R线计算，其中P损＝

kW＝200kW，因此可求得R线＝20Ω。

（2）输电线上损耗功率P损＝

2·R线∝

，原来P损＝200kW，现在要求P损′＝10kW，由

＝

计算可得输电电压应调节为U′≈22.4kV。