【名师一号】2015年人教版物理选修3-2《综合测试》（解析版）

模块测评卷
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)
1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是(　　)
A．导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流
B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流
解析：本题的关键是理解产生感应电流的条件．首先是“闭合电路”，A、B两项中电路是否闭合不确定，故A、B两项错误；其次当电路闭合时，只有一部分导体切割磁感线才产生感应电流，C项错误；当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，D项正确．
答案：D
2．下列说法中正确的是(　　)
A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻
C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲
D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现出高电阻状态
解析：电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A ( http: / / www.21cnjy.com )项错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C项错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D项错误．
答案：B
3. 如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直 ( http: / / www.21cnjy.com )于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环．在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触．当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻(　　)
A．有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右
B．有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左
C．有电流通过电流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零
解析：金属杆顺时针转动切割磁感线，由右手定则可知产生a到b的感应电流，电流由c到d流过电流表，再由左手定则知此时ab杆受安培力向右，故A项正确．
答案：A
4. (多选题)矩形线圈的匝数为50匝，在 ( http: / / www.21cnjy.com )匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示．下列结论正确的是(　　)
A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大
B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是157 V
D．在t＝0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s
解析：在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，电动势为0，此时电动势改变方向，故A项、B项错误．由图象可知，周期为0.4 s，故角速度ω＝＝5π，而最大电动势为Em＝nBSω＝157 V，C项正确．在t＝0.4 s时，磁通量为0，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s，故D项正确．
答案：CD
5. (多选题)如图所示的 ( http: / / www.21cnjy.com )电路中，当a、b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮，当加同样电压的交流电源时，L1发光但较暗，L2灯发光较亮，则以下各项正确的是(　　)
A．A中接的是电感线圈，B中接的是电容器
B．A中接的是电容器，B中接的是电感线圈
C．A中是电阻，B中接的是电容器
D．若加的交流电频率增大，电压不变，则L1灯变得更暗，L2灯变得更亮
解析：电感的特点是：“通直流、阻交流、 ( http: / / www.21cnjy.com )通低频、阻高频”．电容的特点是：“通交流、阻直流、通高频、阻低频”．由题意：a、b两端加直流电压时，L2灯不亮；加交流电压时，L2灯较亮，可知B为电容器，而L1灯先是亮的，后又较暗，可知A为电感线圈．交流电频率越大时，线圈感抗越大，电容器容抗越小，故D项正确．
答案：AD
6. 很多同学家里都有调光电灯和调 ( http: / / www.21cnjy.com )速风扇，过去是用变压器来实现的．缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速，现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如图所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内，前周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为 (　　)
A.　　　　　　　　 B.
C. D.Umax
解析：每个二分之一周期被截去周期，原电流为正弦交流电，一个周期可以看成只剩半个周期的电压，利用有效值的定义，得2××T＝×T，所以U＝，故A项正确．
答案：A
7．如图甲所示的电路中，光敏电阻R2加上图乙所示的光照时，R2两端的电压变化规律是下图中的(　　)
甲
　　
乙
A
　
B
　
C
　
D
解析：光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零，故选项B正确．
答案：B
8. (多选题)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　)
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
解析：对升压(或降压)变压器而言， ( http: / / www.21cnjy.com )由变压器电压比U1∶U2＝n1∶n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU＝I2R线增大，功率损耗ΔP＝IR线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B项不正确，C项正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为＝＝＝∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D项正确．
答案：CD
9. 如图所示，AOC是光滑的金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属棒，立在导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在OA上，直到完全落在OC上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则ab棒在上述过程中(　　)
A．感应电流方向是b→a
B．感应电流方向是a→b
C．感应电流方向先是b→a，后是a→b
D．感应电流方向先是a→b，后是b→a
解析：由数学知识可知，金属棒下滑过程中，与坐标轴所围面积先增加后减小，穿过回路aOb的磁通量先增加后减小，根据楞次定律，感应电流方向先是b→a，后是a→b.
答案：C
10. (多选题)如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面内、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v和3v的速度匀速拉出磁场，不计导体框重力的影响，则导体框分别从两个方向移出磁场的过程中(　　)
A．导体框中产生的感应电流方向相同
B．导体框中产生的焦耳热相同
C．导体框ad边两端电势差相同
D．通过导体框截面的电量相同
解析：由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方 ( http: / / www.21cnjy.com )向相同，A项正确；由电磁感应定律可得Q＝＝，因此导体框中产生的焦耳热不同，B项错误；两种情况下电源的电动势不相同，导体框ad边两端电势差不同，C项错误；由q＝知，通过导体框截面的电量与速度无关，D项正确．
答案：AD
11. 如图所示，用恒定外力拉金属杆AB无摩擦匀速向右运动，若使滑动变阻器的滑片P向b端滑动，则(　　)
A. 滑片P滑到b端前，AB杆一定做减速运动
B. 滑片P滑到b端前，AB杆一定仍做匀速运动
C. 滑片P向b端滑动过程中，AB杆将一定做匀加速运动
D. 滑片P向b端滑到某一位置，减小拉力可以使AB杆保持匀速运动
答案：D
12. 如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为R，竖直放置的线圈匝数为n，绕制线圈导线的电阻为R，其他导线的电阻忽略不计，现有竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m、电量为q、带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是(　　)
A．均匀增大，磁通量变化率的大小为
B．均匀增大，磁通量变化率的大小为
C．均匀减小，磁通量变化率的大小为
D．均匀减小，磁通量变化率的大小为
解析：由带正电的油滴悬浮知下极板为高电势，可判断磁场均匀增大.
U＝n·
q＝mg
联立以上两式解＝.
答案：A
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)
13．(6分)在探究电磁感 ( http: / / www.21cnjy.com )应现象的实验中，电流表刻度盘上的零刻度线在正中间，当电池的正极接电流表的右接线柱、负极与电流表的左接线柱相碰时，指针向右偏转．如图所示电路，原线圈A放在副线圈B中，在合上电键S的瞬间，电流表指针应向________偏转；将原线圈A从副线圈B中拔出时，电流表指针应向________偏转．
答案：左(3分)　右(3分)
14．(8分)传感器担负着信息采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏电阻传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器线路圈．
甲
　　
乙
(1)为了使温度过高时报警器响铃，c应接在________(填“a”或“b”)．
(2)若使启动报警器的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向________移动(填“左”或“右”)．
(3)如果在调试报警器达 ( http: / / www.21cnjy.com )到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是_____________________
______________________________________________________________.
解析：(1)温度过高时热敏电阻阻值较小，继电器中工作电流较大，吸住簧片与a接触，报警器通电报警．
(2)若滑片向左移动，滑动变阻器阻值变大，只有报警温度提高，继电器才能达到工作电流进行控制．
(3)错误地把c接在b，则无论继电器怎 ( http: / / www.21cnjy.com )样工作都不会使报警器获得电流而报警；若与继电器串接的电源电动势太低，电流不足以使继电器工作也不会报警．
答案：(1)a(2分)
(2)左(2分)
(3)①c接在b(2分)　②错误地把c接在b或与继电器串接的电源电动势太低(2分)
三、计算题(本题有3小题，共38分．解 ( http: / / www.21cnjy.com )答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)发电厂输出的交流电 ( http: / / www.21cnjy.com )压为22 kV，输送功率为2.2×106 W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220 V，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 Ω.求：
(1)输电导线上损失的电功率．
(2)变压器原、副线圈匝数之比．
解析：(1)输送电流
I线＝＝ A＝100 A(2分)
则损失功率为
P损＝IR线＝1002×22 W＝2.2×105 W. (3分)
(2)变压器原线圈电压U1＝U总－U线＝U总－ I线R线＝2.2×104 V－100×22 V＝19 800 V(3分)
所以原、副线圈匝数之比＝＝＝90∶1. (2分)
答案：(1) 2.2×105 W　　 (2)90∶1
16．(12分)正方形金属框每边长L＝0 ( http: / / www.21cnjy.com ).1 m，总质量m＝0.1 kg，回路电阻R＝0.02 Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量m＝0.14 kg的砝码．线框上方有一磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场，如图所示，线框在M的牵引下做加速运动，当线框上边进入磁场后又做匀速运动(取g＝10 m/s2)．求：
(1)线框匀速上升时的速度多大？
(2)线框匀速上升过程中重物M做功多少？其中有多少能量转变为电能？
解析：(1)线框匀速运动的条件是：
Mg＝mg＋BIL　①(2分)
又E＝BLv　②(1分)
I＝　③(1分)
联立①②③得v＝＝ m/s＝3.2 m/s(2分)
(2)线框匀速上升过程的位移为L＝0.1 m，
所以M做的功
WM＝MgL＝0.14×10×0.1 J＝0.14 J，(2分)
M做的功一方面增加了线框的重力势能，
一方面转化为电能．
根据能量守恒可知：WM＝mgL＋W电，(2分)
W电＝WM－mgL＝0.14J－0.1×10×0.1 J＝0.04 J. (2分)
答案：(1)3.2 m/s　(2)0.14J,0.04J
17.(16分)如图所示，相距0.5 ( http: / / www.21cnjy.com ) m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻忽略不计，下端连接阻值为2 Ω的电阻R，导轨处在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上．ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为0.5 kg，电阻均为2 Ω. ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中电阻R上产生的热量为0.5 J，已知细绳能承受的最大拉力为5 N．求细绳被拉断时：(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6)
(1)ab棒中的电流；
(2)cd棒的速度；
(3)cd棒下滑的距离．
解析：(1)ab棒受力平衡，
得Tmcos 37°＝mgsin 37°＋BIL(2分)
即I＝＝1 A. (2分)
(2)cd棒产生的感应电动势为E＝BLv，
R电阻与ab并联，并联电阻为R′＝，(2分)
ab两端电压为U＝E＝，
且U＝Ir，(2分)
得到v＝＝6 m/s. (2分)
(3)总的发热量Q与R的发热量Q′的比值为
＝＝＝6，(2分)
因此总的热量为Q＝6Q′＝3 J，
由能量守恒定律得mgsin 37°·s＝Q＋mv2(2分)
解得s＝＝4 m. (2分)
答案：(1)1 A　 (2)6 m/s　(3)4 m