高中物理粤教版2本册总复习总复习 模块综合测评

模块综合测评(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()【导学号：90270139】A．只要有磁通量穿过闭合电路，电路中就有感应电流B．只要闭合电路在做切割磁感线运动，电路中就有感应电流C．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流D．只要穿过闭合电路的磁通量足够大，电路中就有感应电流【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，与穿过线圈的磁通量的大小无关，C正确．【答案】C2．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()图1A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同【解析】金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的．线圈接在直流电源上，S闭合时，金属套环也会跳起．电压越高，线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起．故选项A、B、C错误，选项D正确．【答案】D3．(2023·青岛高二期末)圆形导线框固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图2所示．若规定逆时针方向为感应电流i的正方向，下列i­t图中正确的是()图2【解析】由E＝neq\f(ΔB,Δt)S，i＝eq\f(E,R)可知，圆环内磁感应强度B的变化率恒定不变，电流大小也不变，A项错误；由楞次定律可知，第1s内导线框中的感应电流方向沿逆时针方向，与规定的正方向相同，故选项B、D一定错误，只有选项C正确．【答案】C4.(2023·汕尾高二期末)如图3所示，平放在水平面的铁芯上分别绕有线圈L1、L2，每个线圈各接有两条光滑的平行金属导轨，金属棒MN、PQ均垂直于导轨放置，MN棒可自由移动而PQ棒固定．MN所在轨道之间有竖直向上的匀强磁场B1，PQ棒所在轨道之间有沿竖直方向的变化磁场B2，规定竖直向上为B2的正方向．当B2变化时，MN在磁场B1的作用下向右运动，则B2随时间变化的B2­t图象可能是下图中的()【导学号：90270140】图3ABCD【解析】由E2＝neq\f(ΔB2,Δt)S可知，若磁场B2均匀变化，产生的感应电动势E2恒定不变，L2中的电流恒定不变，L1中将无感应电动势，MN棒不会向右运动，A、B选项均错误；若B2竖直向上，逐渐减小，变化率也减小，由楞次定律可判断，L1中的磁通量方向竖直向上，且在减小，MN棒中的感应电流方向由M→N，在B1中所变安培力水平向左，MN棒将向左运动，C选项错误；同样道理可分析，D选项正确．【答案】D5．(2023·嘉兴高二检测)在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t的图象是()【解析】设匀强磁场的磁感应强度为B，矩形线圈abcd的面积为S，如图所示，从中性面位置开始逆时针方向匀速转动，设经过时间t转过的角度θ＝ωt，转到位置a1d1，画出它的正视图如图所示．由磁通量计算式Φ＝BS(S为垂直磁感线方向的面积)可知，在时刻t通过线圈平面的磁通量为Φ＝BScosθ＝BScosωt，即ω与t的关系按余弦函数规律变化．C选项正确．【答案】C6．(2023·全国卷Ⅱ)如图4所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v­t图象中，可能正确描述上述过程的是()【导学号：90270141】图4【解析】导体切割磁感线时产生感应电流，同时产生安培力阻碍导体运动，利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第二定律可确定线框在磁场中的运动特点．线框进入和离开磁场时，安培力的作用都是阻碍线框运动，使线框速度减小，由E＝BLv、I＝eq\f(E,R)及F＝BIL＝ma可知安培力减小，加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化，不产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运动，故选项D正确．【答案】D7．如图5所示是一火灾报警器电路的示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()图5A．I变大，U变小 B．I变小，U变大C．I变小，U变小 D．I变大，U变大【解析】首先弄清电路的结构：R2与R3并联，再与R1串联，当R3所在处出现火情时，R3的温度升高，则R3的电阻增大，故整个外电路的电阻要增大，路端电压U也要增大，R3两端电压也要增大，即R2两端电压要增大，所以I要增大，故选D.【答案】D8．如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是()【导学号：90270142】图6A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB．当单刀双掷开关与a连接且t＝s时，电流表示数为零C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz【解析】原线圈输入电压的有效值为U1＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，当单刀双掷开关与a连接时，U2＝eq\f(1,10)U1＝22V，A选项正确；当t＝s时，电流表示数不为零，电流表测量的是有效值，B选项错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，U2′＝eq\f(1,5)U1＝44V，输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，此时输出电压的频率不变，C选项正确，D选项错误．【答案】AC9.如图7所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置，若v1∶v2＝1∶2，则在这两次过程中()图7A．回路电流I1∶I2＝1∶2B．产生的热量Q1∶Q2＝1∶2C．通过任一截面的电荷量q1∶q2＝1∶2D．外力的功率P1∶P2＝1∶2【解析】金属棒切割磁感线产生的感应电动势为BLv，感应电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLv,R)，其大小与速度成正比；产生的热量Q＝I2Rt＝eq\f(B2L2v2,R)·eq\f(L′,v)＝eq\f(B2L2L′v,R)，B、L、L′、R是一样的，两次产生的热量比等于运动速度的比；通过任一截面的电荷量q＝It＝eq\f(BLv,R)eq\f(L′,v)＝eq\f(BLL′,R)与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为1∶1；金属棒运动过程中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相同．则外力的功率P＝Fv＝BILv＝eq\f(B2L2v2,R)，其中B、L、R相同，外力的功率与速度的平方成正比，所以外力的功率之比应为1∶、B正确．【答案】AB10．竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图8所示，磁感应强度B＝T，导体杆ab和cd的长均为m，电阻均为Ω，所受重力均为N，现在用力向上推导体杆ab，使之匀速上升(与导轨接触始终良好)，此时cd恰好静止不动，ab上升时下列说法正确的是()【导学号：90270143】图8A．ab受到的推力大小为2NB．ab向上的速度为2m/sC．在2s内，推力做功转化的电能是JD．在2s内，推力做功为J【解析】以ab、cd为整体可知向上推力F＝2mg＝N，对cd可得BIl＝mg，所以I＝eq\f(mg,Bl)＝eq\f,×A＝1A，设ab运动速度为v，则Blv＝I×2R，所以v＝eq\f(2RI,Bl)＝eq\f(2××1,×m/s＝2m/s,2s内转化的电能W电＝I2×2Rt＝J,2s内推力做的功WF＝Fvt＝J．故选项B、C正确．【答案】BC二、非选择题(本题共3小题，共40分．)11．(12分)(2023·镇安高二检测)交流发电机的原理如图9甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R＝Ω，求：甲乙图9(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速转动，1min内外界对线圈做的功是多少？【解析】(1)由i­t图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im＝A.(2)矩形线圈转动的周期T＝×10－3s.(3)由有效值I＝eq\f(Im,\r(2))，线圈电阻上产生的电热功率为P＝I2R＝eq\f(I\o\al(2,m),2)R＝4W.(4)外界对线圈做功转化成电能再转化成电热，1min内外界对线圈做的功W＝Pt＝240J.【答案】(1)A(2)×10－3s(3)4W(4)240J12．(14分)某电子天平原理如图10所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量．已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g，问：图10(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？(2)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系．(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？【导学号：90270144】【解析】(1)由右手定则知：感应电流从C端流出．(2)设线圈受到的安培力为FA.外加电流从D端流入．由FA＝mg和FA＝2nBIL，得m＝eq\f(2nBL,g)I.(3)设能称量的最大质量为m0.由m＝eq\f(2nBL,g)I和P＝I2R，得m0＝eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R)).【答案】(1)感应电流从C端流出(2)供电电流从D端流入m＝eq\f(2nBL,g)I(3)eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R))13．(14分)如图11甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为R＝Ω的电阻，质量为m＝kg、电阻为r＝Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)．甲乙图11(1)判断金属棒两端a、b的电势高低；(2)求磁感应强度B的大小；(3)在金属棒ab从开始运动的s内，电阻R上产生的热量．【解析】(1)由右手定则判断φb>φa.(2)当