2012高二人教版物理选修3-2综合检测 期末标准检测

期末标准检测
(本试卷共4页，满分为100分，考试时间90分钟)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
一、单项选择题(本大题6小题，每小题3分，共18分)每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，请把符合题意的选项写在答题卡中．
1．远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点是(　　)
A．可改变输电线的电阻 B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度
2．两只相同的电阻，分别通过简谐波形的交流电和方形波的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图M－1所示．在一个周期内，简谐波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比为等于(　　)
图M－1
A．3∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶3
3．在一部小说中描述了一种这样盗听电话的方法：窃贼将并排在一起的电话线分开，在其中一根电话线的旁边铺设一条两端分别与窃听器连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图M－2所示，下列说法中正确的是(　　)
　图M－2
A．可以窃听到电话，因为电话中的电流流进了窃听器
B．可以窃听到电话，因为电话中的电流大小时刻都在发生变化，在窃听电路中引起了感应电流
C．不能听到电话，因为窃听器的导线没有与电话线连在一起
D．不能窃听到电话，窃听器的导线与电话线是绝缘的
4．在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图M－3所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内．a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图．当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，环中有感应电流产生的圆环是(　　)
　　　　　　　图M－3
A．a、b、c三环 B．a、b两环 C．b、c两环 D．a、c两环
5．平行板间加如图M－4所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，图中能定性描述粒子运动的速度图象正确的是(　　)
图M－4
　　　　　　　　
6．如图M－5所示为继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是(　　)
图M－5
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联
二、双项选择题(本大题8小题，每小题4分，共32分)每小题给出的四个选项中，只有两个选项符合题目要求，请把符合题意的选项写在答题卡中．
7．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用，在下列有关其他电阻应用的说法中，正确的是(　　)
A．热敏电阻可应用于压力测控装置中 B．光敏电 阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中 D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
8．如图M－6所示，线圈L的直流电阻不计，闭合S且电路稳定后，灯泡正常发光．下列判断正确的是(　　)
图M－6
A．S刚闭合时，灯泡立即正常发光
B．S闭合且电路稳定后，再断开S的瞬间，灯熄灭，电容器不带电
C．当灯泡正常发光时，电容器不带电
D．S闭合且电路稳定后，再断开S的瞬间，灯熄灭，电容器的a板带负电
9．如图 M－7所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管时，则(　　)
A．灯泡变暗 B．灯泡变亮 C．螺线管缩短 D．螺线管伸长
　　　图M－7
10．如图M－8所示，电源电动势E＝6 V，内阻不计，A和B两灯都标有“6 V　0.3 A”字样，电阻R和线圈L的直流电阻RL均为20 Ω，分析在开关S闭合和断开的极短时间内流过A和B两灯的电流变化情况(　　)
　　图M－8
A．S闭合时，IA＝0.1 A，IB＝0.2 A B．S闭合时，IA＝0.3 A，IB＝0 A
C．S断开时，IA＝0 A，IB＝0.15 A D．S断开时，IA＝0.15 A，IB＝0.15 A
11．某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图M－9所示．如果此线圈和一个 R＝100 Ω 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法中正确的是(　　)
图M－9
A．交变电流的周期为0.04 s B．电阻R两端的有效电压是 100 V
C．交变电流的有效值为 1 A D．交变电流的最大值为1 A
12．如图M－10所示，导体AC可在竖直的平行的金属导轨上自由滑动，匀强磁场垂直导轨平面，导轨上端电阻为R，其他电阻均不考虑，AC由静止释放后，若要使AC下降的最大速度减少为原来的一半，可采取的方法有(　　)
A．AC质量减为原来的一半 B．导轨宽度减为原来的一半
C．电阻R减为原来的一半 D．磁感应强度减为原来的一半
　　　　　图M－10
13．在图M－11中，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则(　　)
　　图M－11
A．自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质
B．自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质
C．接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体
D．电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器
14．某理想变压器的原、副线圈按如图M－12所示电路连接，图中电表均为理想交流电表，且R1＝R2，电键S原来闭合．现将S断开，则电压表的示数U、电流表的示数I、电阻R1上的功率P1、变压器原线圈的输入功率P的变化情况分别是(　　)
图M－12
A．U增大 B．I增大 C．P1减小 D．P减小
三、非选择题(本大题共4小题，共50分)按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
15．(10分) 如图M－13甲，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动，其速度－位移关系图象如图乙所示，则在此过程中电阻R上产生的电热Q1是多少？ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为多少？
　　　　　　　　　　
图M－13
16．(12分)某电站输送的电功率是500 kW，当采用6 kV电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数相差4800 kW·h(即4800度)，试求：
(1)输电线的电阻；
(2)若要使输电线上损失的功率降到输送功率的2.304%，应采用多高的电压向外输电？
17．(13分)图M－14甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量．Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：
(1)交流发电机产生的电动势的最大值；
(2)电路中交流电压表的示数．
　　　
图M－14
18．(15分) 如图M－15甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随棒ab与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示，F0已知．求：
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度；
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；
(3)d0满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运动？
甲 　　乙
图M－15
参考答案
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1．C
2．B　解析：简谐波形交流电有效值I＝ A，方形波形交流电的有效值I2＝1 A.
3．B　解析：由于电话中的电流大小是时刻都在发生变化的，电流会激发磁场，这个磁场也是变化的，根据楞次定律可知，在窃听电路中引起了感应电流．
4．B　解析：穿过c线圈中的磁通量始终为零．
5．A　解析：由于交变电流在一个周期内只是电流方向发生改变而大小未变，故粒子先匀加速运动、后匀减速运动，周期内运动方向未发生改变．
6．A
7．BC　解析：热敏电阻一般应用于温度测控装置中，电阻无论对直流还是交流都有阻碍作用．
8．CD　解析：刚闭合时，电感有阻碍作用，电容通过L充电，但灯泡不是正常发光．稳定后，电感将电容短路，电容不带电．刚断开时，电感由于自感对电容充电．
9．AD　10.AC
11．AD　解析：最大电压为100 V，交变电流的有效值为 A.
12．AC　解析：当AC受到的安培力与重力这二力平衡时，下降的速度达到最大，此时有G＝F安，即mg＝BIl，E＝Blv＝IR，由以上几式得v＝.从v＝可知，要使最大速度减半，只有AC正确．
13．BD
14．AD　解析：S断开后，副线圈所在电路总电阻增大，副线圈上的电流减小，I减小，P减小，电阻R1上的电压增大，P1增大.
15．(10分)解：ab杆在位移L到3L的过程中，由动能定理
F(3L－L)＝m(v－v)
ab杆在磁场中移动L过程中，由功能关系
FL＝mv＋Q1
解得电阻R上产生的电热Q1＝
ab杆在离开磁场前瞬间，水平方向上受安培力
F安＝
由牛顿第二定律F－F安＝ma
解得ab杆加速度a＝－.
16．(12分)解：在输送功率一定的情况下，可以求出送电电流，由损失功率可求出输电线中的电阻．根据题目要求，由损失功率计算出输送电压．
(1)P输＝UI线，所以I线＝＝ A
P损＝ kW＝200 kW
因P损＝IR线，故R线＝＝28.8 Ω.
(2)若P损＝500 kW×2.304%＝11.52 kW
故送电电流I线＝＝20 A，输电电压
U＝＝2.5×104 V.
17．(13分)解：(1)交流发电机产生电动势的最大值
Em＝nBSω
而Φm＝BS，ω＝
所以，Em＝
由Φ－t图线可知
Φm＝2.0×10－2 Wb，T＝6.28×10－2 s，所以Em ≈200 V.
(2)电动势的有效值E＝Em＝100 V
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为
I＝＝ A
交流电压表的示数为U＝IR＝90 V≈127 V .
18．(15分)解：(1)设离开右边界时棒ab速度为v，
则有E＝Blv
电路中电流为I＝
对棒有2F0＝BIl＝0
解得v＝.
(2)在ab棒运动的整个过程中，根据动能定理
F0d0＋2F0d－W安＝mv2－0
由功能关系，回路所消耗的电能等于克服安培力做的功E电＝W安
解得E电＝F0(d0＋2d)－.
(3)设棒刚进入磁场时的速度为v0，则有
F0d0＝mv－0
当v0＝v，即d0＝时，进入磁场后一直匀速运动．