完整版物理选修32期末测试题Adoc.docx

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完整版物理选修32期末测试题Adoc

选修3—2期末测试卷（A）

时间：

90分钟满分：

100分

班级_________姓名____________学号____________成绩_____________

一．单项选择题（本题共10题每小题3分共30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．以下符合史实的是（）

A．焦耳发现了电流磁效应的规律

B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．楞次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．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直

线运动

2．长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R.如图所示，对称轴

MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速

拉出，第二次让线框以ω＝2v/b的角速度转过90°角．那么（）

A．通过导线横截面的电荷量q1∶q2＝1∶n

B．通过导线横截面的电荷量q1∶q2＝1∶1

C．线框发热功率P1∶P2＝2n∶1

D．线框发热功率P1∶P2＝1∶2

3．如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触

电阻阻值恒为R，其余电阻不计．则（）

A．该过程中导体棒做匀减速运动

12

B．该过程中接触电阻产生的热量为8mv0

QR

C．开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为S＝B

1

D．当导体棒的速度为2v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半

4．如图所示，OO′为一金属转轴（只能转动不能移动），M为与OO′固定连接且垂直于OO′的金属杆，当OO′转动时，M的另一端在固定的金属环N上滑动，并保持良好的接触．整个装置处于一匀强磁场中，磁场方向平行于OO′轴，磁感应强度的大小为B0.图中V为一理想电压表，一端与OO′接触，另一

1

端与环N连接．已知当OO′的角速度ω＝ω0时，电压表读数为U0；如果将磁

场变为磁感应强度为nB0的匀强磁场，而要电压表的读数为

mU

0

时，则

′转

OO

动的角速度应变为（

）

A．nω0

B．mω0

n

m

C.mω0

D.nω0

5．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫

电流互感器．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（）

6．如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连

成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为

0.02m2、

电阻为0.1Ω的金属环．铁芯的横截面积为

0.01m2，且假设

磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动

变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加

0.2T，

则从上向下看（）

A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为

4.0×10－3V

B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为

－

3V

4.0×10

C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为

－

3V

2.0×10

D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为

2.0×10－3V

7.如图所示，在水平面内的直角坐标系

xOy中有一光滑金属导轨AOC，其

π

中曲线导轨OA满足方程y＝Lsinkx，长度为2k的直导轨OC与x轴重合，整个

导轨处于竖直向上的匀强磁场中．现有一长为

L的金属棒从图示位置开始沿x

轴正方向做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为

R0，除金属棒的电阻

外其余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动过程中，它与导

轨组成的闭合回路（）

A．电流逐渐增大

B．电流逐渐减小

C．消耗的电功率逐渐增大

D．消耗的电功率逐渐减小

2

8．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如

图乙所示，则此时交流电压表的示数为（）

A．220V

B．110V

220

110

C.2V

D.2V

9．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖

直方向且与磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从t＝0时刻起，线

2π

圈以恒定角速度ω＝T绕cd边沿图所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方

向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图象

为（）

10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端

连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中

沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数是12毫安，那么电流

表A2的读数是（）

A．0B．3毫安

C．48毫安D．与R值大小有关

二．多项选择题（本题共4题每小题4分共16分）

3

11．如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁

场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质，两把手间距为L，只考虑自行车在地磁场中的电

磁感应，下列结论正确的是（）

A．图示位置中辐条A点电势比B点电势低

B．图示位置中辐条A点电势比B点电势高

C．自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv

D．自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电动势要降低

12．如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁

场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB＝BC＝l，

线框导线的总电阻为R.则线框离开磁场的过程中（）

A．线框中的电动势随时间均匀增大

Bl2

B．通过线框截面的电荷量为2R

2B2l2v

C．线框所受外力的最大值为

R

D．线框中的热功率与时间成正比

13．如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t＝0

时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化

关系的是（）

14．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L的金

属杆aO，已知ab＝bc＝cO＝L/3，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分

圆弧）金属轨道始终接触良好．一电容为C的电容器接在轨道上，如图9－3－25

所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度ω顺时针匀速转动

时，下列选项正确的是（）

A．Uac＝2UbO

B.Uac＝2Uab

4

42

C．电容器带电荷量Q＝9BLωC

D．若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零

三、非选择题（本题共6题，满分54分）

15．（本题满分4分）当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值________（填

“变大”、“不变”或“变小”）．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率

随________变化而改变的特性制成的．

16．（本题满分8分）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它与计算机相

连，能在几秒内画出电流随时间变化的图像．如图甲所示电路，电源电动势为直

流8V，电容器为几百微法的电解电容器，先使开关S与1相连，电源向电容器

充电，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，计算机屏幕上显示出电流随时间变化的I－t曲线，如图乙所示．则：

在图乙中画出了一个竖立的狭长矩

形（在乙图的左端），它的面积表示的物理意义是：

__________________根.据以上数据估算的电容是__________（结果保留三位有效数字）．

甲：

观察电容器放电的电路图

乙：

该电容器放电的I－t图象

17．（本题满分8分）如图所示，矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad

＝5×10－2m，ab＝20×10－2m，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，R1＝R3＝1Ω，R2＝R4＝3Ω.

求：

（1）平均感应电动势；

（2）转落时，通过各电阻的平均电流．（线圈的电阻忽略不计）

5

18.（本题满分8分）如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨

MN、PQ，导轨间距离为L，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量分别为ma、mb的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R.轻质弹簧的左端与b杆连接，右端被固定．开始时a杆以

初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触．求当b杆达到最大速度vm时：

（1）b杆受到弹簧的弹力；

（2）弹簧具有的弹性势能．

19．（本题满分14分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，匝数n＝6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω＝200rad/s.已知ab＝0.1m，bc

＝0.2m，线圈的总电阻R＝40Ω，试求：

（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

（2）设t＝0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达

式；

（3）画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；

（4）当ωt＝30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？

π

（5）线圈从图示位置转过2的过程中，感应电动势的平均值是多大？

（6）线圈的发热功率多大？

6

20．（本题满分12分）发电机的端电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经

输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．

（1）画出全过程的线路图；

（2）求用户得到的电压和功率；

（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．

7

选修3—2期末测试卷（A）

一．单项选择题

1.【答案】B

【解析】焦耳发现了电流的热效应，通常称此为焦耳热，A错误．库仑研究电荷间作用的规律，得出库仑定律，B正确．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了磁场产生电流，打开电气时代的大门，C错误．伽利略做斜面实验，研究自由落体运动，D错误．

2.【答案】B

【解析】首先，在第一、二次运动过程中，磁通量的减少量为ΔΦ1＝ΔΦ2

EΔΦ

＝B·ab/2.当回路为n匝，总电阻为nR时．由q＝I·Δt＝nR·Δt＝tR·Δt＝ΔΦ/R.可得q1∶q2＝1∶1.故知A错B对．两种情况下线框电阻不变，由电（热）功率公式可

得

E）2

P＝（

①

1

1

P

E

2

2

E1＝nBav

②

2

ab

2v

③

E＝nB··

2

2b

联立①②③式，即可求出以下结果P∶P＝2∶1，故知C、D均错．

1

2

3.【答案】

C

【解析】

由

B2l2

v＝ma可知该过程中l、v均在变化，故a变化，A错．由

R

能量守恒可知Q

1

2

ΔΦ

QR

热

＝2mv，B错．I＝tR，ΔΦ＝BS，Q＝It，联立得S＝B

，C

0

1

E

Blv

I0

对．当v＝2v0时，l

4.【答案】D

【解析】

电压表为理想电压表，故电压表读数为金属杆

M转动切割磁感

线时产生的感应电动势的大小．

0

1

0

0

2

0

1

0

2

，r为金属杆的长

U

＝2Bωr，mU

＝2nB

ω′r

m

0

度，则ω′＝nω.故D正确．

8

5.【答案】A

【解析】电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故B、D选项错误．同

时，由I1n1＝I2n2知要使I2n1，故A选项正确，C选项错误．

6.【答案】C

【解析】铁芯内的磁通量情况是相同的，金属环的有效面积即铁芯的横截

ΔΦ－3

面积．根据电磁感应定律E＝nt＝1×0.2×0.01V＝2×10V．又根据楞次定

律，金属环中电流方向为逆时针方向，即C正确．

7.【答案】C

【解析】金属棒向右运动产生的电动势为

E＝Byv0，回路中的电阻

＝0，

R

yR

E

Bv0

2

2

0

故回路中的电流I＝R＝R0

，大小为一定值，故A、B均错误；再由P＝I

R＝IRLsin

π

kx可知，在x＜2k的情况下，P随x增大而增大，故C正确，D错误．

8.【答案】

B

【解析】

本题考查电压的有效值的计算．设电压的有效值为U，根据有效

2202

U2

值定义有

2

T

T，解得U＝110V，则B正确．

R

·＝

R

2

9.【答案】B

T

【解析】在0～4内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，

T33

由楞次定律知，电流方向为负值；在4～4T，线圈中无感应电流；在4T时，ab

边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值，故只有B项正确．

10.【答案】A

【解析】当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动

时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产

生感应电流，A正确．

二．多项选择题

11．【答案】AC

【解析】自行车车把切割磁感线，由右手定则知，自行车左车把的电势比

9

右车把的电势高B2Lv；辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条A

点电势比B点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向，地磁场竖直分量

始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变．正确答案为A、C两项．

12．【答案】AB

【解析】三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度

L＝vt，所以线框中感应电动势的大小E＝BLv＝Bv2t，故选项A正确；线框离开

磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量

Q＝It＝ΔΦ×Δt＝Bl2，选项B正确；当

tR

2R

线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则

F＝BIl＝

B2l2v

B2v4t2

R，选项C

错误；线框的热功率为

P＝Fv＝BIvt×v＝

R

，选项D错误．

13．【答案】

BC

【解析】

在t1时刻断开开关S后，由于自感现象通过D1

的电流逐渐减小，

方向不变，A错误，B正确；而通过D2和D3的电流方向立即改变，C正确，D

错误．

14.【答案】

AC

1

2

1

2

2

2

2

【解析】

金属杆转动切割磁感线，UaO＝2BLω，UbO＝2B（3L）ω＝9BLω，

1

1

2

1

2

4

2

UcO＝2B（3L）ω＝18BLω；则Uac＝UaO－UcO＝9BLω，得Uac＝2U

bO，A对；Uab

＝U－U

bO

＝

18BLω，B项错误；电容器两端的电压为

U

，故

Q＝CU＝

9

aO

5

2

ac

ac

4

BL2ωC，C正确；当把电压表接在eO间时，表与Oce组成回路，电压表有示数，测量cO间的电压，故D错．

三．非选择题

15.【答案】变小温度

【解析】光敏电阻是感光元件，它的阻值随光照强度的增强而减小，它可把光学量变为电阻这一电学量，常用来制造光控开关，热敏电阻对温度反应敏感．

16.【答案】通过电流传感器的电荷量350～400μF

【解析】由q＝It可知，I－t图像中的面积表示为通过电流传感器的电荷量．由

10

数格法可知电容器放电前所带电荷量Q＝37×0.2×10－3×0.4C＝2.96×10－3C，

Q

则C＝U＝370μF.

17.答案：

（1）1V

（2）0.25A

解析：

线圈由位置Ⅰ转落至位置

Ⅱ的过程中，穿过线圈的磁通量

Φ发生变化，即产生

感应电动势，视这一线圈为一等效电源，

线圈内部为内电路，

线圈外部为外电路，然后根据

闭合电路欧姆定律求解．

（1）设线圈在位置Ⅰ时，穿过它的磁通量为

Φ，线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为Φ，

1

2

有

Φ1

＝BSsin30

－2

2

－2

Wb，

＝°1×10Wb，Φ＝2×10

所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝1×10－2Wb.

ΔΦ1×10－2

根据电磁感应定律可得E＝t＝0.01V＝1V.

（2）将具有感应电动势的线圈等效为电源，其外电路的总电阻

R1＋R2

1＋3

R＝2＝2Ω＝2Ω.

根据闭合电路欧姆定律得总电流

I＝E＝1A＝0.5A.

R＋r2＋0

通过各电阻的电流I′＝0.25A.

18.【解析】

（1）设某时刻a、b杆速度分别为v和vm，经过很短的时间t，

a杆移动距离为vt，b杆移动距离为vmt，回路面积改变量S＝L（v－vm）t.

BS

由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E＝t[或直接写为E＝BL（v

－vm）]

E

回路中的电流I＝2R

b杆受到的安培力Fb＝BIL

当b杆的速度达到最大值vm时，b杆的加速度为0，设此时b杆受到的弹簧

11

弹力为FT，由牛顿第二定律得FT＝Fb，

B2L2v－vm

.

联立以上各式解得FT＝

2R

（2）以a、b杆和弹簧为研究对象，设弹簧弹性势能为

E，由能量转化与守恒

p

定律得

1

2

1

2

1

2

＋2Q＋E，

2mv＝2mv

＋2mv

a0

a

bm

p

1

2

1

2

1

2

－2Q.

故E＝2mv－

2mv

－2mv

p

a0

a

bm

【答案】

B2L2v－vm

（1）

2R

19.【解析】

（1）因为线圈匀速转动，感应电动势的最大值就出现在题图所

示位置

Em＝nBSω＝6×2×0.1×0.2×200V＝48V

感应电流最大值

Em48

Im＝R＝40A＝1.2A.

（2）感应电动势的瞬时值表达式：

e＝Em·sinωt＝48sin200tV.

（3）i-ωt图象如图所示

（4）当线圈从图示位置转过30°角时，穿过线圈的磁通量Φ和感应电动势e

分别为：

Φ＝BL1L2·sin30°

1

＝2×0.1×0.2×2Wb

＝0.02Wb

12

e＝48sin30V°＝24V

由欧姆定律可得此时电流瞬时值为：

e

i＝R＝0.6A.

（5）线圈从图示位置转过

π

2的过程中，磁通量的变化为

ΔΦ＝B·S

π

π

线圈转过2所用的时间

t＝2ω

此过程中交变电动势的平均值

E＝n

ΔΦ