2019鲁科版高中物理选修3-2全册综合测试题含答案

绝密★启用前
2019鲁科版高中物理选修3-2全册综合测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)


1.如图(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是图乙中的(　　)




A．
B．



C．
D．
【答案】B
【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．
2.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图a所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示，则对应感应电流的变化为(　　)





A．　　　　
B．



C．　　　　
D．
【答案】D
【解析】在0～时间内，磁通量增加但增加的越来越慢，因此感应电流越来越小，到时刻，感应电流减小到零，在～t0间内，磁通量越来越小，感应电流反向，磁通量变化的越来越快，感应电流越来越大，到t0时刻达到反向最大值，从这两段时间断定选项D正确，A、B、C错误．
3.判断图中哪个是正弦式交变电流(　　)



A．
B．



C．
D．
【答案】D
【解析】正弦式交变电流，首先应该是交变电流，C虽然形状符合，但不是交变电流，B虽然是交变电流，但不是正弦式交变电流．
4.如图所示电路，接在交变电流上的灯泡正常发光，则下列措施能使灯泡变亮的是(　　)

A． 将电容器两极板间距离增大一些
B． 将电容器两极板正对面积减小一些
C． 把电介质插入电容器两极间
D． 把交变电流频率降低一些
【答案】C
【解析】电容对交变电流的容抗与电容器的电容和交变电流频率有关，电容越大，频率越高，容抗越小．增大电容器两极板间距离，减小电容器两极板正对面积都使电容器的电容减小，容抗增大，灯泡变暗，故A、B错，在电容器两极间插入电介质，使电容增大，容抗减小，灯泡变亮，C对；降低交变电流频率，容抗增大，灯泡变暗，故D错．
5.如图2，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则E1与E2之比为(　　)

图2
A． 1∶1
B． 2∶1
C． 1∶2
D． 1∶3
【答案】C
【解析】　根据电磁感应定律E＝Blv，其他条件不变，所以电动势变为2倍，所以C正确．
6.如图为某款电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点．可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点．触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态．n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数．该电吹风的各项参数如表所示．下列说法正确的有(　　)

A． 吹热风时触片P与触点b、c接触
B． 可由表格中数据计算出小风扇的内阻为60 Ω
C． 变压器两线圈的匝数比n1∶n2＝13∶15
D． 换用更长的电热丝(材料、粗细均不变)，则吹的热风温度更低
【答案】D
【解析】触片P与触点b、c接触时，电热丝没有接通，不能吹热风，选项A错误；冷风状态下，只有小风扇工作，由于输入功率为60 W，额定电压为60 V，则当小风扇被卡住不转时有：r＝＝Ω＝60 Ω，选项B错误；变压器两线圈的匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝60∶220＝3∶11，选项C错误；根据公式P＝可知，电源电压不变，电阻越大，电功率越小，所以换用更长的电热丝(材料、粗细均不变)，电阻变大，电吹风吹热风时的功率将变小，温度降低．故D正确．
7.如图所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场左侧时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么(　　)

A． 线圈恰好在刚离开磁场的地方停下
B． 线圈在磁场中某位置停下
C． 线圈在未完全离开磁场时即已停下
D． 线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来
【答案】D
【解析】线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能减少．同理，线圈冲出匀强磁场时，动能减少，进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功．由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功多，减少的动能多，线圈离开磁场过程中，损失动能少于它在磁场左侧时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动．
8.如图所示，好多同学家里都有调光电灯、调速电风扇，是用可控硅电子元件来实现的，为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电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，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为(　　)

A．
B． 2Um
C．
D．Um
【答案】A
【解析】此图象所示电压与正弦半波电压等效，由2·＝T，得：U＝.
9.由N匝线圈组成的矩形导线框，横截面积为S.现将其放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当导线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁能量为(　　)
A．BS
B．NBS
C．
D．
【答案】A
【解析】本题考查学生对磁通量的定义式Φ＝BS⊥的理解．正确答案为A.
10.在电磁感应现象中，下列叙述正确的是(　　)
A． 穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也一定为零
B． 穿过线圈的磁通量不为零时，感应电动势也一定不为零
C． 穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势也均匀变化
D． 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
【答案】D
【解析】磁通量为零时，磁通量不一定没有变化，感应电动势不一定为零，选项A错误；穿过线圈的磁通量不为零，但磁通量不发生变化，就不会产生感应电动势，选项B错误；若穿过线圈的磁通量是均匀变化的，即在相同的时间Δt内磁通量的变化量ΔΦ相同，电动势E＝ΔΦ/Δt恒定，故选项C错误；穿过线圈的磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，故感应电动势也越大，选项D正确．
11.如下图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为(　　)

A．BLv
B．BLvsinθ
C．BLvcosθ
D．BLv(1＋sinθ)
【答案】B
【解析】导体杆切割磁感线的有效长度为Lsinθ.
12.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是(　　)
A． 位移量
B． 湿度
C． 烟雾浓度
D． 温度
【答案】C
【解析】气敏传感器是一种检测特定气体的传感器，它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警等．故选C.
13.如图所示为一个圆环形导体，圆心为O，有一个带正电的粒子沿如图所示的直线从圆环表面匀速飞过，则环中的感应电流情况是(　　)

A． 沿逆时针方向
B． 沿顺时针方向
C． 先沿逆时针方向后沿顺时针方向
D． 先沿顺时针方向后沿逆时针方向
【答案】D
【解析】由于带正电的粒子没有沿圆环的直径运动，所以它产生的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消，穿过圆环的磁通量开始时向外增加，然后向外减少，根据楞次定律，圆环中感应电流的方向是先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故D正确．
14.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)
A． 将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B． 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C． 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D． 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
【答案】D
【解析】法拉第发现的电磁感应定律并总结出五种情况下会产生感应电流，其核心就是通过闭合线圈的磁通量发生变化．绕在磁铁上面的线圈和通电线圈，线圈面积都没有发生变化，前者磁场强弱没有变化，后者通电线圈中若恒定电流则产生恒定的磁场，也是磁场强弱不变，都不会导致磁通量变化，不会产生感应电流，选项A、B错．中往线圈中插入条行磁铁导致磁通量发生变化，在这一瞬间会产生感应电流，但是过程短暂，等到插入后再到相邻房间去，过程已经结束，观察不到电流表的变化，选项C错．线圈通电或断电瞬间，导致线圈产生的磁场变化，从而引起另一个线圈的磁通量变化产生感应电流，可以观察到电流表指针偏转，选项D对．
15.如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(　　)

A． 电压表V1示数增大
B． 电压表V2、V3示数均增大
C． 该变压器起升压作用
D． 变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
【答案】D
【解析】电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1＝U2I2，则U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2＞ΔI1，故U2＜U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，选项D正确．
16.如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A，下列说法正确的是(　　)

A． 变压器输出端所接电压表的示数为20V
B． 变压器输出功率为100 W
C． 变压器输出的交流电的频率为100 Hz
D． 若n1＝100匝，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为2Wb/s
【答案】D
【解析】由u－t图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值U1＝200 V，将此值代入＝和＝，解得变压器输出端电压和电流分别为U2＝U1＝×200 V＝20 V，I2＝I1＝×1 A＝10 A，故变压器输出端所接电压表的示数为20 V，输出功率为P2＝U2I2＝20×10 W＝200 W，选项A、B错误；由u－t图象知交变电流的周期T＝0.02 s，故其频率f＝＝Hz＝50 Hz，选项C错误；由法拉第电磁感应定律可得U2＝n2，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为＝＝×Wb/s＝2Wb/s，选项D正确．
17.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，B灯与电阻R串联，A灯与自感系数较大的线圈L串联，其直流电阻等于电阻R的阻值．电源电压恒定不变，当开关K闭合时，下列说法正确的是(　　)

A． A比B先亮，然后A熄灭
B． B比A先亮，最后A、B同样亮
C． A、B同时亮，然后A熄灭
D． A、B同时亮，然后A逐渐变亮，B的亮度不变
【答案】B
18.两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是(　　)

A． 1：2
B． 1：4
C． 1：
D． 1：1
【答案】A
【解析】正弦交流电的有效值I1＝，方形交流电的有效值I2＝Im，由图可知，两交流电周期相同，
根据Q＝I2Rt得Q1：Q2＝1：2.
19.将交变电流加在阻值为10 Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知(　　)

A． 用电流表测该电流其示数为10 A
B． 用电流表测该电流其示数约为7.07 A
C． 电阻消耗的电功率为1 000 W
D． 该交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin 628t(A)
【答案】B
【解析】由题图可知交变电流的最大值为10 A，因此其有效值为I＝＝5A≈7.07 A，电流表的示数为有效值，所以用电流表测该电流其示数约为7.07 A，故A错误，B正确；P＝I2R≈500 W，故C错误；由题图知T＝0.01 s，则ω＝＝200π rad/s，所以该交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin 200πt(A)，故D错误．
20.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是(　　)
①温度传感器；②光传感器；③声音传感器；④热传感器
A． ①②
B． ②③
C． ③④
D． ②④
【答案】B


第Ⅱ卷
二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)


21.某小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水流量为2 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机．求：
(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？
(2)发电机的输出电压为240 V，输电线路的电阻为19.2 Ω，许可损耗功率为2%，用户所需电压为220 V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数的比各是多少？
【答案】(1)24 000 W
(2)升压变压器＝，降压变压器＝.
【解析】(1)每秒钟流过发电机的水的质量为m＝ρV＝2×103kg每秒钟水流机械能的损失为ΔE＝m(v－v)＋mgh＝4×104J，发电机的输出功率P出＝75%×80%·ΔE＝24 000 W.
(2)发电机经变压器到用户的供电线路如下图所示．图中T1为升压变压器，T2为降压变压器．输电线上损失功率为P线＝IR线，而P线＝P出·2%
所以I线＝＝5 A，
因为I2＝I线＝5 A，I1＝＝100 A
所以升压变压器T1原、副线圈的匝数比为：＝＝
又因为I3＝I线＝5 A，
I4＝＝A≈107 A
所以降压变压器T2的原、副线圈的匝数比为＝＝.

22.如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V　0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计，求：
(1)降压变压器原、副线圈匝数比；
(2)发电机的输出功率．

【答案】3∶1　 6.67
【解析】(1)彩色小灯泡额定电流IL＝＝A＝A，副线圈总电流I2＝24IL＝1 A，变压器输入功率I1U1＝I2U2＝6 W，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E＝U1＋I1R＝＋6 Ω·I1，代入E值解得I1＝A(I1＝3 A应舍去．据题意是降压变压器，I1(2)发电机输出功率P＝I1E≈6.67 W.
23.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，两电表为理想电流表和电压表，变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压．求


(1)交流电压的函数表达式；
(2)电流表的示数I.
【答案】(1)u＝220sin 100πtV　(2)2 A
【解析】(1)由交流电规律可知u＝umsinωt，ω＝
代入图中数据可得u＝220sin 100πtV.
(2)根据理想变压器特点和欧姆定律有：＝，I＝，联立得：I＝2 A.
24.金属杆MN和PQ间距为l，MP间接有电阻R，磁场如图所示，磁感应强度为B.金属棒AB长为2l，由图示位置以A为轴，以角速度ω匀速转过90°(顺时针)．求该过程中(其他电阻不计)：

(1)R上的最大电功率．
(2)通过R的电荷量．
【答案】(1)　(2)
【解析】AB转动切割磁感线，且切割长度由l增至2l以后AB离开MN，电路断开．
(1)当B端恰转至N时，E最大．
Em＝B·2l·＝2Bωl2，Pm＝＝
(2)AB由初位置转至B端恰在N点的过程中
ΔΦ＝B··l·2l·sin 60°＝Bl2
q＝·Δt＝＝.