高中物理人教版2第六章傳感器 模塊綜合測評(一)

模塊綜合測評(一)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四選項中，第1～6題只有一項符合題目要求，第7～10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．電磁感應現(xiàn)象揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了許多電器設備．下列用電器中，哪個沒有利用電磁感應原理()A．電磁爐 B．白熾燈泡C．磁帶錄音機 D．日光燈鎮(zhèn)流器【解析】電磁爐是利用交變電流產(chǎn)生磁場，交變磁場在鍋體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而對食物加熱；磁帶錄音機錄音時，聲音引起振動，產(chǎn)生感應電流，放音時，磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應電流；日光燈是由于自感產(chǎn)生自感電動勢．只有B選項中白熾燈泡沒有利用電磁感應原理．【答案】B2．在北半球，朝南的鋼窗原來關著，今將它突然朝外推開，轉過一個小于90°的角度，考慮到地球磁場的影響，則鋼窗活動的一條邊(西邊)中()A．有自下而上的微弱電流B．有自上而下的微弱電流C．有微弱電流，方向是先自上而下，后自下而上D．有微弱電流，方向是先自下而上，后自上而下【解析】鋼窗打開時，向北穿過鋼窗的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，鋼窗的活動邊產(chǎn)生自下而上的微弱電流，故A正確．【答案】A3．(2023·石家莊高二檢測)如圖1所示，用兩根材料、粗細、長度完全相同的導線，繞成匝數(shù)分別為n1＝50和n2＝100的圓形閉合線圈A和B，兩線圈平面與勻強磁場垂直．當磁感應強度隨時間均勻變化時，兩線圈中的感應電流之比IA∶IB為()圖1A．2∶1 B．1∶2C．4∶1 D．1∶4【解析】由法拉第電磁感應定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)πR2，可知，感應電動勢與半徑的平方成正比．而根據(jù)電阻定律：線圈的電阻為r＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(n·2πR,S)，線圈中感應電流I＝eq\f(E,r)，由上綜合得到，感應電流與線圈半徑成正比，即IA∶IB＝RA∶RB；因相同導線繞成匝數(shù)分別為n1和n2的圓形線圈，因此半徑與匝數(shù)成反比，故IA∶IB＝n2∶n1＝2∶1，故A正確，B、C、D錯誤．【答案】A4．如圖2所示，在勻強磁場中有一個矩形單匝線圈abcd，ab邊與磁場垂直，MN邊始終與金屬滑環(huán)K相連，PQ邊始終與金屬滑環(huán)L相連．金屬滑環(huán)L、電流表A、定值電阻R、金屬滑環(huán)K通過導線串聯(lián)．使矩形線圈以恒定角速度繞過bc、ad中點的軸旋轉．下列說法中不正確的是()圖2A．線圈轉動的角速度越大，電流表A的示數(shù)越大B．線圈平面與磁場平行時，流經(jīng)定值電阻R的電流最大C．線圈平面與磁場垂直時，流經(jīng)定值電阻R的電流最小D．電流表A的示數(shù)隨時間按余弦規(guī)律變化【解析】令矩形單匝線圈abcd的電阻為r，根據(jù)法拉第電磁感應定律和交變電流的有效值定義得，交變電流的最大值為Im＝eq\f(BSω,R＋r)，電流表顯示的是有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(BSω,\r(2)R＋r)，所以，線圈轉動的角速度越大，電流表A的示數(shù)越大，A對，D錯；線圈平面與磁場平行時，此時產(chǎn)生的感應電動勢最大，故流經(jīng)定值電阻R的電流最大，線圈平面與磁場垂直時，產(chǎn)生的感應電動勢最小，故電流最小，B、C對．【答案】D5．(2023·大同高二檢測)如圖3所示是一交變電流的i-t圖象，則該交變電流的有效值為()【導學號：94530100】圖3A．4A B．2eq\r(2)A\f(8,3)A D．eq\f(2\r(30),3)A【解析】此交變電流的前eq\f(T,3)為正弦交變電流，有效值I1＝eq\f(4,\r(2))A，后eq\f(2,3)T為恒定電流，有效值I2＝4A，根據(jù)交變電流的有效值定義可得Q＝I2RT＝Ieq\o\al(2,1)Req\f(T,3)＋Ieq\o\al(2,2)Req\f(2,3)T，代入數(shù)據(jù)I2RT＝eq\f(1,3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,\r(2))))2RT＋eq\f(2,3)×42RT，解得I＝eq\f(2\r(30),3)A，故D正確．【答案】D6．用圖4甲所示電路測量電流表的內(nèi)阻．閉合開關S，當變阻器的滑片滑至c處時，電流表和電壓表的讀數(shù)分別為40mA、9V，已知圖甲中熱敏電阻的I-U關系圖線如圖4乙所示，則電流表的內(nèi)阻為()圖4A．Ω B．85ΩC．140Ω D．225Ω【解析】當電流表讀數(shù)為40mA時，說明熱敏電阻的電流為40mA，由圖知熱敏電阻兩端電壓UR＝V，則電流表兩端電壓U＝9V－V＝V，由歐姆定律得RmA＝eq\f(U,I)＝eq\fV,40×10－3A)＝85Ω.【答案】B7．(2023·大連高二檢測)在如圖5甲所示的電路中，電阻R的阻值為50Ω，在ab間加上如圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中正確的是()甲乙圖5A．交流電壓的有效值為100VB．電流表示數(shù)為2eq\r(2)AC．產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉動的角速度為rad/sD．在1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為×104J【解析】從題圖乙中可以看出，交流電壓的峰值為100eq\r(2)V，所以有效值U＝100V，A項正確；通過電阻的電流I＝eq\f(U,R)＝2A，B錯誤；交流電的周期為T＝s，ω＝eq\f(2π,T)＝314rad/s，C錯誤，1min內(nèi)Q＝I2Rt＝×104J，D正確．【答案】AD8．日常生活中，我們常用微波爐來加熱食品，它是利用微波來工作的．接通電源后，220V的交流經(jīng)過變壓器后，在次級產(chǎn)生2000V高壓交流，加到磁控管兩極之間，使磁控管產(chǎn)生微波．下列說法中正確的是()A．微波爐的變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為11∶100B．微波爐的變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶11C．微波爐的輸出功率是由輸入功率決定的D．微波爐的輸入功率是由輸出功率決定的【解析】根據(jù)理想變壓器的電壓和匝數(shù)成正比，所以原副線圈的匝數(shù)比為11∶100，對于變壓器，輸入功率是由輸出功率決定的．【答案】AD9．如圖6所示為一理想變壓器，在原線圈輸入電壓不變的條件下，要提高變壓器的輸入功率，可采用的方法是()【導學號：94530101】圖6A．只增加原線圈的匝數(shù)B．只增加副線圈的匝數(shù)C．只減小用電器R1的電阻D．斷開開關S【解析】理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等．增加副線圈的匝數(shù)可提高副線圈兩端的電壓，在電阻不變時，副線圈中的電流也增大，輸出功率增加；只減小用電器的電阻，電壓不變，也能增大副線圈中的電流，增大輸出功率．【答案】BC10．(2023·金華高二檢測)如圖7為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，原線圈接有交流電壓u＝220sin100πt(V)，圖中電壓表和電流表均為理想交流電表，Rt為負溫度系數(shù)的熱敏電阻(即當溫度升高時，阻值減小)，R1為定值電阻，C為電容器．下列說法正確的是()圖7A．電壓表示數(shù)是110VB．交流電的頻率為50HzC．通過R1的電流始終為零D．當Rt處溫度升高時，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大【解析】原線圈所加交變電壓的有效值為U1＝eq\f(220,\r(2))V，由理想變壓器的變壓比公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,2)×eq\f(220,\r(2))V＝55eq\r(2)V，選項A錯誤；由交變電壓的瞬時值表達式u＝220sin100πt(V)可知，該交變電流的頻率f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，選項B正確；由于交變電流能對電容器進行充、放電，所以會有充、放電電流通過電阻R1，選項C錯誤；因變壓器為理想變壓器，線圈電阻不計，因此，電壓表的示數(shù)不變，當Rt處的溫度升高時，其電阻阻值變小，所以電流表的示數(shù)變大，選項D正確．【答案】BD二、非選擇題(本題3小題，共40分)11．(10分)如圖8(a)是汽車過橋時對不同類型橋面壓力變化的實驗．采用DIS方法對模型進行測量，其結果如圖8(b)中電腦屏幕所示．圖8(1)圖(a)中的傳感器為________傳感器；(2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面．對于凸形橋甲，其相對應的壓力圖線應是圖(b)電腦屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)；(3)如增大小球在斜槽上的高度，在圖(b)中大致畫出小球能過凸形橋甲時的壓力圖線．【解析】(1)該傳感器把力信號轉化為電信號，屬于力電傳感器；(2)小球經(jīng)過凸形橋甲的最高點時，壓力小于重力，其相對應的圖線應是電腦屏幕上的c；(3)增大小球在斜槽上的高度，小球經(jīng)凸形橋甲的最高點時壓力更小，其圖線與c相比較，最低點應更低一些．【答案】(1)力電(2)c(3)圖略，圖線與c相比較，最低點更低一些12．(15分)如圖9甲所示，AB間為交流電源，電壓u＝311sin100πtV，經(jīng)過某“過濾”裝置P后將圖乙所示正弦交流電濾去一半，得到如圖丙所示的交流電，求：【導學號：94530102】圖9(1)CD間所獲得的電壓的周期為多大？(2)CD間接有“220V,40W”燈泡時其發(fā)光功率為多大？(3)CD間能否連接“220V,20μF”的電容器？【解析】(1)過濾前交流電的周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,100π)＝s，過濾后電壓變化周期還是s．(2)設題圖丙所示交流電的有效值為U，有eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Um,\r(2))))2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)·T，U＝eq\f(1,2)Um＝eq\f(311,2)V．由P＝eq\f(U2,R)知eq\f(P,40)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(311,2)))2,2202)，得此時小燈泡的功率P＝20W．(3)過濾后，電壓的最大值不變，大小為311V，電容器的電壓“220V”是擊穿電壓，所以不能直接連接在CD間．【答案】(1)s(2)20W(3)不能13．(15分)(2023·全國卷Ⅱ)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面，BA的延長線通過圓導軌中心O，裝置的俯視圖如圖10所示．整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，方向豎直向下．在內(nèi)圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)．直導體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉動，在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸．設導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，導體棒和導軌的電阻均可忽略．重力加速度大小為g.求：圖10(1)通過電阻R的感應電流的方向和大??；(2)外力的功率．【解析】根據(jù)右手定則、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律及能量守恒定律解題．(1)根據(jù)右手定則，得導體棒AB上的電流方向為B→A，故電阻R上的電流方向為C→D.設導體棒AB中點的速度為v，則v＝eq\f(vA＋vB,2)而vA＝ωr，vB＝2ωr根據(jù)法