2022年高中物理 綜合測試卷A 新人教版選修3-2

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1、2022年高中物理 綜合測試卷A 新人教版選修3-2 班級_________ 姓名____________ 學(xué)號____________ 成績_____________ 一．單項選擇題(本題共10題 每小題3分 共30分) 1．了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學(xué)會像科學(xué)家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要．以下符合史實(shí)的是(　　) A．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)的規(guī)律 B．庫侖總結(jié)出了點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律 C．楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕 D．牛頓將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動 2．長為a、寬為b的矩形線框有n

2、匝，每匝線圈電阻為R.如圖所示，對稱軸MN的左側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，第一次將線框從磁場中以速度v勻速拉出，第二次讓線框以ω＝2v/b的角速度轉(zhuǎn)過90°角．那么(　　) A．通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q1∶q2＝1∶n B．通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q1∶q2＝1∶1 C．線框發(fā)熱功率P1∶P2＝2n∶1 D．線框發(fā)熱功率P1∶P2＝1∶2 3．如圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌AC、AD固定在水平面內(nèi)，并處在方向豎直向下、大小為B的勻強(qiáng)磁場中．有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度v0從某位置開始在導(dǎo)軌上水平向右運(yùn)動，最終恰好靜止在A點(diǎn)．在運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終構(gòu)成等邊三角形回路，且通過A點(diǎn)的總電荷

3、量為Q.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻阻值恒為R，其余電阻不計．則(　　) A．該過程中導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動 B．該過程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為mv C．開始運(yùn)動時，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為S＝ D．當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為v0時，回路中感應(yīng)電流大小為初始時的一半 4．如圖所示，OO′為一金屬轉(zhuǎn)軸(只能轉(zhuǎn)動不能移動)，M為與OO′固定連接且垂直于OO′的金屬桿，當(dāng)OO′轉(zhuǎn)動時，M的另一端在固定的金屬環(huán)N上滑動，并保持良好的接觸．整個裝置處于一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向平行于OO′軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0.圖中V為一理想電壓表，一端與OO′接觸，另一端與環(huán)N連接．已知當(dāng)OO′的角速度ω＝ω0時

4、，電壓表讀數(shù)為U0；如果將磁場變?yōu)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度為nB0的勻強(qiáng)磁場，而要電壓表的讀數(shù)為mU0時，則OO′轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)變?yōu)?　　) A．nω0 B．mω0 C.ω0 D.ω0 5．在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器．如下所示的四個圖中，能正確反映其工作原理的是(　　) 6．如圖所示，鐵芯右邊繞有一個線圈，線圈兩端與滑動變阻器、電池組連成回路．左邊的鐵芯上套有一個環(huán)面積為0.02 m2、電阻為0.1 Ω的金屬環(huán)．鐵芯的橫截面積為0.01 m2，且假設(shè)磁場全部集中在鐵芯中，金屬環(huán)與鐵芯截面垂直．調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭，使鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)

5、度每秒均勻增加0.2 T，則從上向下看(　　) A．金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是逆時針方向，感應(yīng)電動勢大小為4.0×10－3 V B．金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是順時針方向，感應(yīng)電動勢大小為4.0×10－3 V C．金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是逆時針方向，感應(yīng)電動勢大小為2.0×10－3 V D．金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是順時針方向，感應(yīng)電動勢大小為2.0×10－3 V 7.如圖所示，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬導(dǎo)軌AOC，其中曲線導(dǎo)軌OA滿足方程y＝Lsin kx，長度為的直導(dǎo)軌OC與x軸重合，整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)有一長為L的金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動，

6、已知金屬棒單位長度的電阻為R0，除金屬棒的電阻外其余電阻均不計，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，則在金屬棒運(yùn)動過程中，它與導(dǎo)軌組成的閉合回路(　　) A．電流逐漸增大 B．電流逐漸減小 C．消耗的電功率逐漸增大 D．消耗的電功率逐漸減小 8．如圖甲所示，為一種調(diào)光臺燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度．給該臺燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時交流電壓表的示數(shù)為(　　) A．220 V　　　　　　　 B．110 V C. V D. V 9．在垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場中放置了矩形線圈abcd

7、.線圈cd邊沿豎直方向且與磁場的右邊界重合．線圈平面與磁場方向垂直．從t＝0時刻起，線圈以恒定角速度ω＝繞cd邊沿圖所示方向轉(zhuǎn)動，規(guī)定線圈中電流沿abcda方向?yàn)檎较?，則從t＝0到t＝T時間內(nèi)，線圈中的電流I隨時間t變化關(guān)系圖象為(　　) 10．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連組成閉合回路．當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動時，電流表A1的讀數(shù)是12毫安，那么電流表A2的讀數(shù)是(　　) A．0　　　　　　B．3毫安 C．48毫安 D．與R值大小有關(guān)

8、 二．多項選擇題（本題共4題 每小題4分 共16分） 11．如圖所示，某人在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B1，方向由南向北，豎直分量大小為B2，方向豎直向下；自行車車把為直把、金屬材質(zhì)，兩把手間距為L，只考慮自行車在地磁場中的電磁感應(yīng)，下列結(jié)論正確的是(　　) A．圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低 B．圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高 C．自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B2Lv D．自行車在十字路口左拐改為南北騎向，則自行車車把兩端電動勢要降低 12．如圖所示，在垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中有一個均勻?qū)Ь€制成

9、的單匝直角三角形線框．現(xiàn)用外力使線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運(yùn)動，運(yùn)動中線框的AB邊始終與磁場右邊界平行．已知AB＝BC＝l，線框?qū)Ь€的總電阻為R.則線框離開磁場的過程中(　　) A．線框中的電動勢隨時間均勻增大 B．通過線框截面的電荷量為 C．線框所受外力的最大值為 D．線框中的熱功率與時間成正比 13．如圖所示的電路中，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2和D3是三個完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計的電源．在t＝0 時刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定電路 穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向?yàn)檎较?，分別用I1、I2表示流 過D1和D2的電

10、流，則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化 關(guān)系的是(　　) 14．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一與磁場方向垂直、長度為L的金屬桿aO，已知ab＝bc＝cO＝L/3，a、c與磁場中以O(shè)為圓心的同心圓(都為部分圓弧)金屬軌道始終接觸良好．一電容為C的電容器接在軌道上，如圖9－3－25所示，當(dāng)金屬桿在與磁場垂直的平面內(nèi)以O(shè)為軸，以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動時，下列選項正確的是(　　) A．Uac＝2UbO B. Uac＝2Uab C．電容器帶電荷量Q＝BL2ωC D．若在eO間連接一個電壓表，則電壓表示數(shù)為零 三、非選擇題(本題共6題，滿分54分) 15．(本題滿分4分)當(dāng)光照射

11、到光敏電阻上時，光敏電阻的阻值________(填“變大”、“不變”或“變小”)．半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨________變化而改變的特性制成的． 16．(本題滿分8分)電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，它與計算機(jī)相連，能在幾秒內(nèi)畫出電流隨時間變化的圖像．如圖甲所示電路，電源電動勢為直流8 V，電容器為幾百微法的電解電容器，先使開關(guān)S與1相連，電源向電容器充電，然后把開關(guān)S擲向2，電容器通過電阻R放電，計算機(jī)屏幕上顯示出電流隨時間變化的I－t曲線，如圖乙所示．則：在圖乙中畫出了一個豎立的狹長矩形(在乙圖的左端)，它的面積表示的物理意義是：__________________

12、.根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算的電容是__________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)． 甲：觀察電容器放電的電路圖 乙：該電容器放電的I－t圖象 17．(本題滿分8分)如圖所示，矩形線圈在0.01s內(nèi)由原始位置Ⅰ轉(zhuǎn)落至位置Ⅱ.已知ad＝5×10－2m，ab＝20×10－2m，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T，R1＝R3＝1Ω，R2＝R4＝3Ω.求： (1)平均感應(yīng)電動勢； (2)轉(zhuǎn)落時，通過各電阻的平均電流．(線圈的電阻忽略不計) 18.(本題滿分8分)如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距

13、離為L，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面．質(zhì)量分別為ma、mb的兩根金屬桿a、b跨擱在導(dǎo)軌上，接入電路的電阻均為R.輕質(zhì)彈簧的左端與b桿連接，右端被固定．開始時a桿以初速度v0向靜止的b桿運(yùn)動，當(dāng)a桿向右的速度為v時，b桿向右的速度達(dá)到最大值vm，此過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌良好接觸．求當(dāng)b桿達(dá)到最大速度vm時： (1)b桿受到彈簧的彈力； (2)彈簧具有的彈性勢能． 19．(本題滿分14分)如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T，匝數(shù)n＝6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度

14、ω＝200 rad/s.已知ab＝0.1 m，bc＝0.2 m，線圈的總電阻R＝40 Ω，試求： (1)感應(yīng)電動勢的最大值，感應(yīng)電流的最大值； (2)設(shè)t＝0時線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式； (3)畫出感應(yīng)電流的瞬時值i隨ωt變化的圖象； (4)當(dāng)ωt＝30°時，穿過線圈的磁通量和線圈中的電流的瞬時值各是多大？ (5)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，感應(yīng)電動勢的平均值是多大？ (6)線圈的發(fā)熱功率多大？ 20．(本題滿分12分)發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.

15、2 Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶． (1)畫出全過程的線路圖； (2)求用戶得到的電壓和功率； (3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓． 參考答案 一．單項選擇題 1. 【答案】　B 【解析】　焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，通常稱此為焦耳熱，A錯誤．庫侖研究電荷間作用的規(guī)律，得出庫侖定律，B正確．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電流，打開電氣時代的大門，C錯誤．伽利略做斜面實(shí)驗(yàn)，研究自由落

16、體運(yùn)動，D錯誤． 2. 【答案】　B 【解析】　首先，在第一、二次運(yùn)動過程中，磁通量的減少量為ΔΦ1＝ΔΦ2＝B·ab/2.當(dāng)回路為n匝，總電阻為nR時．由q＝·Δt＝·Δt＝·Δt＝ΔΦ/R.可得q1∶q2＝1∶1.故知A錯B對．兩種情況下線框電阻不變，由電(熱)功率公式可得 ＝()2 ① E1＝nBav ② E2＝nB·· ③ 聯(lián)立①②③式，即可求出以下結(jié)果P1∶P2＝2∶1，故知C、D均錯． 3.【答案】　C 【解析】　由＝ma可知該過程中l(wèi)、v均在變化，故a變化，A錯．由能量守恒可知Q熱＝mv，B錯．I＝，ΔΦ＝BS，Q＝IΔt，聯(lián)立得S＝，C對．當(dāng)v＝

17、v0時，ln1，故A選項正確，C選項錯誤． 6. 【答案】　C 【解析】　鐵芯內(nèi)的磁通量情況是相同的，金屬環(huán)的有效面積即鐵芯的橫截面積．根據(jù)電磁感應(yīng)定律E＝n＝1×0.2×0.01 V＝2×10－3 V．又根據(jù)楞次定

18、律，金屬環(huán)中電流方向?yàn)槟鏁r針方向，即C正確． 7. 【答案】　C 【解析】　金屬棒向右運(yùn)動產(chǎn)生的電動勢為E＝Byv0，回路中的電阻R＝y(tǒng)R0，故回路中的電流I＝＝，大小為一定值，故A、B均錯誤；再由P＝I2R＝I2R0Lsin kx可知，在x＜的情況下，P隨x增大而增大，故C正確，D錯誤． 8.【答案】　B 【解析】　本題考查電壓的有效值的計算．設(shè)電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有·＝T，解得U＝110 V，則B正確． 9.【答案】　B 【解析】　在0～內(nèi)，線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，故產(chǎn)生正弦式交流電，由楞次定律知，電流方向?yàn)樨?fù)值；在～T，線圈中無感應(yīng)電流；在T時，ab邊垂直切割磁

19、感線，感應(yīng)電流最大，且電流方向?yàn)檎担手挥蠦項正確． 10.【答案】　A 【解析】　當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動時，原線圈中產(chǎn)生恒定的電流，不能在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場，副線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確． 二．多項選擇題 11．【答案】　AC 【解析】　自行車車把切割磁感線，由右手定則知，自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B2Lv；輻條旋轉(zhuǎn)切割磁感線，由右手定則知，圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低；自行車在十字路口左拐改為南北騎向，地磁場豎直分量始終垂直于自行車車把，則其兩端電動勢不變．正確答案為A、C兩項． 12．【答案】　AB 【解析】　三角形線

20、框向外勻速運(yùn)動的過程中，由于有效切割磁感線的長度L＝vt，所以線框中感應(yīng)電動勢的大小E＝BLv＝Bv2t，故選項A正確；線框離開磁場的運(yùn)動過程中，通過線圈的電荷量Q＝It＝×Δt＝，選項B正確；當(dāng)線框恰好剛要完全離開磁場時，線框有效切割磁感線的長度最大，則F＝BIl＝，選項C錯誤；線框的熱功率為P＝Fv＝BIvt×v＝，選項D錯誤． 13．【答案】　BC 【解析】　在t1時刻斷開開關(guān)S后，由于自感現(xiàn)象通過D1的電流逐漸減小，方向不變，A錯誤，B正確；而通過D2和D3的電流方向立即改變，C正確，D錯誤． 14.【答案】　AC 【解析】　金屬桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，UaO＝BL2ω，UbO＝B(

21、L)2ω＝BL2ω，UcO＝B(L)2ω＝BL2ω；則Uac＝UaO－UcO＝BL2ω，得Uac＝2UbO，A對；Uab＝UaO－UbO＝BL2ω，B項錯誤；電容器兩端的電壓為Uac，故Q＝CUac＝BL2ωC，C正確；當(dāng)把電壓表接在eO間時，表與Oce組成回路，電壓表有示數(shù)，測量cO間的電壓，故D錯． 三．非選擇題 15. 【答案】　變小　溫度 【解析】　光敏電阻是感光元件，它的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，它可把光學(xué)量變?yōu)殡娮柽@一電學(xué)量，常用來制造光控開關(guān)，熱敏電阻對溫度反應(yīng)敏感． 16.【答案】　通過電流傳感器的電荷量　350～400 μF 【解析】　由q＝It可知，I－t圖像中

22、的面積表示為通過電流傳感器的電荷量．由數(shù)格法可知電容器放電前所帶電荷量Q＝37×0.2×10－3×0.4 C＝2.96×10－3 C，則C＝＝370 μF. 17. 答案：(1)1V　(2)0.25A 解析：線圈由位置Ⅰ轉(zhuǎn)落至位置Ⅱ的過程中，穿過線圈的磁通量Φ發(fā)生變化，即產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，視這一線圈為一等效電源，線圈內(nèi)部為內(nèi)電路，線圈外部為外電路，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求解． (1)設(shè)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＝2×10－2Wb， 所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝1×10－2Wb. 根據(jù)電磁感

23、應(yīng)定律可得E＝＝V＝1V. (2)將具有感應(yīng)電動勢的線圈等效為電源，其外電路的總電阻 R＝＝Ω＝2Ω. 根據(jù)閉合電路歐姆定律得總電流 I＝＝A＝0.5A. 通過各電阻的電流I′＝0.25A. 18.【解析】　(1)設(shè)某時刻a、b桿速度分別為v和vm，經(jīng)過很短的時間Δt，a桿移動距離為vΔt，b桿移動距離為vmΔt，回路面積改變量ΔS＝L(v－vm)Δt. 由法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動勢E＝[或直接寫為E＝BL(v－vm)] 回路中的電流I＝ b桿受到的安培力Fb＝BIL 當(dāng)b桿的速度達(dá)到最大值vm時，b桿的加速度為0，設(shè)此時b桿受到的彈簧彈力為FT，由牛頓第二定律

24、得FT＝Fb， 聯(lián)立以上各式解得FT＝. (2)以a、b桿和彈簧為研究對象，設(shè)彈簧彈性勢能為Ep，由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得 mav＝mav2＋mbv＋2Q＋Ep， 故Ep＝mav－mav2－mbv－2Q. 【答案】　(1) 19.【解析】　(1)因?yàn)榫€圈勻速轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電動勢的最大值就出現(xiàn)在題圖所示位置 Em＝nBSω＝6×2×0.1×0.2×200 V＝48 V 感應(yīng)電流最大值 Im＝＝ A＝1.2 A. (2)感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式： e＝Em· sin ωt＝48sin 200t V. (3)i-ωt圖象如圖所示 (4)當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時，穿過

25、線圈的磁通量Φ和感應(yīng)電動勢e分別為： Φ＝BL1L2·sin 30° ＝2×0.1×0.2× Wb ＝0.02 Wb e＝48sin 30° V＝24 V 由歐姆定律可得此時電流瞬時值為： i＝＝0.6 A. (5)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，磁通量的變化為 ΔΦ＝B·S 線圈轉(zhuǎn)過所用的時間Δt＝ 此過程中交變電動勢的平均值 ＝n＝n＝nBSω＝Em ＝×48 V ≈30.6 V. (6)線圈的發(fā)熱功率計算用電流有效值： P熱＝()2R＝28.8 W. 【答案】　(1)48 V　1.2 A (2)e＝48sin 200t V (3)見解析圖　(4)0.02

26、Wb　0.6 A (5)30.6 V　(6)28.8 W 20.【解析】　該題是輸電線路的分析和計算問題，結(jié)合電路結(jié)構(gòu)和輸電過程中的電壓關(guān)系和電流關(guān)系可解此題． (1)線路圖如圖所示． (2)升壓變壓器副線圈上的輸出電壓 U2＝U1＝2 200 V， 升壓變壓器副線圈上的輸出電流I2＝I1， 升壓變壓器原線圈上的輸入電流，由P＝U1I1得 I1＝＝ A＝200 A， 所以I2＝＝ A＝20 A. 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR＝I2R＝4 V，PR＝IR＝0.08 kW. 降壓變壓器原線圈上的輸入電流和電壓分別為 I3＝I2＝20 A，U3＝U2－UR＝2 196 V. 降壓變壓器副線圈上的輸出電壓和電流分別為 U4＝U3＝219.6 V，I4＝I3＝200 A. 用戶得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW. (3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為 UR′＝I1R＝40 V， 用戶得到的電壓U′＝U1－UR′＝180 V， 用戶得到的功率為P′＝U′I1＝36 kW. 【答案】　(1)見解析　(2)219.6 V　43.92 kW (3)180 V　36 kW