【學案導學設計】2020高中物理 模塊綜合檢測試題 新人教版選修3-2

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1、模塊綜合檢測 (時間:90分鐘 滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分) 1.如圖1所示,電阻和面積一定的圓形線圈垂直放入勻強磁場中,磁場的方向垂直紙面向里,磁感應強度隨時間的變化規(guī)律為B=B0sin ωt.下列說法正確的是(  ) 圖1 A.線圈中產(chǎn)生的是交流電 B.當t=π/2ω時,線圈中的感應電流最大 C.若增大ω,則產(chǎn)生的感應電流的頻率隨之增大 D.若增大ω,則產(chǎn)生的感應電流的功率隨之增大 2.兩個完全相同的靈敏電流計A、B,按圖2所示的連接方式,用導線連接起來,當把電流計A的指針向左邊撥動的過程中,電流計B的指針將(  )

2、 圖2 A.向左擺動 B.向右擺動 C.靜止不動 D.發(fā)生擺動,由于不知道電流計的內(nèi)部結構情況,故無法確定擺動方向 3.如圖3甲所示,一矩形線圈放在隨時間變化的勻強磁場內(nèi).以垂直線圈平面向里的磁場為正,磁場的變化情況如圖乙所示,規(guī)定線圈中逆時針方向的感應電流為正,則線圈中感應電流的圖象應為(  ) 圖3   4.如圖4所示,在光滑絕緣水平面上,有一鋁質(zhì)圓形金屬球以一定的初速度通過有界勻強磁場,則從球開始進入磁場到完全穿出磁場的過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑),則小球(  ) 圖4 A.整個過程勻速運動 B.進入磁場的過程中球做減速運動,穿出過程做加速運動 C.

3、整個過程都做勻減速運動 D.穿出時的速度一定小于初速度 5. 線框在勻強磁場中繞OO′軸勻速轉動(由上向下看是逆時針方向),當轉到如圖5所示位置時,磁通量和感應電動勢大小的變化情況是(  ) 圖5 A.磁通量和感應電動勢都在變大 B.磁通量和感應電動勢都在變小 C.磁通量在變小,感應電動勢在變大 D.磁通量在變大,感應電動勢在變小 6.如圖6所示的電路中,變壓器是理想變壓器.原線圈匝數(shù)n1=600匝,裝有0.5 A的保險絲,副線圈的匝數(shù)n2=120匝,要使整個電路正常工作,當原線圈接在180 V的正弦交變電源上時,下列判斷正確的是(  ) A.副線圈可接耐壓值為36 V的

4、電容器 B.副線圈可接“36 V,40 W”的安全燈兩盞 C.副線圈可接電阻為14 Ω的電烙鐵 D.副線圈可以串聯(lián)一個量程為3 A的電流表,去測量電路中的總電流 7.一交變電流的i-t圖象如圖7所示,由圖可知(  ) A.用電流表測該電流示數(shù)為10 A B.該交變電流的頻率為100 Hz C.該交變電流通過10 Ω的電阻時,電阻消耗的電功率為2 000 W D.該交變電流的電流瞬時值表達式為i=10sin 628t A 8.圖8是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓,在測量完畢后,將電路解體時應(  ) A.先斷開S1  

5、     B.先斷開S2       C.先拆除電流表      D.先拆除電阻R 9.如圖9所示的電路中,L為自感系數(shù)很大的電感線圈,N為試電筆中的氖管(啟輝電壓約70 V),電源電動勢約為10 V.已知直流電使氖管啟輝時輝光只產(chǎn)生在負極周圍,則(  ) A.S接通時,氖管不會亮 B.S接通時啟輝,輝光在a端 C.S接通后迅速切斷時啟輝,輝光在a端 D.條件同C,輝光在b端 10.如圖10所示是一種延時開關,當S1閉合時,電磁鐵將銜鐵吸下,將C線路接通,當S1斷開時,由于電磁作用,D將延遲一段時間才被釋放,則(  ) A.由于A線圈的電磁感應作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用

6、 B.由于B線圈的電磁感應作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用 C.如果斷開B線圈的開關S2,無延時作用 D.如果斷開B線圈的開關S2,延時將變長    圖6       圖7         圖8       圖9       圖10 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答 案 二、填空題(本題共2小題,共20分) 11.(5分)如圖11所示,是一交流電壓隨時間變化的圖象,此交流電壓的有效值等于________V. 圖11 12.(15分)硅光電池是一種可將光能轉換為電能的器件,某同學用圖

7、12所示的電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關系,圖中R0為定值電阻且阻值的大小已知,電壓表視為理想電壓表. (1)請根據(jù)圖12,將圖13中的實驗器材連接成實驗電路.         圖12          圖13               圖14 姓名:________ 班級:________ 學號:________ 得分:________                   (2)若電壓表V2的讀數(shù)為U0,則I=________. (3)實驗一:用一定強度的光照射硅光電池,調(diào)節(jié)滑動變阻器,通過測量得到該電池的U—I曲線a,見圖14.由此可知電池內(nèi)阻________

8、(選填“是”或“不是”)常數(shù),短路電流為______ mA,電動勢為________ V. (4)實驗二:減小實驗一中光的強度,重復實驗,測得U—I曲線b,見圖14. 當滑動變阻器的電阻為某值時,實驗一中的路端電壓為1.5 V,則實驗二中外電路消耗的電功率為________ mW(計算結果保留兩位有效數(shù)字) 三、計算題(本題共4小題,共40分) 13.(8分)如圖15所示,理想變壓器原線圈Ⅰ接到220 V的交流電源上,副線圈Ⅱ的匝數(shù)為30,與一標有“12 V,12 W”的燈泡連接,燈泡正常發(fā)光.副線圈Ⅲ的輸出電壓為110 V,電流為0.4 A.求: 圖15 (1)副線圈Ⅲ的匝數(shù)

9、; (2)原線圈Ⅰ的匝數(shù)以及通過原線圈的電流. 14.(10分)某發(fā)電站的輸出功率為104 kW,輸出電壓為4 kV,通過理想變壓器升壓后向80 km遠處的用戶供電.已知輸電線的電阻率為ρ=2.4×10-8 Ω·m,導線橫截面積為1.5×10-4 m2,輸電線路損失的功率為輸出功率的4%.求: (1)升壓變壓器的輸出電壓; (2)輸電線路上的電壓損失. 15.(8分)如圖16所示,光滑導軌MN、PQ在同一水平面內(nèi)平行固定放置,其間距d=1 m,右端通過導線與阻值RL=8 Ω的小燈泡L相連,CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下、磁感應強度B=1

10、T的勻強磁場,一質(zhì)量m=50 g、阻值為R=2 Ω的金屬棒在恒力F作用下從靜止開始運動s=2 m后進入磁場恰好做勻速直線運動.(不考慮導軌的電阻,金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸).求: 圖16 (1)恒力F的大??; (2)小燈泡發(fā)光時的電功率. 16.(14分)如圖17所示,在坐標xOy平面內(nèi)存在B=2.0 T的勻強磁場,OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導軌,其中OCA滿足曲線方程x=0.50sin y m,C為導軌的最右端,導軌OA與OCA相交處的O點和A點分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2,其中R1=4.0 Ω、R2

11、=12.0 Ω.現(xiàn)有一足夠長、質(zhì)量m=0.10 kg的金屬棒MN在豎直向上的外力F作用下,以v=3.0 m/s的速度向上勻速運動,設棒與兩導軌接觸良好,除電阻R1、R2外其余電阻不計,g取10 m/s2,求: 圖17 (1)金屬棒MN在導軌上運動時感應電流的最大值; (2)外力F的最大值; (3)金屬棒MN滑過導軌OC段,整個回路產(chǎn)生的熱量. 模塊綜合檢測 答案 1.ACD [線圈中產(chǎn)生的感應電流的規(guī)律和線圈在勻強磁場中勻速運動時一樣,都是正(余)弦交變電流.由規(guī)律類比可知A、C、D正確.] 2.B [因兩表的結構完全相同,對A來說就是由于撥動指

12、針帶動線圈切割磁感線產(chǎn)生感應電流,電流方向應用右手定則判斷;對B表來說是線圈受安培力作用帶動指針偏轉,偏轉方向應由左手定則判斷,研究兩表的接線可知,兩表串聯(lián),故可判定電流計B的指針向右擺動.] 3.B [0~t1時間內(nèi),磁場均勻增強,穿過線圈的磁通量均勻增大,產(chǎn)生的感應電流大小不變,由楞次定律知電流方向為逆時針;同理,t1~t2時間內(nèi)無電流,t2~t4時間內(nèi)有順時針大小不變的電流.] 4.D [小球進出磁場時,有渦流產(chǎn)生,要受到阻力,故穿出時的速度一定小于初速度.] 5.D [由題圖可知,Φ=Φmcos θ,e=Emsin θ,所以磁通量變大,感應電動勢變?。甝 6.BD [根據(jù)輸入電

13、壓與匝數(shù)關系,有=,解得 U2=U1=×180 V=36 V.根據(jù)保險絲熔斷電流,有P2=P1=I1U1=0.5×180 W=90 W.根據(jù)正弦交變電流有效值與最大值間的關系,有U2m=U2=36 V.允許副線圈通過的最大電流有效值為I2=I1=×0.5 A=2.5 A.負載電阻是最小值R== Ω=14.4 Ω.根據(jù)以上數(shù)據(jù),得B、D正確.] 7.BD 8.B [S1斷開瞬間,L中產(chǎn)生很大的自感電動勢,若此時S2閉合,則可能將電壓表燒壞,故應先斷開S2.] 9.AD [接通時電壓不足以使氖管發(fā)光,迅速切斷S時,L中產(chǎn)生很高的自感電動勢,會使氖管發(fā)光,b為負極,輝光在b端.故A、D項正確

14、.] 10.BC [如果斷開B線圈的開關S2,那么在S1斷開時,該線圈中會產(chǎn)生感應電動勢,但沒有感應電流,所以無延時作用.] 11.50 解析 題圖中給出的是一方波交流電,周期T=0.3 s,前時間內(nèi)U1=100 V,后時間內(nèi)U2=-50 V.設該交流電壓的有效值為U,根據(jù)有效值的定義,有T=·+·,代入已知數(shù)據(jù),解得U=50 V. 12.(1)實驗電路如下圖所示 (2) (3)不是 0.295(0.293~0.297) 2.67(2.64~2.70) (4)0.068(0.060~0.070) 解析 (1)略. (2)根據(jù)歐姆定律可知I= (3)路端電壓U=E-Ir,若r

15、為常數(shù),則U—I圖為一條不過原點的直線,由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù);當U=0時的電流為短路電流,約為295 μA=0.295 mA;當電流I=0時路端電壓等于電源電動勢E、約為2.67 V. (4)實驗一中的路端電壓為U1=1.5 V時電路中電流為I1=0.21 mA,連接a中點(0.21 mA,1.5 V)和坐標原點,此直線為此時對應滑動變阻器阻值的外電路電阻(定值電阻)的U—I圖,和圖線b的交點為實驗二中的路端電壓和電路電流,如下圖,電流和電壓分別為I=97 μA,U=0.7 V,則外電路消耗功率為P=UI=0.068 mW. 13.(1)275匝 (2)550匝 0.25

16、A 解析 理想變壓器原線圈兩端電壓跟每個副線圈兩端電壓之比都等于原、副線圈匝數(shù)之比.由于有兩個副線圈,原、副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)并不成反比,但輸入功率等于輸出的總功率. (1)已知U2=12 V,n2=30;U3=110 V 由=,得n3=n2=275匝; (2)由U1=220 V,根據(jù)=,得n1=n2=550匝 由P1=P2+P3=P2+I3U3=56 W,得I1==0.25 A 14.(1)8×104 V (2)3.2×103 V 解析 (1)導線電阻r=ρ= Ω=25.6 Ω 輸電線路上損失的功率為輸出功率的4%,則4%P=I2r 代入數(shù)據(jù)得I=125 A 由理想

17、變壓器P入=P出及P=UI得 輸出電壓U== V=8×104 V (2)輸電線路上的電壓損失 U′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V 15.(1)0.8 N (2)5.12 W 解析 (1)對導體棒由動能定理得 Fs=mv2 因為導體棒進入磁場時恰好做勻速直線運動 所以F=BId=Bd 代入數(shù)據(jù),根據(jù)以上兩式方程可解得:F=0.8 N,v=8 m/s (2)小燈泡發(fā)光時的功率PL=2·RL=5.12 W 16.(1)1.0 A (2)2.0 N (3)1.25 J 解析 (1)金屬棒MN沿導軌豎直向上運動,進入磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢.當金屬棒MN勻

18、速運動到C點時,電路中感應電動勢最大,產(chǎn)生的感應電流最大.金屬棒MN接入電路的有效長度為導軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值.因此接入電路的金屬棒的有效長度為L=x=0.5sin y,Lm=xm=0.5 m, 由Em=BLmv,得Em=3.0 V, Im=,且R并=, 解得Im=1.0 A (2)金屬棒MN勻速運動的過程中受重力mg、安培力F安、外力F外作用,金屬棒MN運動到C點時,所受安培力有最大值,此時外力F有最大值,則 F安m=ImLmB,F(xiàn)安m=1.0 N, F外m=F安m+mg,F(xiàn)外m=2.0 N. (3)金屬棒MN在運動過程中,產(chǎn)生的感應電動勢 e=3.0sin y,有效值為E有=. 金屬棒MN滑過導軌OC段的時間為t t=,y= m,t= s 滑過OC段產(chǎn)生的熱量:Q=t,Q=1.25 J.

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