模塊綜合檢測（二）

模塊綜合檢測（二）(本試卷滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分，每小題只有一個選項符合題意)1．下列說法正確的是()A．恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率解析：選B恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0，C錯誤；根據(jù)變壓器的工作原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯誤。2.如圖所示，三根通電長直導線P、Q、R互相平行且通過正三角形的三個頂點，三條導線中通入的電流大小相等，方向垂直紙面向里；通過直導線的電流產生磁場的磁感應強度B＝eq\f(kI,r)，I為通電導線的電流大小，r為距通電導線的垂直距離，k為常量；則通電導線R受到的安培力的方向是()A．垂直R，指向y軸負方向B．垂直R，指向y軸正方向C．垂直R，指向x軸正方向D．垂直R，指向x軸負方向解析：選AR所在處的磁場是由P與Q中的電流產生的，由安培定則可以知道通電直導線P、Q在R處產生的合磁場方向水平向右，即沿x軸正方向，由左手定則可以知道，通電直導線R所受安培力垂直于R指向y軸負方向。B、C、D錯誤，A正確。3.已知一質量為m的帶電液滴，經(jīng)電壓U加速后，水平進入互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，液滴在此空間的豎直平面內做勻速圓周運動，如圖所示，下列說法不正確的是()A．液滴在空間可能受4個力作用B．液滴一定帶負電C．液滴做圓周運動的半徑r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2UE,g))D．液滴在場中運動時總能量不變解析：選A液滴受到重力、電場力和洛倫茲力的作用，A錯誤；由于液滴做勻速圓周運動，所以電場力與重力為平衡力，電場力方向向上，可以判定液滴帶負電，B正確；根據(jù)qU＝eq\f(1,2)mv2，r＝eq\f(mv,qB)，qE＝mg，解得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2UE,g))，C正確；液滴在場中運動的整個過程能量守恒，D正確。4.如圖所示，M為水平放置的橡膠圓盤，在其外側面均勻地帶有負電荷。在M正上方用絲線懸掛一個閉合鋁環(huán)N，鋁環(huán)也處于水平面中，且M盤和N環(huán)的中心在同一條豎直線O1O2上，現(xiàn)讓橡膠盤由靜止開始繞O1O2軸按圖示方向逆時針加速轉動，下列說法正確的是()A．鋁環(huán)N有沿順時針方向的感應電流B．鋁環(huán)N有擴大的趨勢C．橡膠圓盤M對鋁環(huán)N的作用力方向豎直向下D．橡膠圓盤M對鋁環(huán)N的作用力方向豎直向上解析：選D橡膠盤M由靜止開始繞其軸線O1O2按箭頭所示方向加速轉動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大，又因為橡膠圓盤帶有負電荷，根據(jù)右手螺旋定則知，通過環(huán)N的磁通量向下且增大，根據(jù)楞次定律知環(huán)N的面積有縮小的趨勢，且有向上的運動趨勢，所以，橡膠圓盤M對鋁環(huán)N的作用力方向豎直向上，D正確，B、C錯誤；依據(jù)楞次定律可知，穿過環(huán)N的磁通量向下且增大，因此環(huán)N有沿逆時針方向的感應電流，A錯誤。5.如圖所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩個閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速拉到磁場外，不考慮線框的重力，若閉合線框中的電流分別為Ia、Ib，則Ia∶Ib為()A．1∶4 B．1∶2C．1∶1 D．2∶1解析：選C線框產生的電動勢為E＝Blv，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(Blv,R)，又lb＝2la，由電阻定律知Rb＝2Ra，故Ia∶Ib＝1∶1，C正確。6.如圖所示，有一帶鐵芯的線圈，a、c是線圈兩端，b為中間抽頭，把a、b兩點接入一平行金屬導軌，在導軌上橫放一金屬棒，導軌間有如圖所示的勻強磁場，要使a、c兩點的電勢都低于b點，則金屬棒沿導軌的運動情況可能是()A．向左做勻加速直線運動B．向左做勻減速直線運動C．向右做勻加速直線運動D．向右做勻減速直線運動解析：選B要使a點的電勢低于b點，說明金屬棒上端相當于電源的負極，下端相當于電源的正極，由右手定則判斷可知，金屬棒必須向左運動。要使c點的電勢低于b點，線圈中產生感應電動勢，c相當于電源的負極，b端相當于電源的正極，由于線圈中的電流從b端進、a端出，根據(jù)楞次定律判斷可知，線圈中的電流應減小，則由I＝eq\f(BLv,R)可知，金屬棒應做減速運動，故要使a、c兩點的電勢都低于b點，金屬棒沿導軌可能向左做勻減速直線運動，故B正確。7．有一LC振蕩電路，能產生一定波長的電磁波，若要產生波長比原來短一些的電磁波，可用的措施為()A．增加線圈匝數(shù)B．在線圈中插入鐵芯C．減小電容器極板正對面積D．減小電容器極板間距離解析：選C由于電磁波傳播過程中波速v＝λf恒定，因此欲使波長λ變短，必須使頻率f升高，由于頻率f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，增加線圈匝數(shù)和在線圈中插入鐵芯，將使線圈自感系數(shù)L增大而降低頻率f；減小電容器極板間距將使電容C增大而降低頻率f；減小電容器極板正對面積將由于電容C減小而升高頻率f，C正確。8．測溫槍是通過傳感器接收紅外線，得出感應溫度數(shù)據(jù)，使用時只要將測溫槍靠近皮膚表面，修正皮膚與實際體溫的溫差便能準確顯示體溫，下列說法正確的是()A．測溫槍利用的紅外線也可用于殺菌消毒B．紅外線是波長比紫外線長的電磁波C．紅外線的穿透能力很強，接受紅外線照射是會傷害身體的D．紅外線的頻率大于X光的頻率解析：選B紫外線可用于殺菌消毒，紅外線具有熱效應，故A錯誤；由電磁波譜可知，紅外線是波長比紫外線長的電磁波，故B正確；紅外線的熱作用很強，接受紅外線照射是不會傷害身體的，故C錯誤；由電磁波譜可知，紅外線的頻率小于X光的頻率，故D錯誤。二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9．演示位移傳感器的工作原理如圖乙所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體位移的大小x。假設電壓表是理想電壓表，則下列說法正確的是()A．物體M運動時，電路中的電流不會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路中沒有電流D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)解析：選AB電壓表不分流，故金屬滑桿移動不會改變電路的總電阻，也就不會改變電路中的總電流，A正確；電壓表測量金屬滑桿P左側電阻兩端的電壓，故電壓表示數(shù)隨物體M的移動而變化，B正確，C、D錯誤。10．在勻強磁場中，一矩形金屬線框(電阻不計)繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖甲所示，產生的交變電動勢的圖像如圖乙所示，將此線框連接到圖丙中理想變壓器的原線圈上，變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，副線圈中電阻R的阻值為110Ω，則()A．t＝0.005s時線框在中性面位置B．因為原線圈電阻不計，所以原線圈兩端電壓為零C．電流表的示數(shù)為1.0AD．通過電阻R的電流方向每秒改變100次解析：選CDt＝0.005s時，感應電動勢最大，線框位于垂直中性面的位置，A錯誤；原線圈中有交變電流通過，產生感應電動勢，所以原線圈兩端電壓不為零，B錯誤；原線圈兩端電壓為U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知U2＝110V，電流表的示數(shù)為I＝eq\f(U2,R)＝1.0A，C正確；由題圖乙知交變電動勢的周期T＝0.02s，故通過電阻R的電流方向每秒改變100次，D正確。11.如圖，空間某區(qū)域內存在沿水平方向的勻強磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處自由釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點，下列描述線框所受安培力F隨時間t變化的圖像中，可能正確的是()解析：選BCD進入磁場前，線框受重力作用加速下落，進入、離開磁場時都受到豎直向上的安培力作用。若進入磁場時安培力大于重力，線框做加速度減小的減速運動，安培力隨速度的減小而減小，完全進入磁場后只受重力，線框加速，剛要離開時的速度大于完全進入時的速度，故安培力大于重力，做減速運動，速度減小，安培力也減小，進入過程與離開過程安培力變化情況可能完全相同，C符合題意，A不符合題意；若線框進入磁場時安培力恰好等于重力，進入過程中安培力不變，完全進入后只受重力，線框加速，離開磁場時安培力大于重力，速度減小，安培力也減小，B符合題意；若進入磁場時安培力小于重力，由mg－eq\f(B2L2v,R)＝ma，可知線框做加速度減小的加速運動，進入過程安培力不斷增大，完全進入后只受重力，線框加速運動，若離開磁場時安培力大于重力，線框做加速度減小的減速運動，安培力隨速度減小而減小，D符合題意。12．如圖甲所示，在xOy平面內存在均勻、大小隨時間周期性變化的磁場和電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向、＋y軸方向為電場強度的正方向)。在t＝0時刻由原點O發(fā)射初速度大小為v0，沿＋y軸方向的帶負電粒子(不計重力)。其中已知v0、t0、B0、E0，且E0＝eq\f(B0v0,π)，粒子的比荷eq\f(q,m)＝eq\f(π,B0t0)，x軸上有一點A，坐標為eq\f(48v0t0,π)，0，則下列選項正確的是()A.eq\f(t0,2)時帶電粒子的位置坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0t0,π)，\f(v0t0,π)))B．帶電粒子運動過程中偏離x軸的最大距離為eq\f(3,2)v0t0＋eq\f(2v0t0,π)C．帶電粒子運動過程中偏離y軸的最大距離為eq\f(2v0t0,π)D．粒子經(jīng)過32t0經(jīng)過A點解析：選ABD在0～t0時間內，粒子做勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得：qB0v0＝mr1eq\f(4π2,T2)＝meq\f(v02,r1)，得：T＝eq\f(2πm,qB0)＝2t0，r1＝eq\f(mv0,qB0)＝eq\f(v0t0,π)，則在eq\f(t0,2)時間內轉過的圓心角α＝eq\f(π,2)，所以在t＝eq\f(t0,2)時，粒子的位置坐標為：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0t0,π)，\f(v0t0,π)))，A正確；在t0～2t0時間內，粒子經(jīng)電場加速后的速度為v，粒子的運動軌跡如圖所示，v＝v0＋eq\f(E0q,m)t0＝2v0，運動的位移：x＝eq\f(v0＋v,2)t0＝eq\f(3,2)v0t0，在2t0～3t0時間內粒子做勻速圓周運動，半徑：r2＝2r1＝eq\f(2v0t0,π)，故粒子偏離x軸的最大距離：h＝x＋r2＝eq\f(3,2)v0t0＋eq\f(2v0t0,π)，在3t0～4t0時間內粒子做減速直線運動。粒子以后做周期性運動，重復上述運動，則粒子偏離y軸無最大值，B正確，C錯誤；粒子在xOy平面內做周期性運動的運動周期為4t0，一個周期內向右運動的距離：d＝2r1＋2r2＝eq\f(6v0t0,π)，AO間的距離為：eq\f(48v0t0,π)＝8d，所以粒子運動至A點的時間為：t＝32t0，D正確。三、非選擇題(本題共5小題，共60分)13．(6分)如圖(1)是指針在中央的靈敏電流計G連接在直流電路中時的偏轉情況。今使它與一線圈串聯(lián)進行電磁感應實驗，則圖(2)中的條形磁鐵的運動方向是________；圖(3)中電流計的指針將向________偏轉；圖(4)中的條形磁鐵上端為________極。解析：由題圖(1)可知，當電流從電流計的左接線柱流入時，電流計指針向左偏。題圖(2)中電流計指針向左偏，可知感應電流的方向是順時針，根據(jù)楞次定律可知，條形磁鐵向下插入；題圖(3)當條形磁鐵N極向下插入時，根據(jù)楞次定律可知，感應電流方向沿逆時針，則電流計指針向右偏；題圖(4)中電流計指針向右偏，可知感應電流的方向逆時針，由楞次定律可知，條形磁鐵S極向上拔出，則上端為N極。答案：向下插入右N14.(8分)傳感器是把非電學量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉換成電學量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用。有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表A(實質是理想電流表)組成。壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如表所示。設踏板和壓桿的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，取g＝10m/s2。請作答：壓力F/N0250500750100012501500…電阻R/Ω300270240210180150120…(1)該秤零點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤________A處；(2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA，這個人的質量是____________kg。解析：(1)由壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系知F＝0時，R＝300Ω。由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(U,R)＝eq\f(4.8,300)A＝1.6×10－2A即該秤零點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤1.6×10－2A處。(2)由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(U,R)得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(4.8,0.02)Ω＝240Ω由表中數(shù)據(jù)得F＝500N，由牛頓第三定律F＝F支，根據(jù)人受力平衡，F(xiàn)支＝G，G＝mg，可得m＝50kg即這個人的質量是50kg。答案：(1)1.6×10－2(2)5015.(15分)如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E＝12V，內阻r＝1Ω，一質量m＝20g的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應強度B＝0.80T、垂直于斜面向上的勻強磁場中(導軌與金屬棒的電阻不計)。金屬導軌是光滑的，g取10m/s2，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力的大小；(2)通過金屬棒的電流的大??；(3)滑動變阻器R接入電路中的阻值。解析：(1)金屬棒靜止在金屬導軌上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由金屬棒受力平衡得F安＝mgsin30°，代入數(shù)據(jù)得F安＝0.1N。(2)由F安＝BIL，解得：I＝0.5A。(3)設滑動變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝I(R＋r)，解得R＝23Ω。答案：(1)0.1N(2)0.5A(3)23Ω16.(15分)如圖所示，矩形線圈在0.01s內由原始位置Ⅰ轉落至位置Ⅱ。已知ad＝5×10－2m，ab＝20×10－2m，勻強磁場的磁感應強度B＝2T，R1＝R3＝1Ω，R2＝R4＝3Ω。求：(1)平均感應電動勢；(2)轉落時，通過各電阻的電流。(線圈的電阻忽略不計)解析：(1)設線圈在位置Ⅰ時，穿過它的磁通量為Φ1，線圈在位置Ⅱ時，穿過它的磁通量為Φ2，有：Φ1＝BSsin30°＝1×10－2Wb，Φ2＝BS＝2×10－2Wb，得：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝1×10－2Wb，根據(jù)電磁感應定律可得：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(1×10－2,0.01)V＝1V。(2)將具有感應電動勢的線圈等效為電源，其外電路的總電阻為：R＝eq\f(R1＋R2R3＋R4,R1＋R2＋R3＋R4)＝2Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得總電流為：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(1,2＋0)A＝0.5A，通過各電阻的電流均為：I′＝eq\f(