高中物理粵教版2本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 模塊綜合測評(píng)

模塊綜合測評(píng)(時(shí)間：60分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．)1．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：90270139】A．只要有磁通量穿過閉合電路，電路中就有感應(yīng)電流B．只要閉合電路在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就有感應(yīng)電流C．只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流D．只要穿過閉合電路的磁通量足夠大，電路中就有感應(yīng)電流【解析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，與穿過線圈的磁通量的大小無關(guān)，C正確．【答案】C2．物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖1所示，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)．閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)．對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()圖1A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同【解析】金屬套環(huán)跳起的原因是開關(guān)S閉合時(shí)，套環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的．線圈接在直流電源上，S閉合時(shí)，金屬套環(huán)也會(huì)跳起．電壓越高，線圈匝數(shù)越多，S閉合時(shí)，金屬套環(huán)跳起越劇烈．若套環(huán)是非導(dǎo)體材料，則套環(huán)不會(huì)跳起．故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．【答案】D3．(2023·青島高二期末)圓形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直．規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖2所示．若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，下列i-t圖中正確的是()圖2【解析】由E＝neq\f(ΔB,Δt)S，i＝eq\f(E,R)可知，圓環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率恒定不變，電流大小也不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由楞次定律可知，第1s內(nèi)導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向，與規(guī)定的正方向相同，故選項(xiàng)B、D一定錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)C正確．【答案】C4.(2023·汕尾高二期末)如圖3所示，平放在水平面的鐵芯上分別繞有線圈L1、L2，每個(gè)線圈各接有兩條光滑的平行金屬導(dǎo)軌，金屬棒MN、PQ均垂直于導(dǎo)軌放置，MN棒可自由移動(dòng)而PQ棒固定．MN所在軌道之間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場B1，PQ棒所在軌道之間有沿豎直方向的變化磁場B2，規(guī)定豎直向上為B2的正方向．當(dāng)B2變化時(shí)，MN在磁場B1的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則B2隨時(shí)間變化的B2-t圖象可能是下圖中的()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：90270140】圖3ABCD【解析】由E2＝neq\f(ΔB2,Δt)S可知，若磁場B2均勻變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2恒定不變，L2中的電流恒定不變，L1中將無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，MN棒不會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，A、B選項(xiàng)均錯(cuò)誤；若B2豎直向上，逐漸減小，變化率也減小，由楞次定律可判斷，L1中的磁通量方向豎直向上，且在減小，MN棒中的感應(yīng)電流方向由M→N，在B1中所變安培力水平向左，MN棒將向左運(yùn)動(dòng)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；同樣道理可分析，D選項(xiàng)正確．【答案】D5．(2023·嘉興高二檢測)在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈平面的磁通量與時(shí)間t的圖象是()【解析】設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，矩形線圈abcd的面積為S，如圖所示，從中性面位置開始逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt，轉(zhuǎn)到位置a1d1，畫出它的正視圖如圖所示．由磁通量計(jì)算式Φ＝BS(S為垂直磁感線方向的面積)可知，在時(shí)刻t通過線圈平面的磁通量為Φ＝BScosθ＝BScosωt，即ω與t的關(guān)系按余弦函數(shù)規(guī)律變化．C選項(xiàng)正確．【答案】C6．(2023·全國卷Ⅱ)如圖4所示，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)．t＝0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域．下列v-t圖象中，可能正確描述上述過程的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：90270141】圖4【解析】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)產(chǎn)生安培力阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，利用法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式及牛頓第二定律可確定線框在磁場中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)．線框進(jìn)入和離開磁場時(shí)，安培力的作用都是阻礙線框運(yùn)動(dòng)，使線框速度減小，由E＝BLv、I＝eq\f(E,R)及F＝BIL＝ma可知安培力減小，加速度減小，當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場后穿過線框的磁通量不再變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不再產(chǎn)生安培力，線框做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D正確．【答案】D7．如圖5所示是一火災(zāi)報(bào)警器電路的示意圖．其中R3為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，這種半導(dǎo)體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而增大．值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報(bào)警器．當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()圖5A．I變大，U變小 B．I變小，U變大C．I變小，U變小 D．I變大，U變大【解析】首先弄清電路的結(jié)構(gòu)：R2與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，當(dāng)R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R3的溫度升高，則R3的電阻增大，故整個(gè)外電路的電阻要增大，路端電壓U也要增大，R3兩端電壓也要增大，即R2兩端電壓要增大，所以I要增大，故選D.【答案】D8．如圖6甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R＝10Ω，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：90270142】圖6A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22VB．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接且t＝s時(shí)，電流表示數(shù)為零C．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5Hz【解析】原線圈輸入電壓的有效值為U1＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，U2＝eq\f(1,10)U1＝22V，A選項(xiàng)正確；當(dāng)t＝s時(shí)，電流表示數(shù)不為零，電流表測量的是有效值，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，U2′＝eq\f(1,5)U1＝44V，輸出功率增大，原線圈的輸入功率也增大，此時(shí)輸出電壓的頻率不變，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】AC9.如圖7所示，阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1、v2的速度沿光滑導(dǎo)軌(電阻不計(jì))勻速滑到a′b′位置，若v1∶v2＝1∶2，則在這兩次過程中()圖7A．回路電流I1∶I2＝1∶2B．產(chǎn)生的熱量Q1∶Q2＝1∶2C．通過任一截面的電荷量q1∶q2＝1∶2D．外力的功率P1∶P2＝1∶2【解析】金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLv,R)，其大小與速度成正比；產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝eq\f(B2L2v2,R)·eq\f(L′,v)＝eq\f(B2L2L′v,R)，B、L、L′、R是一樣的，兩次產(chǎn)生的熱量比等于運(yùn)動(dòng)速度的比；通過任一截面的電荷量q＝It＝eq\f(BLv,R)eq\f(L′,v)＝eq\f(BLL′,R)與速度無關(guān)，所以這兩個(gè)過程中，通過任一截面的電荷量之比應(yīng)為1∶1；金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中受磁場力的作用，為使棒勻速運(yùn)動(dòng)，外力大小要與磁場力相同．則外力的功率P＝Fv＝BILv＝eq\f(B2L2v2,R)，其中B、L、R相同，外力的功率與速度的平方成正比，所以外力的功率之比應(yīng)為1∶、B正確．【答案】AB10．豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，磁場方向如圖8所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，導(dǎo)體桿ab和cd的長均為m，電阻均為Ω，所受重力均為N，現(xiàn)在用力向上推導(dǎo)體桿ab，使之勻速上升(與導(dǎo)軌接觸始終良好)，此時(shí)cd恰好靜止不動(dòng)，ab上升時(shí)下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：90270143】圖8A．a(chǎn)b受到的推力大小為2NB．a(chǎn)b向上的速度為2m/sC．在2s內(nèi)，推力做功轉(zhuǎn)化的電能是JD．在2s內(nèi)，推力做功為J【解析】以ab、cd為整體可知向上推力F＝2mg＝N，對(duì)cd可得BIl＝mg，所以I＝eq\f(mg,Bl)＝eq\f,×A＝1A，設(shè)ab運(yùn)動(dòng)速度為v，則Blv＝I×2R，所以v＝eq\f(2RI,Bl)＝eq\f(2××1,×m/s＝2m/s,2s內(nèi)轉(zhuǎn)化的電能W電＝I2×2Rt＝J,2s內(nèi)推力做的功WF＝Fvt＝J．故選項(xiàng)B、C正確．【答案】BC二、非選擇題(本題共3小題，共40分．)11．(12分)(2023·鎮(zhèn)安高二檢測)交流發(fā)電機(jī)的原理如圖9甲所示，閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，已知線圈的電阻為R＝Ω，求：甲乙圖9(1)通過線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值是多少？(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是多少？(3)線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是多少？(4)保持線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，1min內(nèi)外界對(duì)線圈做的功是多少？【解析】(1)由i-t圖可知通過線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值Im＝A.(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝×10－3s.(3)由有效值I＝eq\f(Im,\r(2))，線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率為P＝I2R＝eq\f(I\o\al(2,m),2)R＝4W.(4)外界對(duì)線圈做功轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成電熱，1min內(nèi)外界對(duì)線圈做的功W＝Pt＝240J.【答案】(1)A(2)×10－3s(3)4W(4)240J12．(14分)某電子天平原理如圖10所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應(yīng)，一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對(duì)線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量．已知線圈匝數(shù)為n，線圈電阻為R，重力加速度為g，問：圖10(1)線圈向下運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出？(2)供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系．(3)若線圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？【導(dǎo)學(xué)號(hào)：90270144】【解析】(1)由右手定則知：感應(yīng)電流從C端流出．(2)設(shè)線圈受到的安培力為FA.外加電流從D端流入．由FA＝mg和FA＝2nBIL，得m＝eq\f(2nBL,g)I.(3)設(shè)能稱量的最大質(zhì)量為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)感應(yīng)電流從C端流出(2)供電電流從D端流入m＝eq\f(2nBL,g)I(3)eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R))13．(14分)如圖11甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，其寬度L＝1m，一勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接一阻值為R＝Ω的電阻，質(zhì)量為m＝kg、電阻為r＝Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2(忽略ab棒運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)原磁場的影響)．甲乙圖11(1)判斷金屬棒兩端a、b的電勢(shì)高低；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)在金屬棒ab從開始運(yùn)動(dòng)的s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量．【解析】(1)由右手定則判斷φb>φa.(2)當(dāng)