高二物理 綜合能力測(cè)試B 新人教版選修3-2

本冊(cè)綜合能力檢測(cè)(B)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，時(shí)間90分鐘第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．(·江蘇淮海中學(xué)高二期中)電磁學(xué)的成就極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步．下列說(shuō)法正確的是()A．甲圖中，這是錄音機(jī)的錄音電路原理圖，當(dāng)錄音機(jī)錄音時(shí)，由于話筒的聲電轉(zhuǎn)換，線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．乙圖電路中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，燈泡會(huì)突然閃亮一下，并在開(kāi)關(guān)處產(chǎn)生電火花C．丙圖中，在真空冶煉中，可以利用高頻電流產(chǎn)生的渦流冶煉出高質(zhì)量的合金D．丁圖中，鉗形電流表是利用電磁感應(yīng)原理制成的，它的優(yōu)點(diǎn)是不需要切斷導(dǎo)線，就可以方便地測(cè)出通過(guò)導(dǎo)線中交變電流的大小答案：ACD2．(臨沂高二期末考試)兩個(gè)帶有中心軸的金屬圓圈a和b，其上都有多根輻向金屬條，現(xiàn)用兩根金屬導(dǎo)線分別將它們的中心軸與對(duì)方的邊緣接觸，整套裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如下圖所示，不計(jì)一切摩擦．若圓圈a在外力作用下以恒定的角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則圓圈b的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是()A．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．圓圈b的角速度等于圓圈a的角速度ωD．圓圈b的角速度小于圓圈a的角速度ω答案：BD解析：在a中找一輻條，根據(jù)右手定則可以判定出產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，其他輻條也產(chǎn)生同樣的電動(dòng)勢(shì)，各輻條產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電池并聯(lián)，并聯(lián)的電動(dòng)勢(shì)為Ea，感應(yīng)電流的方向如下圖．在b中找一輻條，由左手定則得出受力方向如圖，其他輻條受力也是使b順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確．由于b在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也產(chǎn)生反抗其發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eb，電路中的總電動(dòng)勢(shì)E＝Ea－Eb>0，可得Ea>Eb，即圓圈b的角速度小于圓圈a的角速度ω，D正確．3．(·臨沂模擬)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來(lái)越重要．某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過(guò)降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說(shuō)法正確的是()A．輸電線上損耗的功率為eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,2))B．輸電線上損耗的功率為eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,1))C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D．采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電效率答案：C解析：設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝eq\f(P2R,U\o\al(2,1))，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項(xiàng)正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則發(fā)電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D項(xiàng)錯(cuò)誤．4．(·通州高二檢測(cè))如下圖所示是一交變電流的i－t圖象，則該交變電流的有效值為()A．4A B．2eq\r(2)AC.eq\f(8,3)A D.eq\f(2\r(30),3)A答案：D解析：設(shè)該交變電流的有效值為I，由有效值的定義得(eq\f(Im,\r(2)))2Rt1＋I(xiàn)eq\o\al(2,m)Rt2＝I2Rt.而t＝t1＋t2，代入數(shù)據(jù)解得：I＝eq\f(2\r(30),3)A，故D正確．5．如下圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S是閉合的，和為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；、、為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開(kāi)S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()A．U2變小、I3變小 B．U2不變，I3變大C．I1變小、I2變小 D．I1變大、I2變大答案：BC解析：因U1不變，據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2不變，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，副線圈電阻變大，電流減小I2減小，R1上的電壓減小，R2、R3上的電壓變大，I3變大，又I1U1＝I2U2，可知I1變小，故B、C選項(xiàng)正確．6．(·山東濰坊高二期中)如下圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中Rt為NTC型熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，R1為定值電阻，下列說(shuō)法正確的是()A．交流電壓u的表達(dá)式u＝36eq\r(2)sin100πtVB．變壓器原、副線圈中的電流之比隨Rt處溫度的變化而變化C．Rt處溫度升高時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D．Rt處溫度升高時(shí)，變壓器原線圈的輸入功率變大答案：AD7．(·海淀區(qū)模擬)如x2圖所示，有一個(gè)等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．直角邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻R的正方形閉合導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度v垂直磁場(chǎng)勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)．取電流沿a→b→c→d→a的方向?yàn)檎?，則圖中表示線框中感應(yīng)電流i隨bc邊位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()答案：C解析：在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來(lái)越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流越來(lái)越大，穿過(guò)線圈的磁通量越來(lái)越大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍礊檎?；在出磁?chǎng)的過(guò)程中，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來(lái)越大，則感應(yīng)電流越來(lái)越大，穿過(guò)線圈的磁通量越來(lái)越小，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，即為?fù)值．綜上所述，C正確．8．(·綿陽(yáng)中學(xué)高二期中)如下圖所示，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，下端連一燈泡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，燈泡的電功率為P，其他電阻不計(jì)，要使燈泡在棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的電功率為2P，則應(yīng)()A．將導(dǎo)軌間距變?yōu)樵瓉?lái)的eq\r(2)倍B．換一電阻減半的燈泡C．將磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B加倍D．換一質(zhì)量為原來(lái)eq\r(2)倍的金屬棒答案：D解析：導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，有mgsinθ＝BIL＝eq\f(B2L2vm,R)①燈泡功率P＝eq\f(BLvm2,R)②由①②式得P＝eq\f(mgsinθ2R,B2L2)根據(jù)上式可判只有D項(xiàng)正確．9．(·杭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二期末)如下圖，水平桌面上一個(gè)面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(1)所示.0至1s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直線框平面向下.圓形金屬框與一個(gè)水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖(2)所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(設(shè)向右為靜摩擦力的正方向)哪一個(gè)()答案：A解析：根據(jù)楞次定律、左手定則和導(dǎo)體的平衡條件可判A項(xiàng)正確．10．兩根相距L的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如下圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度V1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以速度V2向下勻速運(yùn)動(dòng)．重力加速度為g.以下說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為μmg＋eq\f(B2L2V1,2R)B．cd桿所受摩擦力為零C．回路中的電流強(qiáng)度為eq\f(BLV1＋V2,2R)D．μ與V1大小的關(guān)系為μ＝eq\f(2Rmg,B2L2V1)答案：AD解析：根據(jù)右手定則及左手定則、安培定則可知，對(duì)ab，F(xiàn)＝μmg＋F安，對(duì)bc，μF安＝mg，因?yàn)镕安＝eq\f(B2L2V1,2R)，故AD正確，又因?yàn)閏d不切割磁感線，故C錯(cuò)誤．第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分．把答案直接填在橫線上)11．(5分)原始的電話機(jī)將聽(tīng)筒和話筒串聯(lián)成一個(gè)電路，當(dāng)自己對(duì)著話筒講話時(shí)，會(huì)從聽(tīng)筒中聽(tīng)到自己的聲音，導(dǎo)致聽(tīng)覺(jué)疲勞而影響通話．現(xiàn)代的電話將聽(tīng)筒電路與話筒電路分開(kāi)，改進(jìn)后的電路原理示意圖如下圖所示，圖中線圈Ⅰ與線圈Ⅱ的匝數(shù)相等，R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，Rx為可變電阻．當(dāng)Rx調(diào)到某一值時(shí)，從聽(tīng)筒中就聽(tīng)不到話筒傳出的聲音了，這時(shí)Rx＝________kΩ.答案：1.8解析：當(dāng)Ⅰ、Ⅱ線圈所在的回路對(duì)稱時(shí)，從聽(tīng)筒中就聽(tīng)不到話筒發(fā)出的聲音了．即Rx與R并聯(lián)后的總電阻與R0相等，即可形成回路對(duì)稱．則eq\f(Rx·R,Rx＋R)＝R0代入數(shù)據(jù)R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，解得Rx＝1.8kΩ.12．(·山東曲阜一中高二期末)(6分)如下圖所示是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)儀器，虛線框內(nèi)給出了原、副線圈導(dǎo)線的繞法，實(shí)驗(yàn)前已查明電流表中電流從左接線柱流入時(shí)指針向左偏．(1)用筆畫線代替導(dǎo)線在答卷對(duì)應(yīng)的圖上連接好實(shí)驗(yàn)電路．(2)若實(shí)驗(yàn)中原線圈插入副線圈后，開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間，觀察到電流表指針向左偏，試在電路連接圖中標(biāo)出電源的正、負(fù)極．(3)若將原線圈拔出，則拔出時(shí)電流表指針向________偏．答案：(1)(2)如下圖所示(3)右13．(7分)如圖甲所示是某同學(xué)探究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律時(shí)設(shè)計(jì)的電路圖．(1)根據(jù)電路圖，在圖乙的實(shí)物上連線．(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示，由圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________．(3)他將這個(gè)熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中，已知電源電壓為9V，R1＝30Ω，內(nèi)阻不計(jì)的毫安表讀數(shù)為500mA，則R2的阻值為_(kāi)_______．答案：(1)連接實(shí)物圖如下圖所示(2)減小(3)25Ω解析：由熱敏電阻伏安特性曲線可知：隨電流、電壓的增大(即功率增大，溫度升高)，曲線斜率也增大，因此電阻阻值減?。娫磧?nèi)阻不計(jì)，則通過(guò)R1的電流I1＝eq\f(E,R1)＝eq\f(9,30)A＝300mA.通過(guò)R2和R的電流為I2＝IA－I1＝500mA－300mA＝200mA，由R的伏安特性曲線可以讀出，當(dāng)I2＝200mA時(shí)，R兩端的電壓為U＝4V，則R2兩端的電壓U2＝E－U＝5V，所以R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(5,200×10－3)Ω＝25Ω.三、論述·計(jì)算題(共4小題，42分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(10分)(·鄭州模擬)如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)．已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝1.0Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040m2，小燈泡的電阻R＝9.0Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝nBmSeq\f(2π,T)cos(eq\f(2π,T)t)，其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期．不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～eq\f(T,4)的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量．答案：(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0×10－3解析：(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝3.14×10－2s，所以Em＝nBmSω＝eq\f(2πnBmS,T)＝8.0V(2)電流的最大值Im＝eq\f(Em,R＋r)＝0.80A有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(2\r(2),5)A小燈泡消耗的電功率P＝I2R＝2.88W(3)在0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值eq\x\to(E)＝eq\f(nSΔB,Δt)平均電流eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)＝eq\f(nSΔB,R＋rΔt)通過(guò)燈泡的電荷量Q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(nSΔB,R＋r)＝4.0×10－3C15．(10分)(青島模擬)置于水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF足夠長(zhǎng)，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m，導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5T，電阻為r＝1Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好．平行金屬板M、N相距d＝0.2m，板間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B，金屬板按如下圖所示的方式接入電路．已知滑動(dòng)變阻器的總阻值為R＝4Ω，滑片P的位置位于變阻器的中點(diǎn)．有一個(gè)質(zhì)量為m＝1.0×10－8kg、電荷量為q＝＋2.0×10－5(1)若金屬棒ab靜止，求粒子初速度v0多大時(shí)，可以垂直打在金屬板上；(2)當(dāng)金屬棒ab以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，讓粒子仍以初速度v0射入磁場(chǎng)后，恰能從兩板間沿直線穿過(guò)，求金屬棒ab運(yùn)動(dòng)速度v的大小和方向．答案：(1)100m/s(2)50m/s方向水平向右解析：(1)金屬棒靜止時(shí)，在兩板之間只有磁場(chǎng)，帶電粒子沿中心線垂直進(jìn)入磁場(chǎng)后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，垂直打在金屬板上時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑為eq\f(d,2)，則有：Bqv0＝meq\f(v\o\al(2,0),\f(d,2))粒子的速度為：v0＝eq\f(Bqd,2m)＝100m/s(2)金屬棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv，閉合電路中的電流為：I＝eq\f(E,R＋r)，兩金屬板間的電壓為：U＝Ieq\f(R,2)帶電粒子沿直線通過(guò)兩金屬板時(shí)，它所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，即：Bqv0＝eq\f(U,d)q由以上各式解得：v＝eq\f(5dv0,2L)＝eq\f(5×0.2×100,2×1)m/s＝50m/s由左手定則知帶電粒子所受洛倫茲力方向向上，因電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，所以電場(chǎng)力向下，M板電勢(shì)高，由右手定則知ab棒向右運(yùn)動(dòng)．16．(·綿陽(yáng)市高二期末)(11分)相距L＝1.5m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m＝1kg的光滑金屬棒ab通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒cd水平固定在金屬導(dǎo)軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，ab、cd兩棒的電阻均為r＝0.9Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì).ab棒在方向豎直向上大小按圖乙所示規(guī)律變化的外力F作用下從靜止開(kāi)始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2.求：(1)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ab棒中的電流方向？cd棒受到的安培力方向？(2)求出ab棒加速度大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?3)從t1＝0到t2＝2s，金屬棒ab的機(jī)械能變化了多少？答案：(1)從b流向a；垂直導(dǎo)軌平面向里(2)a＝1m/s2；B＝1.2T(3)ΔE＝22J解析：(1)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ab棒中的電流方向從b流向a.cd棒受到的安培力方向是垂直導(dǎo)軌平面向里．(2)設(shè)ab棒加速度大小為a，當(dāng)t1＝0時(shí)，F(xiàn)1＝11N，則F1－mg＝maa＝1m/s2當(dāng)t2＝2s時(shí)，F(xiàn)2＝14.6N，設(shè)ab棒速度大小為v，其中電流為I，則F2－mg－BIL＝mav＝at2BLv＝2Ir解得B＝1.2T(3)從t1＝0到t2＝2s，ab棒通過(guò)的距離為h，則h＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)設(shè)金屬棒ab的機(jī)械能變化為ΔE，則ΔE＝mgh＋eq\f(1,2)mv2ΔE＝22J17．(11分)(·吉安模擬)如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為