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模块综合测评时间：90分钟分值：100分题号12345678910答案第Ⅰ卷(选择题，共40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．在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动．开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α.在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面()A．维持不动B．将向使α减小的方向转动C．将向使α增大的方向转动D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小解析：根据楞次定律可知A、C、D错，B正确．答案：B2．(2010·全国卷Ⅱ)如下图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()A．FdFcFbB．FcFdFbC．FcFbFdD．FcFbFd解析：从a到b线圈做自由落体运动，线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，因而也不受磁场力，即Fc＝0，从b到d线圈继续加速，vdvb，当线圈在进入和离开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，受磁场力作用，其大小为：F＝BIl＝B·BlvR·l＝B2l2vR，因vdvb，所以FdFbFc，选项D正确．答案：D3．一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图所示，则下图中能正确反映线圈中I与时间t关系的是(线圈中电流以图示箭头为正方向)()解析：由楞次定律可判断B正确．答案：B4．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的，○V1和○V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；○A1、○A2和○A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大解析：断开S，负载电阻变大．因为U1不变，匝数比确定，所以U2不变．由I2＝U2R可知I2变小，又根据P2＝P1＝U2I2＝U1I1，可以得出I1变小，根据闭合电路欧姆定律，R1上分配电压减小并联支路分配电压变大，R3电阻值一定，则有I3变大，故A、D错，B、C正确．答案：BC5．某交变电压为u＝62sin314tV，则()A．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为0.02sB．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光C．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将被烧毁D．耐压6V的电容器不能直接用在此电源上解析：据分析可知此交变电流的周期为T＝0.02s，小灯泡的额定电压指的是交流电压的有效值，而电容器的耐压值指的是交流电压的最大值．答案：ABD6．(2010·全国卷Ⅱ)下图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连；P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()解析：当滑动头P匀速上滑时，副线圈匝数均匀增大，由U1U2＝n1n2知，U2＝n2n1U1，U2随时间均匀增大，C项正确；由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以当电压均匀增加时，由欧姆定律I＝UR知灯泡中电流并非均匀增加，而是增加的越来越慢，其I2－t图线的斜率逐渐减小，B项正确；灯泡消耗的功率N2＝U2I2，N2随时间并不是均匀增加的，D项错误；变压器的输入功率与输出功率相等，当灯泡功率增大时，输入功率也在增大，原线圈中电流增大，A项错误．答案：BC7．如图所示，甲的线圈为50匝，它的两端点a，b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量变化的规律如图乙所示．则a，b两点的电势高低与电压表的读数为()A．UaUb,20VB．UaUb,10VC．UaUb,20VD．UaUb,10V解析：从题图乙中可得穿过线圈的磁通量随时间在不断增加，根据楞次定律，通过安培定则，可得感应电流的方向为从b→a，则感应电流电动势的方向从b→a，即UaUb，根据法拉第电磁感应定律得：E＝nΔΦΔt＝50×0.080.4V＝10V.答案：B8．(2011·福建高考)如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0θ90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A．运动的平均速度大小为12vB．下滑的位移大小为qRBLC．产生的焦耳热为qBLvD．受到的最大安培力大小为B2L2vRsinθ解析：由于q＝I－t，I－＝E－R，E－＝BLxt，解得x＝qRBL，B对；对于导体棒，根据牛顿第二定律有mgsinθ－F安＝ma，而F安与速度v有关，故a不是常数，因此有v－≠0＋v2＝v2，A错；Fm＝BIL＝BLBLvR＝B2L2vR，D错；由于电流做功而发热Q＝W＝qE，但由于E从0到E＝BLv变化而不恒定，因此有QqBLv，C错．答案：B9．照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如下图所示，当漏电保护器的e，f两端未接有电压时，脱扣开关K能始终保持接通，当e，f两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是()A．站在地面上的人触及b线时(单线接触电)，脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用C．当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用解析：站在地面上的人触及b线时，使得相线中电流有一部分通过人体导入地下，由于零线和相线中电流不再相等，使得变压器铁芯中的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流，脱扣开关控制器使脱扣开关断开而切断电源，A对；用户家的电流超过一定值时或者相线和零线间电压太高时，相线和零线中电流一去一回，使变压器铁芯中的磁通量相互抵消，不会在下面的线圈中产生感应电动势，e、f两端没有电压，脱扣开关不会断开，B、C错；当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时，就跟多接一个电灯一样，脱扣开关不会自动断开，不会起到触电保护作用，D错．答案：BCD10．(2011·江苏高考)如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是()解析：电容器放电过程中，有电流通过导体棒，导体棒受安培力作用而向右做加速运动，又E＝BLv，产生的电动势方向与电流方向相反，导体棒运动的加速度逐渐减小，当电容器两端电压U＝E时，导体棒匀速运动，C错，D对．放电停止，电容器上电荷量不变，A错；在上述过程中，电流应是由Imax＝ER逐渐减小到0，B错．答案：D第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(每小题8分，共16分)11．如图所示为上海某校操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北，西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻R约为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持频率在2Hz左右．如果同学摇动绳子的最大圆半径h约为1m，电流计读数的最大值I约为3mA.(1)试估算地磁场的磁感应强度的数量级为________；数学表达式B＝________.(由R，I，L，f，h等已知量表示．)(2)将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计读数约为________．解析：摇动绳子的过程中，绳切割地磁场，当摆动速度与地磁场垂直时，感应电动势最大，电流最大．由E＝BLv，v＝ωh，ω＝2πf，E＝IR，得B＝IR2πfLh.答案：(1)5×10－5TIR2πfLh(2)012．如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，当有较强的光照在RG上，二极管________．如果要想在天更暗时路灯才会亮，应将R1的阻值调________．答案：熄灭大三、计算题(共4小题，13题10分，14题10分，15题12分，16题12分，共44分．解答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)13．如图所示，图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω.当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为多少？解析：(1)应将加热器接在A、B端。(2)由甲图查出热敏电阻在100℃时，电阻值为50Ω，依据欧姆定律可计算出可变电阻R′的阻值应调节为100Ω.14．如图所示，匝数N＝100匝、截面积S＝0.2m2、电阻r＝0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B＝0.6＋0.02tT的规律变化．处于磁场外的电阻R1＝3.5Ω，R2＝6Ω，电容C＝30μF，开关S开始时未闭合．求：(1)闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率；(2)闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？解析：(1)线圈中的感应电动势E＝NΔΦΔt＝NΔBΔtS＝100×0.02×0.2V＝0.4V通过电源的电流I＝ER1＋R2＋r＝0.43.5＋6＋0.5A＝0.04A线圈两端M、N两点间的电压UMN＝E－Ir＝0.4V－0.04×0.5V＝0.38V电阻R2消耗的电功率P2＝I2R2＝0.04×0.04×6W＝9.6×10－3W.(2)闭合S一段时间后，电路稳定，电容器C相当于开路，其两端电压UC等于R2两端的电压，即UC＝IR2＝0.04×6V＝0.24V电容器充电后所带电荷量为Q＝CUC＝30×10－6×0.24C＝7.2×10－6C当S再断开后，电容器通过电阻R2放电，通过R2的电荷量为7.2×10－6C.答案：(1)UMN＝0.38VP2＝9.6×10－3W(2)Q＝7.2×10－6C15．(2011·海南高考)如图所示，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t＝0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好．求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度．解析：设某时刻MN和M′N′速度分别为v1、v2.(1)MN和M′N′动量守恒：mv1－2mv2＝0可求得v1v2＝2①(2)当MN和M′N′的加速度