2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：模塊終結(jié)測(cè)評(píng)（二）含答案.doc

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2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：模塊終結(jié)測(cè)評(píng)（二）含答案一、選擇題(本題共9小題，每小題4分，共36分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，選錯(cuò)或不答的得0分)1在一些星級(jí)賓館的洗手間中經(jīng)常裝有自動(dòng)干手機(jī)，洗手后將濕手靠近，機(jī)內(nèi)的傳感器就開(kāi)通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?)A改變濕度 B改變溫度C改變磁場(chǎng) D改變電容2(多選)無(wú)線電力傳輸目前取得了重大突破，已有一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無(wú)線傳輸電力兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置，原理示意圖如圖M21所示下列說(shuō)法正確的是()圖M21A只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)CA線圈中電流越大，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大DA線圈中電流變化越快，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大3矩形金屬線圈共10匝，繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的情況如圖M22所示下列說(shuō)法中正確的是()圖M22A. 此交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為0.2 HzB. 此交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為1 VC. t0.1 s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D. t0.1 s時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量最大4如圖M23所示，矩形線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(P1與ab邊重合，P2過(guò)ad邊的中點(diǎn))，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，繞P1及P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流的大小、通過(guò)線圈的電荷量及線圈中產(chǎn)生的熱量分別為I1、q1、Q1及I2、q2、Q2，則下列判斷正確的是()圖M23A線圈繞P1和P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是abcdBq1q2CI1I2DQ1Q25(多選)我國(guó)“西電東送”采用高壓輸電，繼三峽至常州的500 kV直流輸電工程后，又實(shí)現(xiàn)了三峽至廣東的500 kV直流輸電工程采用高壓直流輸電有利于不同發(fā)電機(jī)為同一電網(wǎng)供電和不同電網(wǎng)的互聯(lián)關(guān)于高壓直流輸電，下列說(shuō)法正確的是()A高壓輸電可以減小輸電電流，從而減少輸電線上的能量損失B恒定的直流輸電可以有效地消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響C可以加快輸電的速度D為實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電，可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓6(多選)如圖M24所示，光滑水平面上存在垂直于水平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直徑與磁場(chǎng)寬度相同的圓形金屬線框以一定的初速度斜向上勻速通過(guò)磁場(chǎng)在必要的時(shí)間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速運(yùn)動(dòng)，則()圖M24A線框內(nèi)的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较蛟傺仨槙r(shí)針?lè)较駼線框內(nèi)的感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C水平拉力的方向與速度同向D水平拉力的方向與速度方向無(wú)關(guān)7如圖M25所示，用長(zhǎng)度相同、粗細(xì)相同的銅導(dǎo)線繞成兩個(gè)匝數(shù)不同、邊長(zhǎng)不同的正方形閉合線圈A、B，其中A、B的邊長(zhǎng)分別為a、b，且a2b，現(xiàn)在拉力作用下將兩個(gè)線圈從同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以相同的速度勻速拉出，則()圖M25A通過(guò)A、B兩個(gè)線圈的電荷量之比為12BA、B兩個(gè)線圈受到的拉力之比為11CA、B兩個(gè)線圈所受的拉力的功率之比為12DA、B兩個(gè)線圈所受的拉力做功之比為118某同學(xué)學(xué)了電學(xué)以后，為了了解調(diào)光燈的調(diào)光原理，將調(diào)光燈拆卸開(kāi)，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有電阻的串、并聯(lián)現(xiàn)象實(shí)際調(diào)光燈是用可控硅電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一般調(diào)光燈有四個(gè)擋，每個(gè)擋截去電流的四分之一周期在第三擋時(shí)，即在正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，從而改變電燈的功率如果調(diào)光燈最亮?xí)r功率為Pm，那么在第三擋時(shí)電燈的功率為()APmB.C.D.9(多選)如圖M26所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來(lái)靜止的長(zhǎng)為1 m、質(zhì)量為0.1 kg的導(dǎo)體棒MN上升，導(dǎo)體棒的電阻為1 ，架在豎直放置的金屬框架上，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與框架平面垂直當(dāng)導(dǎo)體棒上升3.8 m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2 J，電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7 V、1 A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為1 ，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g取10 m/s2，則以下判斷正確的是()圖M26A導(dǎo)體棒向上做勻減速運(yùn)動(dòng)B電動(dòng)機(jī)的輸出功率為49 WC導(dǎo)體棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為2 m/sD導(dǎo)體棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間為1 s二、實(shí)驗(yàn)題(本題共6分)10如圖M27所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為100 .當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E9.0 V，內(nèi)阻可以不計(jì)圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源則甲乙圖M27(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ，可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi).三、計(jì)算題(本題共5小題，11題10分，12題10分，13題11分，14題13分，15題14分，共58分解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分)11有一種測(cè)量壓力的電子秤，其原理如圖M28甲所示E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為6 V的電源R0是一個(gè)阻值為400 的限流電阻G是由理想電流表改裝成的指針式測(cè)力顯示器R是壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小的變化而改變，其關(guān)系如下表所示C是一個(gè)用來(lái)保護(hù)顯示器的電容器秤臺(tái)所受的重力忽略不計(jì).壓力F/N050100150200250300電阻R/300280260240220200180(1)在圖乙所示的坐標(biāo)系中畫(huà)出電阻R隨壓力F變化的圖線，并歸納出電值R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式圖M28(2)寫(xiě)出壓力與電流的關(guān)系式，說(shuō)明該測(cè)力顯示器的刻度是否均勻(3)若電容器的耐壓值為5 V，該電子秤的量程是多少？12圖M29甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖像如圖乙所示若只在c、e間接一只Rce400 的電阻，或只在d、e間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.(1)請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式(2)求只在c、e間接400 的電阻時(shí)，原線圈中的電流I1.(3)求c、e和d、e間線圈的匝數(shù)比. 甲乙圖M2913如圖M210所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不計(jì)，兩端分別接有電阻R1和R2，且R16 ，導(dǎo)體棒ab的電阻為2 ，在導(dǎo)軌上可無(wú)摩擦地滑動(dòng)且與導(dǎo)軌接觸良好，垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T現(xiàn)導(dǎo)體棒以恒定的速度v3 m/s向右移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體棒上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等(1)求R2的阻值(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？圖M21014如圖M211所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一根導(dǎo)體桿ef垂直于導(dǎo)軌放置，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌始終保持良好接觸質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2、每邊電阻均為r的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力(1)通過(guò)ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef運(yùn)動(dòng)的速度v是多大？圖M21115風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的一種可再生清潔能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如圖M212所示，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等(1)利用總電阻R10 的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能輸送功率P0300 kW，輸出電壓U10 kV，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值(2)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過(guò)的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積設(shè)空氣密度為，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度為r.求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm.(3)已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率P與Pm成正比某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速v19 m/s時(shí)能夠輸出電功率P1540 kW.我國(guó)某地區(qū)風(fēng)速不低于v26 m/s的時(shí)間每年約為5000小時(shí)，則這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時(shí)？圖M212模塊終結(jié)測(cè)評(píng)(二)1D解析 手靠近時(shí)電熱器工作，手撤離時(shí)電熱器停止工作，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器手靠近時(shí)相當(dāng)于連接一個(gè)電容器，可以確定干手機(jī)內(nèi)設(shè)有電容式傳感器，由于手的靠近改變了電容用濕度和溫度來(lái)驅(qū)動(dòng)電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機(jī)是由于濕度、溫度的變化而工作，那它就成了室內(nèi)烘干機(jī)故選項(xiàng)D正確2BD解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件可知，只有處于變化的磁場(chǎng)中，B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量的變化率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確3D解析 由et圖像可知，交變電動(dòng)勢(shì)的周期為0.2 s，故頻率為5 Hz，該交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為1 V，有效值為 V，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤t0.1 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為零，方向改變，線圈處在中性面上，通過(guò)線圈的磁通量最大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確4C解析 本題考查電磁感應(yīng)中電荷量、熱量、電流的計(jì)算和感應(yīng)電流方向的判斷繞P1、P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，但電流的方向?yàn)閍dcba，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電荷量q，與繞哪個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈分別繞兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相同，所以電流相同，產(chǎn)生的熱量也相同，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5AB解析 根據(jù)PIU可知，在功率一定時(shí)，采用高壓輸電，可以減小電流，從而減少輸電線上的能量損失，選項(xiàng)A正確；交變電流由于感抗和容抗的作用，對(duì)輸電有影響，而利用直流輸電可以有效地彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，選項(xiàng)B正確；兩種輸電方式都不能改變輸電的速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器只能改變交變電流的電壓，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6ABD解析 圓形金屬線框的磁通量先增加后減少，由楞次定律可知，線框內(nèi)的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较蛟傺仨槙r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A正確；切割磁感線的有效長(zhǎng)度為直徑時(shí)最大，故線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)歷兩次先增大后減小，選項(xiàng)B正確；水平拉力的方向與安培力的方向相反，與速度方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確7B解析 由題意知nB2nA，某一回路的總電阻為R，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為En，平均感應(yīng)電流為I，根據(jù)I得通過(guò)線圈的電荷量為qItn，且a2b，得qAqB21，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框A、B被勻速拉出時(shí)，拉力與安培力大小相等，所受的安培力的大小為F安nBIl，而I，EnBlv，所以FF安，得FAFB11；拉力的功率PFv，故PAPB11；拉力所做的功WFl，故WAWB21，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 8C解析 根據(jù)每個(gè)二分之一周期中，前四分之一周期被截去，則在一個(gè)周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定義可知，PmTT2TP2T，即P，故選項(xiàng)C正確9CD解析 由于電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒定，由P出Fv及Fmgma可知，導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出IUI2r6 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)牽引棒的拉力的功率，P出Fv，當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)，F(xiàn)mgBIL，感應(yīng)電流I，解得棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為v2 m/s，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律得P出tmghmv2Q，解得t1 s，選項(xiàng)D正確10(1)A、B端(2)260解析 (1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端當(dāng)線圈中的電流較小時(shí)，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高(2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方來(lái)，則恒溫箱加熱器與電源斷開(kāi)，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈中的電流小于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開(kāi)始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ，即50 時(shí)線圈內(nèi)的電流為20 mA.由閉合電路的歐姆定律得I，r為繼電器的電阻由圖甲可知，50 時(shí)熱敏電阻的阻值為90 ，所以RRr260 .11(1)如圖所示R3000.4F.(2)F不均勻(3)550 N解析 (1)要求用描點(diǎn)法畫(huà)成直線，如圖所示由圖可知R與F成線性關(guān)系，即RkFb，代入數(shù)值得R3000.4F.(2)由I和RkFb可得F，F(xiàn)與I不成線性關(guān)系，所以刻度不均勻(3)Fm550 N.12(1)uab400sin 200t(V)(2)I10.28 A(3)解析 (1)由題圖知200 rad/s，電壓瞬時(shí)值uab400sin 200t(V)(2)電壓的有效值U1200 V，理想變壓器P1P2，原線圈中的電流I1解得I10.28 A.(3)設(shè)原線圈的匝數(shù)為n1，同理，由題意知 ，解得 .13(1)3 (2)0.375 W0.75 W解析 (1)內(nèi)、外電路消耗的功率相等，則內(nèi)、外電阻相等，有2，解得R23 .(2)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv113 V3 V，總電流I A0.75 A，路端電壓UIR外0.752 V1.5 V，故P1 W0.375 W，P2 W0.75 W.14(1)(2)解析 (1)設(shè)通過(guò)正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，則IabI，IdcI，金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mgB2IabL2B2IdcL2，聯(lián)立解得Iab.(2)IIab.設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，有EB1L1v，設(shè)ad、dc、bc三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則Rr，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有I，聯(lián)立解得v.15(1)3100(2)r2v3(3)8105 kWh解析 (1)導(dǎo)線上損失的功率為PI2RR9 kW，損失的功率與輸送功率的比值3100.(2)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機(jī)時(shí)，提供的風(fēng)能功率最大單位時(shí)間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為vS，其中Sr2，風(fēng)能的最大功率可表示為Pm(vS)v2r2v3.(3)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為P2P1540 kW160 kW，最小年發(fā)電量為WP2t1605000 kWh8105 kWh.