2016-2017学年高二物理下册课时基础达标测试卷16

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＝20sin100πtVC．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＝20sin100πtV，选项A、B正确；由有效值定义，eq\f(（10\r(2)）2,R)×0.02＝0.04×eq\f(U2,R)，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；将电流表与线圈组成闭合回路，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()A．向下平动B．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n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电流，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1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＝20eq\r(2)sin50πtVB．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大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＝20eq\r(2)V，T＝0.02s，则ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，输入电压u＝20eq\r(2)sin100πtV，故A错误；由变压器的变压规律知：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故U2＝eq\f(U1n2,n1)＝eq\f(20×1,5)V＝4V，由题中将S1接1，S2闭合时，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L1、L2串联，故L1、L2均不能正常发光，B错误；此时P出＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R总)，副线圈负载R总增大，故P出减小，又P入＝P出，故原线圈的输入功率减小，C错误；当S1换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R，故P＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)＝eq\f(42,20)W＝0.8W，D正确．答案：D10．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160μV，磁感应强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、bA．1.3m/s，a正、b负 B．2.7m/s，a正、bC．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为零，则qE＝qvB，可得v＝eq\f(E,B)＝eq\f(U,Bd)＝eq\f(160×10－6,0.040×3×10－3)m/s≈1.3m/s，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．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈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、L2,电路中分别接了理想交流电压表和理想交流电流表，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．示数变大，与示数的比值变大C．示数变小，与示数的比值变大D．示数不变，与示数的比值不变解析：因eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，所以都不变，D对；当开关S闭合后，负载总电阻减少，则由I2＝eq\f(U2,R)可得I2增大，由U1I1＝U2I1得I1也增大，且eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，A对．答案：AD12．如图是远距离输电的示意图，则电压U1、U2、U3、U4之间的关系是()A．U1<U2 B．U2>U3C．U3>U4 D．U3＝U1＋U2解析：由图可知，左边是升压变压器，则U1<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R和自感线圈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和自感线圈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圈的匝数比有关，与输出功率无关，故A、B错误；；C项中P损＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)R，因P变大，所以P损变大，C正确；D项中eq\f(P损,P)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))\s\up12(2)R,P)＝eq\f(PR,U2)，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μ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：(1)棒能运动的距离；(2)R上产生的热量．解析：(1)设在整个过程中，棒运动的距离为l，磁通量的变化量ΔΦ＝BLl，通过棒的任一截面的电量q＝IΔt＝eq\f(ΔΦ,R)，解得l＝eq\f(qR,BL).(2)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力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能Q，即有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝μmgl＋Q，解得Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(μmgqR,BL).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＝eq\r(2)m正方形线圈ABCD，已知线圈总电阻为R总＝0.5Ω，在线圈上半部分分布着垂直于线圈平面向里，大小随时间变化的磁场，如图乙所示，已知t1时刻轻绳刚好被拉断，g取10m/s2，求：(1)在轻绳被拉断前线圈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)t1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E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S，①由图乙知eq\f(ΔB,Δt)＝1T/s，②由题意知S＝eq\f(1,2)L2＝1m2.③由①②③得E＝1V，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针．(2)由图知t＝0时，感应强度B0＝1T，④感应电流I＝eq\f(E,R总)＝2A，⑤AB边受到的安培力F安＝B0IL＝2eq\r(2)N．⑥(3)由题意知F拉max＝16N，⑦t1时刻轻绳受力为F拉max＝mg＋eq\r(2)B1IL，⑧由⑤⑦⑧得B1＝2T，由图乙可查出B1对应的时刻t1＝1s.17．(15分)U形金属导轨abcd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bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f.已知磁感应强度B＝0.8T，导轨质量M＝2kg，其中bc段长0.5m、电阻r＝0.4Ω，其余部分电阻不计，金属棒PQ质量m＝0.6kg、电阻R＝0.2Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝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10解析：导轨受到PQ棒水平向右的摩擦力Ff＝μmg，根据牛顿第二定律并整理得F－μmg－F安＝Ma，刚拉动导轨时，I感＝0，安培力为零，导轨有最大加速度：am＝eq\f(F－μmg,M)＝eq\f(2－0.2×0.6×10,2)m/s2＝0.4m/s2，随着导轨速度的增大，感应电流增大，加速度减小，当a＝0时，速度最大．设速度最大值为vm，电流最大值为Im，此时导轨受到向右的安培力F安＝BImL，F－μmg－BImL＝0，Im＝eq\f(F－μmg,BL)，代入数据得Im＝eq\f(2－0.2×0.6×10,0.8×0.5)A＝2A.由I＝eq\f(E,R＋r)，Im＝eq\f(BLvm,R＋r)得：vm＝eq\f(Im（R＋r）,BL)＝eq\f(2×（0.2＋0.4）,0.8×0.5)m/s＝3m/s.18．(15分)如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.5T，匝数为n＝50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动，每匝线圈长为L＝25cm，宽为d＝20cm.线圈每分钟转动1500转，在匀速转动过程中，(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式；(2)若每匝线圈本身电阻r＝0.02Ω，外接一阻值为13Ω的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出感应电流i的瞬时值表达式；(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势e′和感应