2017-2018学年高中物理综合检测卷A沪科版选修3-2

1、综合检测卷 A（时间：90 分钟满分：100 分）一、单项选择题（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分）1 .目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是（）A. 金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中B.金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产 生涡流C. 使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好D.能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电 答案 A解析 金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，会在隐藏金属中激起涡流

2、，反射回探测线圈，从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中的线圈的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，正确选项为 A.2 一磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去， 如图 1 所示，则下2列四个图中能较正确反映线圈中电流I和时间t的关系的是（线圈中电流的图示箭头方向为正方向）（）3答案 B解析 当条形磁铁向右运动且并未穿过线圈过程中，通过线圈的磁通量向右逐渐增加，由楞 次定律可知，线圈中的感应电流为正方向，当条形磁铁的正中央到达线圈位置时，磁通量的 变化率最小，感应电流为零， 当条形磁铁正中

3、央通过线圈后， 穿过线圈向右的磁通量逐渐减 小， 则线圈中产生负方向的感应电流，且先增大再减小，故选项B 正确.3如图 2 所示，电感L的电感很大，电源内阻不可忽略，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是（）ABCDA.灯A比灯B先亮，然后灯4B.灯B比灯A先亮，然后灯B逐渐变暗C.灯A与灯B起亮，而后灯A熄灭D.灯A与灯B起亮，而后灯B熄灭答案 B4如图 3 所示是一交变电流的it图像，则该交变电流的有效值为（）解析开关S闭合时，B灯立即亮，A灯由于电感L的自感作用，将逐渐变亮,由于总电流逐渐变大，路端电压变小,B灯逐渐变暗，选项 B 符合要求.5答案 Dm解析 设该交

4、变电流的有效值为I，由有效值的定义得（）2Rti+ImRt2=|2RT而T=ti+12,代入数据解得：I=彳石30A，故 D 正确.35.一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.在转动过程中，线框中的最大磁通量为 m,最大感应电动势为Em下列说法中正确的是（）A. 当磁通量为零时，感应电动势为零B. 当磁通量减小时，感应电动势在减小C.当磁通量等于 0.5m,感应电动势等于0.5EmD. 角速度3等于 El/m答案 D解析 根据正弦式交变电流的产生及其变化规律（设从中性面开始），e=Esin31=BSsin3t=Qm3sin3t可知 D 是正确的.6.如图 4 所示，水平桌面

5、上一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，金属框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（1）所示，磁场方向垂直线框平面向下.圆形 金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L,电阻A. 4 A B2 2 A C. 8AD.2 .303为R且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中,其磁感应强度恒为B,方向垂直导轨平面向下，如图（2）所示.若导体棒始终保持静止,则其所受的静摩擦力f随时间变化的图像是图中的（设向右为静摩擦力的正方向）哪一个（1M M乂畧址1 K XM K MK :1 2 3斗鼻启(1)图4图 3)6答案 A解析 根据楞次定律、左手定则和平

6、衡条件可知A 项正确.二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分.每题至少有两个选项正确，选对得5 分，漏选得 2 分，错选得 0 分）7 .如图 5 所示，10 匝矩形线框在磁感应强度B=-10 T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO以角速度3= 100 rad/s 匀速转动，线框电阻不计，面积为S= 0.3 m2，线框通过滑环与一图 5A.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为30 , 2cos （100t） VB.理想变压器原、副线圈匝数比为10：1C. 灯泡L2的额定功率为 0.9 WD. 若开关 S 断开，电流表的示数将增大答案 ABC解析 变压器的输入

7、电压的最大值为Un=nBSo= 10X彳2x0.3X100 V = 30 . 2 V ;从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为u=Ucos3t= 30.2cos （100t） V，故A 正确.变压器输入电压的有效值为 口=芈=30 V .开关闭合时两灯泡均正常发光，所以 U =PR=,0.3 応V=理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡合时两灯泡正常发光，且原线圈中电流表示数为Li（规格为“ 0.3 W,30Q”）和L2,开关闭0.04 A，则下列判断正确的是（）BD73 V，所以訴善=鬻=，故 B 正确.原线圈的输入功率为P-UI18=30X0.04W= 1.2 W .由

8、于原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以PL2=PIFLI=1.2 W-0.3 W= 0.9 W 故 C 正确.若开关S断开，输出电压不变，输出端电阻增大，输出电 流减小，故输入电流也减小，电流表的示数减小，D 错误.8.如图 6 甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图, 火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是图 6A. 甲图中录音机录音时， 由于话筒的声电转换， 线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B. 乙图电路开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C.丙图电路中，当有烟雾进入罩内时， 光电三极管上就会因烟雾的散射而有

9、光的照射，表现出电阻的变化D. 丁图电路中，根据电磁感应原理，声波的振动会在电路中产生恒定的电流答案 AC解析 乙图电路开关断开瞬间，线圈中产生很高的自感电动势，但由于电路不能构成回路，所以不会产生感应电流，灯泡不会突然闪亮一下，选项B 错误；丁图电路中，声波的振动会改变MN间的距离，从而改变了电容的大小， 在电路中产生变化的充放电电流，选项 D 错误.9如图 7 甲所示是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为ni、压， 为交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间

10、引发电火丙是光电传感的( )9花进而点燃气体以下判断正确的是()图 7A.电压表的示数等于 5 VB.电压表的示数等于C实现点火的条件是000D实现点火的条件是n1一 =1 000,故选项 C 正确，选项 D 错误.10如图 8 所示，边长为L的正方形闭合导线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线的方向垂直用力将线框分别以速度V1和V2匀速拉出磁场，比较这两个过程，以下判断正确的是（）图 8A.若V1V2,通过线框导线的电荷量q1q210B. 若ViV2,拉力FiF2C. 若vi=2V2，拉力的功率P=2P2D. 若vi= 2v2，拉力所做的功W=2W2答案 BDE解析 由于E=H

11、,I=Rq=IAt，所以q=-R-.由于及R错误.由于拉力F=F安，而F安=BIL,I=R E=BLv,、B2L2v所以F=F安=由此可看出，若viV2,FiF2,故 B 正确.，故q1=q2,故 A由P=Fv,F=F安=BVvR所以P=2 2BLv由于Vi= 2V2,Pi=4R，故 C 错误.P2I2Vp2i3V由拉力做功W=FL=F安L=L=-,RR又因Vi= 2V2,故W= 2W,故 D 正确.三、填空题（本题共 2 小题，共 11 分）11. （4 分）如图 9 所示，单匝矩形闭合导线框abed全部处于磁感应强度为 中，线框面积为S,电阻为R线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度n框

12、中感应电流的有效值I=_.线框从中性面开始转过2的过程中,电荷量q=_.B的水平匀强磁场3匀速转动，线通过导线横截面的图 9答案2BS5S答案2RRX X X；X X fiII11闭合开关，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向_（填“相同”或“相反”）.（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向_（填“相同”或“相反”）.答案（1）见解析图（2）相反（3）相同解析（1）实物电路图如图所示.（2）因闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故电流的绕行方向相反.（3）将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律知，

13、感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故电流的绕行方向相同.解析电动势最大值瞎 BSco，有效值，电荷量q=I t=At=2RR.由闭合电路欧姆定律可得I=舟RR R12. （7 分）在研究电磁感应现象实验中，（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图10 所示的实验器材中选择必要的器材，在图中将原线圈插入到副线圈中,J电矇图 1012四、计算题（本题共 4 小题，共 45 分）13. (8 分)轻质细线吊着一质量为m 0.32 kg、边长为L= 0.8 m 匝数n= 10 的正方形线圈， 总电阻为r= 1Q、边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图11 甲所示,磁场方向垂直纸面向里

14、，大小随时间变化关系如图乙所示，从t=0 开始经to时间细线开始2松驰，取g= 10 m/s .求：X X X X甲乙图 11(1) 在前to时间内线圈中产生的电动势；(2) 在前to时间内线圈的电功率；(3)to的值.答案(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s1L2AB10.82解析 (1)由法拉第电磁感应定律得E=n頁 =nx-x；)2= 10 x?x(-丁)2x0.5 V= 0.4V.E2(2)I=-= 0.4 A ,P=I r= 0.16 W.r(3) 线圈受力分析可知，当细线松驰时有：LE2mgrF安=nBl：=mg I=_,B= = 2 T2rnEL由题图乙知：B= 1

15、 + 0.5to(T)，解得to= 2 s.14. (10 分)如图 12 所示为交流发电机示意图，匝数为n= 100 匝的矩形线圈，边长分别为 10cm 和 20 cm,内阻为 5Q,在磁感应强度 B= 0.5 T 的匀强磁场中绕0O轴以 52 rad/s 的角速度匀速转动，线圈外部和20Q的电阻R相连接求：13图 12S断开时，电压表示数；(2) 开关S合上时，电压表和电流表示数；(3) 通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是多少?答案 (1)50 V (2)40 V 2 A (3)22 A 80 W解析(1)感应电动势的最大值瞎nBSw=100X0.5X0.1X0.2X5

16、02 V=50 2 VS断开时，电压表示数为电源电动势的有效值E=- = 50 V.(2)当开关S合上时，由闭合电路欧姆定律得E50I=A=2 A,U=IR=2X20 V=40 VR r20+ 5通过R的电流最大值Im= 2I= 2 2 A.电阻R上所消耗的电功率P=Ul= 40X2 W= 80 W.15. (12 分)如图 13 所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW 输出电压为 400 V,向为了减少电能损失， 使用 2 kV 高压输电，最后用户得到 220 V、9.5 kW图 13(1) 升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2；(2) 输电线路导线的总电阻R降压变压器原、副线圈的

17、匝数比n3:n4.距离较远的用户供电,的电力，求：14答案 (1)1：5(2)20 Q (3)95 : 1115解析(2) P= 0.5 kW =12R,又Pi=P2=U212所以12= 5 A , R= 20Qn3U3 rh 95(3)U3=U2-12R,=门，解得=n4U4ri41116.(15 分)如图 14 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= 0.20 m，电阻R= 0.40Q,导轨上停放一质量m= 0.10 kg 的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r= 0.10Q,导轨的电阻可忽略不计整个装置处于磁感应强度B= 0.50 T 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= 5.0 s 时，求:图 14(1) 通过金属杆的感应电流的大小和方向；(2) 金属杆的速度大小；(3) 外力F的瞬时功率.答案 (1)1.0 Aa(2)5.0 m/s (3)1.0 W解析 (1)由题图乙可知，t= 5.0 s 时的 U= 0.40 VU此时电路中的电流(即通过