高中物理 模块综合检测二新人教版选修32

1、模块综合检测(二)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1.如图所示，一个矩形线圈abcd放在垂直纸面向里的匀强磁场中，在进行下列操作时，整个线圈始终处于磁场之内，线圈中能产生感应电流的是()a线圈沿纸面向右移动b线圈沿纸面向下移动c线圈垂直纸面向外移动d线圈以ab边为轴转动解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化因此无论线圈如何运动，关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产生由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂直纸面向外运动，其磁通量均不变化，均无感应电

2、流产生，故a、b、c错误；当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故d正确答案：d2一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e220sin 100t v，关于这个交变电流的说法正确的是()a交流电的频率为100 hz，周期为0.01 sb此交变电流电动势的有效值为220 vc此交变电流电动势的峰值约为380 vdt0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零解析：由交流电的瞬时值表达式知最大值为220 v，故c错误；角速度100 rad/s，由频率f hz50 hz，故a错误；t0时瞬时值e0知此时线圈与中性面重合，磁通量最大，故d错误答案：b3如图所示，理想变压器的原

3、线圈接u11 000sin 100t(v)的交变电压，副线圈通过电阻r6的导线对“220 v，880 w”的电器rl供电，该电器正常工作由此可知()a原、副线圈的匝数比为501b交变电压的频率为100 hzc副线圈中电流的有效值为4 a d变压器的输入功率为880 w解析：输入电压的有效值为11 000 v，用电器的额定电压为220 v，所以变压器的输出电压大于220 v，原、副线圈的匝数比小于501，故a错误；由输入电压的表达式知，f50 hz，故b错误；副线圈中的电流与用电器中的电流相同，i4 a，故c正确；变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880 w，所以变压器

4、的输入功率大于880 w，故d错误答案：c4如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度h处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()a三者同时落地b甲、乙同时落地，丙后落地c甲、丙同时落地，乙后落地d乙、丙同时落地，甲后落地解析：甲是闭合铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故d正确答案：d5如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈，上线圈两端与u51sin 314

5、t(v)的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()a2.0 vb9.0 vc12.7 v d144.0 v解析：根据u51sin 314t(v)可知交流电的最大值为um51 v，则其有效值u1 v v；由图可知线圈n1是原线圈，线圈n2是副线圈，如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有可得u2u1× v v9 v，因为交流电压表指示的是有效值，故如果是理想变压器则b正确但实际变压器存在漏磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故实际副线圈的输出电压小于9 v，故a正确答案：a6如图所示，金属棒ab原来处于静止状态(悬挂)由于cd棒

6、的运动，导致ab棒向右摆动，则cd棒()a向右平动 b向左平动c向里平动 d向外平动解析：ab棒向右摆动，说明它受到的安培力方向向右，根据左手定则判断出ab中的电流方向为ba.这说明cd棒的电流方向为dc，再根据右手定则判断出cd棒的切割方向是向外，选项d正确答案：d7如图所示甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 v的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 v若分别在c、d两端与g、h两端加上110 v的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为()a220 v，220 v b220 v，110 vc110 v，110 v d220 v，0 v解析：首先要搞清楚变

7、压器和分压器在改变电压原理上的本质不同对于变压器，a、b间与c、d间的电压比总是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈无关，故a、b间接220 v的交流电压，c、d间的电压为110 v，c、d间改接110 v的交流电压，则a、b间应输出电压为220 v；而对于分压器，当e、f间接220 v的电压时，电阻的e、g与f、g部分串联，g、h间电压仅是f、g部分电阻的电压，当g、h间接110 v的电压时，由于e、g部分无电流，e、g两点等电势，故e、f间的电压等于g、h间的电压，故只有选项b正确答案：b8.交变电流电压的有效值为6 v，它和电阻r1、r2及电容器c、电压表一起连接成如图所示的电路，图

8、中电压表的读数为u1，为了保证电容器c不被击穿，电容器的耐压值为u2，电容器在电路中正常工作，则()au16 vu26 vbu16 vu23 vcu16 vu26 vdu16 vu26 v解析：电压表读数为交流电压的有效值，所以电压表读数u16 v，电容器耐压值应大于交流电压的最大值， u26 v.答案：d9如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为b.一边长为a、电阻为4r的正方形均匀导线框abcd从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图乙中线框a、b两端电压uab与线框移动距离的关系图象正确的是()解析：进入磁场时，注意uab是路端电压，应该是电

9、动势的四分之三，此时ebav，所以uab；完全进入后，没有感应电流，但有感应电动势，大小为bav，穿出磁场时电压应该是电动势的四分之一，uab，电势差方向始终相同，即a>b，由以上分析可知选d.答案：d10如图所示，甲、乙两图是两个与匀强磁场垂直放置的金属框架，乙图中除了一个电阻极小、自感系数为l的线圈外，两图其他条件均相同如果两图中ab杆均以相同初速度、相同加速度向右运动相同的距离，外力对ab杆做功的情况是()a甲图中外力做功多 b两图中外力做功相等c乙图中外力做功多 d无法比较解析：两图中ab杆均做加速运动，电流将增大，图乙中由于线圈自感的阻碍作用，感应电流较甲图小，安培阻力也较小，

10、 又加速度相同，则外力较甲图小， 甲图中外力做功多，a正确答案：a二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得5分，漏选得3分，错选或不选得0分)11自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是()a奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系b欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系c法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系d焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系解析：奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，a正确欧姆定

11、律描述了电流与电阻、电压与电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，b错误，d正确法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，c正确答案：acd12如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时()ap、q将互相靠拢 bp、q将互相远离c磁铁的加速度仍为gd磁铁的加速度小于g解析：方法一设磁铁下端为n极，如图所示，根据楞次定律可判断出p、q中的感应电流方向，根据左手定则可判断p、q所受安培力的方向可见，p、q将互相靠拢由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁

12、铁下端为s极时，根据类似的分析可得到相同的结果所以，本题应选ad方法二根据楞次定律的另一表述感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以，p、q将互相靠近且磁铁的加速度小于g.答案：ad13图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，a为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示以下判断正确的是()a电流表的示数为10 ab线圈转动的角速度为100 rad/sc0.01 s时线圈

13、平面与磁场方向平行d0.02 s时电阻r中电流的方向自右向左解析：由题图乙可知交流电电流的最大值是im10 a，周期t0.02 s，由于电流表的示数为有效值，故示数i10 a，选项a正确；角速度100 rad/s，选项b正确；0.01 s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，选项c正确；由楞次定律可判断出0.02 s时流过电阻的电流方向自左向右，选项d错误答案：abc14.(多选)如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖

14、直向上、磁感应强度b随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么()a小球对玻璃圆环的压力一定不断增大b小球所受的磁场力一定不断增大c小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动d磁场力对小球一直不做功解析：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其电场强度方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以c正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，d正确；小球在水平面内沿

15、半径方向受两个力作用：环的压力fn和磁场的洛伦兹力f，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中fbqv，磁场在增强，球速先减小，后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力f向m，其大小随速度先减小后增大，因此压力fn也不一定始终增大故正确答案为c、d.答案：cd三、实验题(本题共2小题，共15分)15(6分)在探究产生感应电流条件的实验中，实验室提供了下列器材：电源、开关、电流表、大小螺线管、铁芯、滑动变阻器、导线若干，如图所示请按照实验的要求连好实验电路解析：大螺线管和电流表组成闭合电路；带铁芯的小螺线管、滑动变阻器、电源、开关组成闭合回路如图所示16(9分)如图所示，先后以速度v1和

16、v2(v12v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：(1)线圈中的感应电流之比i1i2_(2)线圈中产生的热量之比q1q2_(3)拉力做功的功率之比p1p2_答案：(1)21(2)21(3)41四、计算题(本题共3小题，共35分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)17(8分)如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的半径为r1 m、电阻为r3.14的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的it图象

17、(以逆时针方向为正)；(2)求出线框中感应电流的有效值解析：(1)如图所示(2)设电流的有效值为i，则有：i2rtir·ir·，得i a.18(12分)如图所示，一小型发电机内有n100 匝的矩形线圈，线圈面积s0.10 m2，线圈电阻可忽略不计在外力作用下矩形线圈在b0.10 t的匀强磁场中，以恒定的角速度100 rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴oo匀速转动，发电机线圈两端与r100 的电阻构成闭合回路求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转为90°角的过程中通过电阻r的电荷量；(3)线圈匀速转动10 s，电流通过电

18、阻r产生的焦耳热解析：(1)线圈中感应电动势的最大值emnbs3.14×102 v(314 v，100 v也同样得分)(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角所用时间为t，线圈中的平均感应电动势n，通过电阻r的平均电流，在t时间内通过电阻的电荷量qt1.0×102 c.(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，电阻两端电压的有效值uem，经过t10 s，电流通过电阻产生的焦耳热q热t，解得q热4.9×103 j.19(13分)如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距l0.4 m导轨右端接有阻值r1 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为l.从0时刻开始，磁感应强度b的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以