物理模块综合测试题24(鲁科版选修3-2)

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共7页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com理模块综合测试题24（鲁科版选修3-2）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分考试用时90分钟。第Ⅰ卷（选择题共40分）一、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．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．1．某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1，n2。降压变压器原副线匝数分别为a3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（）A．3214nnnnB．3214nnnnC．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率2．如图2所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中()图2A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大3．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为3:2C．交流电a的瞬时值为10sin5utVD．交流电b的最大值为203V4．右图所示，边长为2L的有界正方形磁场，磁场方向垂直纸面向里，一宽为L、长为2L的矩形线圈abcd，其ab边位于磁场的中央，线圈平面与磁场垂直。现abO-10100.10.30.5t/su/V金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共7页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comB图1IB／Tt/s图2234511.0～×A让线圈以ab边为轴顺时针（从上往下看）匀速转动，规定电流沿abcda流向为正方向，在一个周期内感应电流随时间变化的图象为（）5．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝BavD．感应电动势平均值BavE416．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则（）A．电流表的示数为32220AB．电源输出功率为1200WC．电流表的示数为32220AD．原线圈端电压为11V7．导体框架abcd构成的平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与导体轨道ad、bc接触良好而且相互垂直。轨道ad、bc平行，间距为L。abQP回路的面积为S，总电阻为R且保持不变。匀强磁场方向垂直框架平面斜向上，其变化规律如图乙所示。从0t开始，导体棒PQ始终处于静止状态，图乙中为已知量，oB足够大，则（）A．产生感应电流时，导体棒PQ中的电流方向为由P到QB．产生感应电流时，感应电流为恒定电流C．产生感应电流时，导体棒PQ受到的安培力为恒力D．PQ恰好不受摩擦力时，磁感应强度的大小为cosmgRLS8．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1．规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图1所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示．则以下说法正确的是（）A．在时间0～5s内I的最大值为0.1AB．在时间0～5s内I的方向先顺时针后逆时针C．在时间0～5s内，线圈最大发热功率为1.0×10-4wD．在时间0～5s内，通过线圈某截面的总电量为零9．如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数较大直流电阻可忽略不计的线圈，那么（）金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共7页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comA．闭合S，A、B同时亮，然后A变暗后熄灭B．闭合S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B亮度相同C．断开S，A和B均闪亮一下后熄灭D．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭10．如图所示。直角三角形导线框abc以大小为V的速度匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长），则此过程中导线框中感应电流的大小随时间变化的规律为下列四个图像当中的哪一个？（）第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共2小题，共12分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．11．（6分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，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匀速转动，线框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，通过导线横截面的电荷量q=。12．（6分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，应将螺线管接入电源后放置在水平桌面上，调节磁传感器的高度，使磁传感器的探管正好在螺线管的上。启动“绘图”功能后，在显示屏上可观察到B—d图线，如图所示,请根据图像写出实验结果：。三、本题共4小题，满分48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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）发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad／s）的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时．线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω．试求：（1）写出交变电流瞬时值表达式；（2）外电阻上消耗的功率；（3）从计时开始，线圈转过3过程中，通过外电阻的电荷量是多少?14．(12分)如图所示，在磁感强度B=2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环．圆环所在的平面与磁感线垂直．OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad／s的角速度绕圆心O匀速转动．A端始终与圆环相接触OA棒的电阻R=0.1Ω，图中定值电阻R1=100Ω，R2=4Ω，电容器的电容C=100pF．圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：（1）电容器的带电量．哪个极板带正电．金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共7页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com（2）电路中消耗的电功率是多少？15．（12分）如图甲所示，不计电阻的U形光滑导轨框架水平放置，框架中间有竖直方向的匀强磁场，导轨间距为1m,有一导体棒ab横放在框架上，其质量为m＝0.1kg，电阻R＝4欧，现用轻绳拴住导体棒，轻绳一端通过定滑轮绕在电动机转轴上，另一端通过定滑轮与质量为M＝0.3kg的物体相连，电动机的内阻为r＝0.1欧，接通电路后，电压表的读数恒为U=8V，电流表的读数恒为I=1A，电动机牵引原来静止的导体棒ab在U形光滑导轨框架水平向右运动，其运动情况如图乙所示（g=10m/s2）。求：（1）磁感应强度的大小；（2）导体棒在变速运动阶段产生的热量。16．（14分）如图1－9所示，间距l＝0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内．在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4T、方向竖直向上和B2＝1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R＝0.3Ω、质量m1＝0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05kg的小环．已知小环以a＝6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率．金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共7页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com参考答案1．AD考点：变压器工作原理、远距离输电解析：根据变压器工作原理可知221220Unn,220343Unn，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有32UU，所以4312nnnn，A正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。得，产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误．2．B【解析】当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可3．BCD根据nBsEm并结合图像可选出选项BCD正确4．D有交变电流的产生条件和线圈在磁场中旋转的特点可得选项D正确5．ACD解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确。感应电动势平均值BavvaaBtE412212，D正确。6．C灯泡正常发光，则副线圈的电流为I1＝UP＝3A/11，根据变压器的电流关系可得：0101nnII，原线圈中的电流I0＝011nIn＝3A/220，即电流表的示数为3220A，原线圈中电压为：U0＝110nUn＝4400V，电源的输出功率P＝UI＝4400×3220＝60W，故选择C．7．B根据楞次定律及法拉第电磁感应定律可得选项B是正确的。8．BCD根据楞次定律可知选项B是正确的，根据RtRBSRIP22)(并结合图像可知选项C是正确的，由公式RBSItq可得选项D正确9．AD根据自感现象的特点可选出AD10．B根据右手定则及导体棒切割磁感线的有效长度可选出选项B11．（1）RBS22，RBS【解析】本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第6页共7页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com电动势的最大值BSEm，电动势的有效值2mEE，电流的有效值RBSREI22；RBSRttRtREtIq12．轴线，通电螺线管内部的磁场是匀强磁场，两极是非匀强磁场。13．（10分）解析：（1）电动势的最大值：Um=nBωL2=200π=628（V），根据闭合电路欧姆定律得：Im=rRUm=6.28A，故交变电流瞬时值表达式为：i=6.28sin100πt．（2）因电流的有效值I=2mI，由P=I2R得外电阻上的消耗功率：P=（2mI）2R=1.95×103W．（3）从计时开始到线圈转过3过程中，平均感应电动势由tnU得：tnBLtnUmm260cos2，而平均电流：rRUI，所以通过外电阻的电荷量：q=3221052rRLnBtIC．14．解析：（l）画出等效电路图，如图所示．导体棒OA产生感应电动势：52rBrvBlUcV，12RREIA，则9109.4cCUQC。根据右手定则，感应电流的方向由O→A，但导体棒切割磁感线相当于电源，在电源内部电流从电势低处流向电势高处．故A点电势高于O点电势．又由于电容器上板与A点相接即为正极，同理电容器下板由于与O相接为负极．（2）电路中消耗的电功率P消=I