人教版高中物理选修3-2模块综合检测(一)

马鸣风萧萧马鸣风萧萧高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）模块综合检测（一）（时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题（本题共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．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯．下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是（）A・力传感器B・光传感器C・温度传感器D・声音传感器解析：遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选项B正确,选项A、C、D错误.答案：B2．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是()A・两个传感器都是光电传感器B・两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C・两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D・只有光照和温度都适合时排气扇才能工作解析：题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照或温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对.答案：B3•对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是()A・电流大小变化，方向不变，是直流电B・电流大小、方向都变化，是交流电C・电流的周期是0.02s,最大值是0.2AD・电流做周期性变化，是交流电解析：方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征，因为在此坐标系中电流的方向用正负表示，所以此电流的方向没有改变，是直流电，A正确，B、D错误；由图象可以看出电流的周期是0.01s,而不是0.02s,C错误.答案：A4・图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分，下列说法错误的是()A・图甲、图乙均表示交流电B・图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100ntVC・图乙所示电压的有效值为20VD・图乙所示电压的有效值为10V解析：根据交变电流定义，题目中的图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100ntV,选项A、B正确;由有效值定义，評2X0・02=O・O4X器，解得题图乙所示电压的有效值为10V,选项D正确，C错误.答案：C5・我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫・假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是()A・直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B・将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C・将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D・将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场解析：电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生.A中，如果月球上有一个恒定的磁场,那么电流表不会有示数,A错误；同理,将电流表与线圈组成回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的，B错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C正确；将电流表与线圏组成闭合回路，使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方向运动，也不会有示数，D错误．答案：C6•两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行.现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到B位置，则在平移过程中，线圈中的感应电流()A・沿顺时针方向，且越来越小B.沿逆时针方向，且越来越大C・始终为零D.先顺时针，后逆时针解析：整个过程中，穿过线圈的磁通量为0.答案：C7．在光滑的桌面上放有一条形磁铁，条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆环，如图所示．则以下关于铜质小圆环和条形磁铁的描述正确的是()A・释放圆环，环下落时环的机械能守恒B.释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做匀速运动DC．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做匀速运动D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势解析根据条形磁铁的电场线的分布，铜质小圆环在下落过程中，磁通量始终为零，无电磁感应现象，释放圆环，环下落时环的机械能守恒，磁铁对桌面的压力等于磁铁的重力，故A对，B错•当磁铁左右移动时，铜质小圆环的磁通量发生变化，产生电磁感应现象，根据楞次定律可以判断，电磁感应的机械效果是阻碍它们之间的相对运动，给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动，C错；线圈有向右运动的趋势，D错.答案：A8．如图，与直导线AB共面的轻质闭合金属圆环竖直放置，两者彼此绝缘，环心位于AB的上方.当AB中通有由A至B的电流且强度不断增大的过程中，关于圆环运动情况以下叙述正确的是()向下平动向上平动C・转动：上半部向纸内，下半部向纸外D.转动：下半部向纸内，上半部向纸外解析：由题意可知，当AB中通有由A到B电流且强度在增大时，根据楞次定律可知，圆环中产生顺时针感应电流；假设直导线固定不动，根据右手螺旋定则知，直导线上方的磁场垂直纸面向外，下方的磁场垂直纸面向里．在环形导线的上方和下方各取微小元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向下，则环形导线的运动情况是向下运动•故A正确，B、C、D错误.答案：A9•图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比叫:n2=5:1,电阻R=20Q,L］、L2为规格相同的两只小灯泡,S］为单刀双掷开关•原接正弦交变电流，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示•现将S］接1,S2闭合，此时L2正常发光•下列说法正确的是（）A・输入电压u的表达式u=20\：2sin50n^VB・只断开S2后，L］、L2均正常发光C・C・只断开S2后，原线的输入功率增大D・若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W解析：由题图知，Um=20j2V,T=0.02s,则s=t=100nrad/s,输入电压u=20护sin100nTV,故A错误；由变压器的变压规律知:鈴=中，故U2=$P=d尝V=4V,由题中将S［接1,S2闭合时,U2n22n1512灯泡L2正常发光可得，灯泡L2的额定电压为4V,当只断开S2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L]、L2串联，故L]、L2均不能正常发光，B错误；此时P=孚，副线圈负载R增大，故出R总总P减小，又P=P，故原线圈的输入功率减小，C错误；当S,换出入出]接到2后，副线圈的负载仅是电阻R,故P=#=20W=0・8W,D正确．答案：D]0．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度•电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的•使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为1600,磁感应强度的大小为0.040T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()A・1・3m/s,a正、b负B・2.7m/s,a正、b负C．1.3m/s，a负、b正D．2.7m/s，a负、b正解析依据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏，因此电极a、b的正负为a正、b负；当稳定时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力m/s5・3m/s,「壬小reEU160Xm/s5・3m/s,为零，则qE=qvB，可得v=B=Bd=0.040X3X10-3A正确．答案：A二、多项选择题（本题共4小题,每小题5分,共20分・在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求,全部选对得5分,漏选得3分,错选或不选得0分）接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、11・为探究理想变压器原、副线11・为探究理想变压器原、副线电压、电流的关系,将原线l2,电路中分别接了理想交流电压表⑪①和理想交流电流表‘V导线电阻不计，如下图所示•当开关S闭合后（）A・示数变大，与示数的比值不变b.二；示数变大,X与T9示数的比值变大d示数变小，厂」与U示数的比值变大D・JJ示数不变，U与］」示数的比值不变解析：因铮=孑，所以m都不变，D对；当开关S闭合后,U2n2负载总电阻减少，则由i2=U可得I增大，由u1i1=u2i1得I］也增大，且$=身，A对・I2n1答案：AD12•如图是远距离输电的示意图，则电压U、U2、U3、U4之间的关系是()A・U1<U2B・U2>U3C・U3>U4D・U3=U1＋U2解析：由图可知，左边是升压变压器，则U］<U2，由于输电线有电阻，导致U3<U2;右边则是降压变压器，所以U3>U4，故A、B、

C正确，D错误.答案：ABC13．如图所示，电路甲、乙中，电阻13．如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线L的电阻值都很小，接通S,使电路达到稳定，灯泡D发光，则（）图甲图乙A・在电路甲中，断开S,D将逐渐变暗B・在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C・在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D・在电路乙中，断开S,D将变得更亮，然后渐渐变暗解析：电感总是阻碍电流的变化，线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向与原电流的方向相反，抵制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相同，抵制减小．在电路图甲中，断开S,由于线圈阻碍电流变小，导致D将逐渐变暗，故A正确；在电路甲中，由于电阻R和自感线圏L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比电阻的电流小，当断开S时，D将不会变得更亮，但会渐渐变暗.故B错误；在电路图乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流

小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致D将变得更亮，然后逐渐变暗，故C错误，D正确.答案：AD14．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A・升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C・输电线上损耗的功率增大D・输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：无论升压变压器还是降压变压器，它们的输出电压与原副线圏的匝数比有关，与输出功率无关，故A、B错误；C项中P_PRP_PRPU2'PR,因P变大，所以P扌”变大，C正确；D项中予因P变大，所以比值变大，D正确。答案：CD三、计算题(本题共4小题，共50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)15．(10分)如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L,右端接有电阻R,磁感应强度为B,一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为“，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q,求：棒能运动的距离；R上产生的热量．解析：⑴设在整个过程中，棒运动的距离为Z,磁通量的变化量bt^—BU，通过棒的任一截面的电量q—ILt—^R^，解得1=霊・根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦1力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能Q,即有2mv=“mgl+Q,解得Q=2mv0—“mgl=2mv0—气|攀・16．如图甲所示，一能承受最大拉力为16N的轻绳吊一质量为

m=0・8kg，边长为L=\；2m正方形线圈A〃CD,已知线圈总电阻为R总=0.5Q,在线圈上半部分分布着垂直于线圈平面向里，大小总随时间变化的磁场，如图乙所示，已知%时刻轻绳刚好被拉断，g取10m/s2，求：(1)在轻绳被拉断前线(1)在轻绳被拉断前线感应电动势大小及感应电流的方向；(2)t=0时AB边受到的安培力的大小；(3片的大小.图甲图乙解析(1)轻绳被拉断前，由法拉第电磁感应定律得感应电动势EAtAtS，由图乙知A7=1T/s,②1由题意知S=2L2=1m2•③由①②③得E=1V,根据楞次定律，感应电流方向为逆时针．⑵由图知t=0时，感应强度B0=1T,④E感应电流I=r=2A,⑤总AB边受到的安培力F安=〃"=2卩N.⑥⑶由题意知F=16N,⑦拉max心时刻轻绳受力为F拉max=mg+脚JL，⑧由⑤⑦⑧得B1=2T，由图乙可查出B］对应的时刻t=1s.17・（15分）卩形金属导轨abed原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与be等长的金属棒PQ平行be放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱纟、/已知磁感应强度B=0・8T,导轨质量M=2kg,其中be段长0.5m、电阻r=0.4Q,其余部分电阻不计，金属棒PQ质量m=0.6kg、电阻R=0・2Q、与导轨间的摩擦因数“=0・2・若向导轨施加方向向左、大小为F=2N的水平拉力，如图所示•求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度（设导轨足够长，g取10m/s2）・解析：导轨受到PQ棒水平向右的摩擦力Ff=/img,根据牛顿第二定律并整理得F-“mg-F安=秘，刚拉动导轨时，I=0，安培力为零，导轨有最大加速度感

m/s2=0・4m/s2,F-^mgm/s2=0・4m/s2,am=—M2随着导轨速度的增大，感应电流增大，加速度减小，当a=0TOC\o"1-5"\h\z时，速度最大•设速度最大值为v，电流最大值为I，此时导轨受mm到向右的安培力F=BIL,安mF-^mg-BImL=0,r=F-“mg"mBL~，代入数据得Im代入数据得Im=m2-0.2X0.6X100.8X0.5A=2A.由"=R^~9I=R^®得:R＋rmR＋rm/s=3m/s.Im（R＋r）2X（0.2＋m/s=3m/s.immBL0.8X0.518.(1