与名师对话高三课标版物理质量检测4高二物理选修3-2

质量检测(四)高二物理选修3－2(检测范围：选修3－2时间：90分钟总分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．)1．(2012·苏州期末)遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器．下列属于应用这类传感器的是()A．红外报警装置B．金属电阻温度计C．电子电路中使用的“干簧管”D．霍尔元件[解析]红外报警装置利用的是光传感器，选项A正确．[答案]A2．(2012·北京卷)一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为P2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()A．5VB．52VC．10VD．102V[解析]交流电消耗的电功率P2为有效值，所以P2＝Um22R，P＝10V2R，解得Um＝10V，C正确．[答案]C3．一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引[解析]磁铁靠近圆环的过程中，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍穿过圆环的磁通量的增加，与原磁场方向相反，如下图甲所示，二者之间是斥力；当磁铁穿过圆环下降离开圆环时，穿过圆环的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍穿过圆环的磁通量的减少，与原磁场方向相同，如图乙所示，磁铁与圆环之间是引力．因此选项D正确．[答案]D4．(2012·浙江联考)如下图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝6∶1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻．当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光．如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是()A．副线圈两端的电压有效值均为6VB．副线圈两端的电压有效值均为216VC．灯泡L1变亮，灯泡L2变亮D．灯泡L2变暗，灯泡L3变亮[解析]由图可知原线圈两端的电压有效值为36V，根据U1U2＝n1n2得副线圈两端的电压有效值均为6V，所以选项A对；电阻对交流无影响，灯泡L1亮度不变；电感阻交流，电容通交流，所以灯泡L2变暗，灯泡L3变亮，选项D正确．[答案]AD5．(2012·河北期末)如下图中正方形线框abcd长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c，d两点与外电路相连，外电路电阻也为r.则下列说法中正确的是()A．S断开时，电压表读数为22BωL2B．S断开时，电压表读数为28BωL2C．S闭合时，电流表读数为210rBωL2D．S闭合时，线框从图示位置转过π/2过程中流过电流表的电荷量为BL2/7r[解析]正方形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，产生的感应电动势最大值为BωL2，电源电动势为E＝22BωL2.S断开时，内电路电流I＝E/4r＝28rBωL2，电压表读数等于cd两点之间电压为U＝Ir＝28BωL2，选项B正确，A错误；S闭合时，电路总电阻为3r＋r/2＝7r/2，ab中电流为I＝2E/7r＝27rBωL2；电流表读数为I/2＝214rBωL2，选项C错误；S闭合时，线框从图示位置转过π/2过程中，磁通量变化ΔΦ＝BL2，时间Δt＝π/2ω，产生感应电动势的平均值为ΔΦ/Δt＝2ωBL2/π，电流平均值为4ωBL2/7rπ，流过电流表的电流平均值为I＝2ωBL2/7rπ，电荷量为q＝IΔt＝BL2/7r，选项D正确．[答案]BD6．(2012·江西调考)如右图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a，b为L上的左右两端点，A，B，C为完全相同的三个灯泡，原来开关S是闭合的，三个灯泡均在发光．某时刻将开关S打开，则下列说法正确的是()A．a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭B．b点电势高于a点，B，C灯闪亮后缓慢熄灭C．a点电势高于b点，B，C灯闪亮后缓慢熄灭D．b点电势高于a点，B，C灯不会闪亮只是缓慢熄灭[解析]开关S闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比B，C灯支路的总电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B，C灯的电流I2.且电流方向由a到b，a点电势高于b点．当开关S打开，由于与电源断开，但电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过A灯的电流减小，瞬间流过B，C灯支路的电流为I1I2，故B，C灯闪亮一下后再缓慢熄灭，故B正确．[答案]B7．(2012·江苏卷)某同学设计的家庭电路保护装置如下图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起[解析]因原线圈是双线绕法，所以家庭电路正常工作时L1，L2磁通量为0，A，B正确；家庭电路短路时，L1，L2磁通量仍为0，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，两根电线电流不等且变化，开关K被电磁铁吸起，D正确．[答案]ABD8．(2012·山西四校联考)如右图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边的长度为L.令线框从t＝0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取顺时针方向的电流为正)随时间t变化的函数图象大致是下图中的()[解析]具有一定电阻的矩形线框abcd由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，在0～t0时间内，由右手定则和法拉第电磁感应定律判断，感应电流逆时针逐渐增大．完全进入磁场后，不产生感应电流，完全在磁场中运动时间小于t0；出磁场过程，感应电流顺时针逐渐增大，运动时间小于t0，所以选项C正确．[答案]C9．(2012·四川卷)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动．杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如右图所示．则()A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝π/3时，杆产生的电动势为3BavC．θ＝0时，杆受到的安培力大小为2B2avπ＋2R0D．θ＝π/3时，杆受到的安培力大小为3B2av5π＋3R0[解析]θ＝0时，杆长为2a，由E＝BLv＝2Bav可知A正确；θ＝π/3时，杆长为a，E＝BLv＝Bav，故B错；因为安培力F＝B2L2v/R总，θ＝0时，R总＝(π＋2)aR0，θ＝π/3时，R总＝(5π/3＋1)aR0，代入可知C错，D对．故选AD.[答案]AD10．(2012·衡水中学调研)如右图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是()A．金属棒通过b，c两位置时，外力F的大小之比为1∶2B．金属棒通过b，c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2C．从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1D．从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1[解析]由v2＝2ax可知，金属棒通过b，c两位置时，金属棒速度之比为1∶2，产生的感应电流之比为1∶2，所受安培力之比为1∶2，由牛顿第二定律可知，外力F的大小之比不是1∶2，选项A错误；由电功率公式P＝I2R可知，金属棒通过b，c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2，选项B正确；由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电流定义可得q＝ΔΦ/R，从a到b和从b到c有两个过程中，ΔΦ相等，所以通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1，选项C正确；由焦耳定律得Q＝I2Rt＝qIR，从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶2，选项D错误．[答案]BC二、实验题(本题共2小题，共15分)11．(8分)有一个教学用的可拆变压器，如下图甲所示，它有两个用相同的导线绕制的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，则A线圈的电阻为__________Ω，由此可推断__________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)：_____________________________________；A线圈的匝数为nA＝__________.(用所测物理量符号表示)[答案](1)24A(2)①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；②将A线圈与低压交流电源相连接；③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压UUAUn(其他方法，只要合理即可)12.(7分)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如右图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g＝10m/s2.请回答：压力F/N0250500750100012501500……电阻R/Ω300270240210180150120……(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘__________A处．(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则这个人的体重是__________kg.[解析](1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R＝300Ω，此时A中电流I＝UR＝4.8300A＝1.6×10－2A.(2)当电流I＝20mA＝20×10－3A时，压力传感器的电阻R＝UI＝4.820×10－3Ω＝240Ω，对应表格中，这个人的质量为50kg.[答案](1)1.6×10－2(2)50三、计算题(本题包括4小题，共45分．解答时请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．)13．(10分)(2011·江苏卷)图1为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u—t图象如图2所示．若只在ce间接一只Rce＝400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400Ω电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比ncende.[解析](1)由题图2知ω＝200πrad/s电压瞬时值uab＝400sin200πt(V)(2)电压有效值U1＝2002V理想变压器P1＝P2