绝密★启用前
人教版高二物理选修3-2全册综合检测题
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.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是( )
A． 牛顿提出了万有引力定律，通过实验测出了万有引力常量
B． 法拉第发现了电磁感应现象，总结出了电磁感应定律
C． 奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律
D． 伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因
【答案】B
【解析】牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量G；法拉第发现了电磁感应现象，总结出了电磁感应定律；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律；伽利略通过理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动状态的原因．故选B.
2.下列实验现象，属于电磁感应现象的是( )
A．导线通电后，其下方的小磁针偏转
B．通电导线AB在磁场中运动
C．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转
D．通电线圈在磁场中转动
【答案】C
【解析】导线通电后，其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转，说明电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象，故A错误；通电导线AB在磁场中受到安培力作用而运动，不是电磁感应现象，故B错误；金属杆切割磁感线时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故C正确；通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动，不是电磁感应现象，故D错误．
3.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是( )
A． 安培提出了磁场对运动电荷的作用力的公式
B． 奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
C． 法拉第发现电磁感应现象
D． 牛顿测出万有引力常量
【答案】C
【解析】洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式，故A错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律；故B错误；英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，故C正确；测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，故D错误．
4.如图为法拉第研究磁生电时使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与恒压电源连接，B与灵敏电流表连接，假设此实验是在一个不受外界磁场影响的环境中进行的，下列描述正确的是( )
A． 闭合开关瞬间，电流表指针不发生偏转
B． 断开开关瞬间，电流表指针发生偏转
C． 开关闭合状态下，线圈A中电流恒定，电流表指针发生偏转
D． 开关断开状态下，线圈B中产生的电流很小，电流表指针不偏转
【答案】B
【解析】根据法拉第的研究过程，在开关闭合、断开时都能够观察到电流表中指针偏转，即产生了感应电流．
5.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )
A．Φ1最大
B．Φ2最大
C．Φ3最大
D．Φ1、Φ2、Φ3相等
【答案】A
【解析】从图中可看出，穿过线圈S1的磁感线条数最多，所以磁通量最大．故B、C、D错误，A正确．
6.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．
7.如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器R1＝R2＝R3＝R；R4＝2R.两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为( )
A．BLv0
B． 2BLv0
C．BLv0
D．BLv0
【答案】C
【解析】两个导体棒产生的感应电动势均为E＝BLv0；电阻R3两端的电压为U3＝E＝BLv0，外端电势高；左端电路外电路电阻为R，则R4两端电压为U4＝E＝BLv0，R2两端电压为U2＝U4＝BLv0，里端电势高，故电容器两端的电压为U＝U2＋U3＝BLv0；故选C.
8.图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度的大小和方向是( )
A． 由c到d，I＝
B． 由d到c，I＝
C． 由c到d，I＝
D． 由d到c，I＝
【答案】C
【解析】由右手定则可判断出R中电流由c到d，电动势＝Br＝Br2ω，电路中电流I＝.
9.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接．右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好．则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
A． 流过金属棒的最大电流为
B． 通过金属棒的电荷量为
C． 克服安培力所做的功为mgh
D． 金属棒产生的焦耳热为(mgh－μmgd)
【答案】D
【解析】金属棒下滑到底端时的速度为v＝，感应电动势E＝BLv，所以流过金属棒的最大电流为I＝；通过金属棒的电荷量为q＝＝；克服安培力所做的功为W＝mgh－μmgd；电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒产生的焦耳热为(mgh－μmgd)，选项D正确．
10.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是( )
A． 线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大
B． 线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C． 线圈中电流变化越快，自感系数越大
D． 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
【答案】D
【解析】自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的，故B、C错，D对；自感电动势不仅与自感系数有关，还与电流变化快慢有关，故A错．
11.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )
A． 整个过程匀速
B． 进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动
C． 整个过程都做匀减速运动
D． 穿出时的速度一定小于初速度
【答案】D
【解析】小球在进入和穿出磁场时都有磁通量的变化，因此金属球内会产生感应电流，金属球运动受到阻力，即电磁阻尼作用，所以穿出时的速度一定小于初速度．
12.某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是( )
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】转子转速为正常时的一半，据ω＝2πn＝知，周期变为正常时的2倍，又据Em＝NBSω知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交流电实际情况，知正确选项为B.
13.交流发电机线圈电阻r＝1 Ω，用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V，如图所示，那么该交流发电机( )
A． 电动势的峰值为10 V
B． 电动势的有效值为9 V
C． 交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10V
D． 交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为V
【答案】D
【解析】电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I＝＝A＝1 A，所以电动势的有效值为：E＝I(R＋r)＝1×(1＋9) V＝10 V，所以电动势的最大值为Em＝E＝10V，故选项A、B错；线圈通过中性面时Φ最大，但＝0，故e＝0，选项C错；线圈从中性面转过90°的过程中，ΔΦ＝BS，Δt＝＝，所以＝n＝，由于Em＝nBSω，所以＝＝V，选项D对．
14.以下说法正确的是( )
A． 交变电流的有效值就是它的平均值
B． 任何交变电流的有效值都是它最大值的倍
C． 如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为
D． 以上说法均不正确
【答案】D
【解析】有效值是根据电流的热效应来定义的，平均值并不是有效值，例如线圈在匀强磁场中转动一圈，其平均电动势为零，故A错．在正弦(余弦)式交变电流中，其有效值为最大值的倍，对于其他交变电流并不一定满足此关系，故B错．交变电流要产生热量需要一定的时间，C选项中没有说明时间，因此是错误的．
15.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图所示电路，其中a，b应选择的元件是( )
A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
【答案】D
【解析】电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容较小，所以a处放电容较小的电容器，电感线圈在该电路中要求起到通低频、阻高频的作用，b处接一个高频扼流圈，
D对．
16.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为：u1＝220sin 100πt(V)．下列说法中正确的是( )
A． 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．t＝s时，c、d两点间的电压瞬时值为110 V
C． 单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D． 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
【答案】A
【解析】由＝，知U2＝U1，当单刀双掷开关与a连接时，U1＝220 V，n1∶n2＝10∶1，解得：U2＝22 V，A选项正确；u1＝220sin 100πt，所以u1＝220sin 100π×＝110(V)，B选项错误；滑动变阻器触头向上移动时，其电阻R变大，由欧姆定律得：I2＝，I2变小，电流表示数变小，而电压表示数不变，C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数n1变小，匝数n2和输入电压U1不变，由U2＝·U1，得U2变大，I2变大，因此电压表和电流表示数均变大，D错误．
17.某变电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到220 kV输电，下面选项正确的是( )
A． 因I＝，所以输电线上的电流增为原来的20倍
B． 因I＝，所以输电线上的电流减为原来的
C． 因P＝，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍
D． 若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的
【答案】B
【解析】由ΔP＝I2R＝()2R知，ΔP′＝ΔP，C错．本题I≠，故A错．若ΔP不变，则R＝ΔP，R′＝400R，由电阻定律可得：d′＝d，D错，选B.
18.如图所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )
A．a点电势高于b点电势
B．a点电势低于b点电势
C．a点电势等于b点电势
D．a点电势和b点电势的大小无法比较
【答案】A
【解析】R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势．
19.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A． 正在增加，＝
B． 正在减弱，＝
C． 正在减弱，＝
D． 正在增加，＝
【答案】D
【解析】K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力，由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n＝U，又q·＝mg得＝＝，故D正确．
20.如图甲所示为斯密触发器，当加在它输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)；而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．下列关于斯密特触发器和光控电路的说法中错误的是( )
A． 斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B． 斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C． 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D． 当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
【答案】A
【解析】斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，A项说法错误，B项说法正确；把R的阻值调大些，只有RG的阻值达到更大时才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6 V)，即天更暗时路灯才亮；当输出端Y突然跳到低电平时，发光二极管导通从而发光，C、D项说法正确．
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.如图所示，在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2，B1＝B2＝1.0 T，B1和B2的方向相反，两磁场始终竖直向上做匀速运动．垂直轨道有一金属框abcd，并且与之绝缘．已知金属框的总质量为4.75×103kg，运动时所受阻力f＝500 N，金属框垂直轨道的边长Lcd＝2.0 m，两磁场的宽度均与金属框的边长Lad相同，金属框整个回路的电阻R＝9.0×10－4Ω，g取10 m/s2.假如金属框以v1＝10 m/s的速度匀速上升，求：
(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向；
(2)磁场向上运动速度v0的大小．
【答案】(1)1.2×104A 方向为逆时针
(2)12.7 m/s
【解析】(1)因金属框匀速运动，所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和，设金属框向上做匀速运动时，金属框中感应电流大小为I，
则：F安＝mg＋f，F安＝2B1ILcd，
联立可以得到金属框中感应电流I＝1.2×104A，方向为逆时针方向．
(2)金属框中感应电动势E＝2B1Lcd(v0－v1)，
则金属框中感应电流大小I＝
联立可以得到：v0＝12.7 m/s.
22.如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M、宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计．垂直于框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k的另一端固定的轻弹簧相连．开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止．现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的．水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.
问：(1)框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？
(2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度多大？
(3)若框架通过位移s后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2(x为弹簧的形变量)，则在框架通过位移s的过程中，回路中产生的电热为多少？
【答案】(1)a＝ (2)v＝
(3)Q1＝μmgs
【解析】(1)设水平拉力为F，则F＝2μmg，对框架由牛顿第二定律
F－μmg＝Ma
解出a＝
(2)设框架做匀速运动的速度大小为v，则感应电动势
E＝BLv
回路中的电流I＝
对框架由力的平衡得F＝BIL＋μmg
联立以上各式解出：v＝
(3)在框架滑过s的过程中，设产生的电热为Q1，摩擦生热为Q2，由功能关系
Fs＝kx2＋Mv2＋Q1＋Q2
其中Q2＝μmg(s－x)
在框架匀速后，对棒由力的平衡得：BIL＋μmg＝kx
联立以上各式并结合F＝BIL＋μmg，F＝2μmg
解出Q1＝μmgs－.
23.风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．
(1)利用总电阻R＝10 Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P0＝300 kW，输出电压U＝10 kW，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r，求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施．
(3)已知风力发电机的输出功率P与Pm成正比．某风力发电机在风速v1＝9 m/s时能够输出电功率P1＝540 kW.我国某地区风速不低于v2＝ 6 m/s的时间每年约为5 000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．
【答案】(1)0.03 (2)πρr2v3 采取合理措施，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等．
(3)8×105kW·h
【解析】(1)导线上损失的功率为P＝I2R＝()2R＝9 kW，损失的功率与输送功率的比值＝＝0.03.
(2)风垂直流向风轮机，提供的风能功率最大．
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS，
S＝πr2，风能的最大功率可表示为Pm＝(ρvS)v2＝πρr2v3.
采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等．
(3)风力发电机的输出功率为P2＝()3P1＝()3×540 kW＝160 kW，最小年发电量为W＝P2t＝160×5 000 kW·h＝8×105kW·h.
24.“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图甲所示是“应变式加速度计”的原理图．支架AB固定在待测系统上，尚志穿在A、B间的水平光滑横杆上，并用轻弹簧固接于动因A端，其下端的滑动臂P可在滑动变阻器上自由滑动，随着系统沿水平方向做变速运动．滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两点的电压表输出，已知电压表量程为8 V，表盘如图乙所示，滑块质量m＝0.1 kg，弹簧的劲度系数k＝20 N/m，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝2 Ω，滑动变阻器的总阻值R＝40 Ω，有效总长度L＝8 cm，当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器中点，取A→B方向为参考正方向．
(1)为保证电压表能正常工作，图中电阻R0至少应为多大？
(2)根据R0的最小值，将表盘上的电压刻度改为适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中表盘边的小圆内．
【答案】
【解析】(1)要保证电压表正常工作，则P位于最右端时1、2间的电压不能超过电压表的量程，即U＝≤8 V，解得R0＝8 Ω，即图中电阻R0至少应为8 Ω.
(2)电压表的示数U电＝且R电＝(－x)，对滑块由牛顿第二定律得kx＝ma，把各量的数值代入以上各式整理得a＝8－2U电，把电压分别为0、2 V、4 V、6 V、8 V代入上式可求得对应的加速度分别为＋8 m/s2、＋4 m/s2、0、－4 m/s2、－8 m/s2，对应填入即可．
绝密★启用前
人教版高二物理选修3-2全册综合检测题
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.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是( )
A． 牛顿提出了万有引力定律，通过实验测出了万有引力常量
B． 法拉第发现了电磁感应现象，总结出了电磁感应定律
C． 奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律
D． 伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因
2.下列实验现象，属于电磁感应现象的是( )
A．导线通电后，其下方的小磁针偏转
B．通电导线AB在磁场中运动
C．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转
D．通电线圈在磁场中转动
3.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是( )
A． 安培提出了磁场对运动电荷的作用力的公式
B． 奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
C． 法拉第发现电磁感应现象
D． 牛顿测出万有引力常量
4.如图为法拉第研究磁生电时使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与恒压电源连接，B与灵敏电流表连接，假设此实验是在一个不受外界磁场影响的环境中进行的，下列描述正确的是( )
A． 闭合开关瞬间，电流表指针不发生偏转
B． 断开开关瞬间，电流表指针发生偏转
C． 开关闭合状态下，线圈A中电流恒定，电流表指针发生偏转
D． 开关断开状态下，线圈B中产生的电流很小，电流表指针不偏转
5.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )
A．Φ1最大
B．Φ2最大
C．Φ3最大
D．Φ1、Φ2、Φ3相等
6.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
7.如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器R1＝R2＝R3＝R；R4＝2R.两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为( )
A．BLv0
B． 2BLv0
C．BLv0
D．BLv0
8.图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度的大小和方向是( )
A． 由c到d，I＝
B． 由d到c，I＝
C． 由c到d，I＝
D． 由d到c，I＝
9.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接．右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好．则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
A． 流过金属棒的最大电流为
B． 通过金属棒的电荷量为
C． 克服安培力所做的功为mgh
D． 金属棒产生的焦耳热为(mgh－μmgd)
10.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是( )
A． 线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大
B． 线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C． 线圈中电流变化越快，自感系数越大
D． 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
11.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )
A． 整个过程匀速
B． 进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动
C． 整个过程都做匀减速运动
D． 穿出时的速度一定小于初速度
12.某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是( )
A．
B．
C．
D．
13.交流发电机线圈电阻r＝1 Ω，用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V，如图所示，那么该交流发电机( )
A． 电动势的峰值为10 V
B． 电动势的有效值为9 V
C． 交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10V
D． 交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为V
14.以下说法正确的是( )
A． 交变电流的有效值就是它的平均值
B． 任何交变电流的有效值都是它最大值的倍
C． 如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为
D． 以上说法均不正确
15.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图所示电路，其中a，b应选择的元件是( )
A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
16.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为：u1＝220sin 100πt(V)．下列说法中正确的是( )
A． 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．t＝s时，c、d两点间的电压瞬时值为110 V
C． 单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D． 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
17.某变电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到220 kV输电，下面选项正确的是( )
A． 因I＝，所以输电线上的电流增为原来的20倍
B． 因I＝，所以输电线上的电流减为原来的
C． 因P＝，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍
D． 若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的
18.如图所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )
A．a点电势高于b点电势
B．a点电势低于b点电势
C．a点电势等于b点电势
D．a点电势和b点电势的大小无法比较
19.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A． 正在增加，＝
B． 正在减弱，＝
C． 正在减弱，＝
D． 正在增加，＝
20.如图甲所示为斯密触发器，当加在它输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)；而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．下列关于斯密特触发器和光控电路的说法中错误的是( )
A． 斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B． 斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C． 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D． 当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.如图所示，在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2，B1＝B2＝1.0 T，B1和B2的方向相反，两磁场始终竖直向上做匀速运动．垂直轨道有一金属框abcd，并且与之绝缘．已知金属框的总质量为4.75×103kg，运动时所受阻力f＝500 N，金属框垂直轨道的边长Lcd＝2.0 m，两磁场的宽度均与金属框的边长Lad相同，金属框整个回路的电阻R＝9.0×10－4Ω，g取10 m/s2.假如金属框以v1＝10 m/s的速度匀速上升，求：
(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向；
(2)磁场向上运动速度v0的大小．
22.如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M、宽为L的足够长“U”型框架，其ab部分电阻为R，框架其它部分的电阻不计．垂直于框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k的另一端固定的轻弹簧相连．开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止．现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的．水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.
问：(1)框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？
(2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度多大？
(3)若框架通过位移s后开始匀速，已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2(x为弹簧的形变量)，则在框架通过位移s的过程中，回路中产生的电热为多少？
23.风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．
(1)利用总电阻R＝10 Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P0＝300 kW，输出电压U＝10 kW，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r，求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施．
(3)已知风力发电机的输出功率P与Pm成正比．某风力发电机在风速v1＝9 m/s时能够输出电功率P1＝540 kW.我国某地区风速不低于v2＝ 6 m/s的时间每年约为5 000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．
24.“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图甲所示是“应变式加速度计”的原理图．支架AB固定在待测系统上，尚志穿在A、B间的水平光滑横杆上，并用轻弹簧固接于动因A端，其下端的滑动臂P可在滑动变阻器上自由滑动，随着系统沿水平方向做变速运动．滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两点的电压表输出，已知电压表量程为8 V，表盘如图乙所示，滑块质量m＝0.1 kg，弹簧的劲度系数k＝20 N/m，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝2 Ω，滑动变阻器的总阻值R＝40 Ω，有效总长度L＝8 cm，当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器中点，取A→B方向为参考正方向．
(1)为保证电压表能正常工作，图中电阻R0至少应为多大？
(2)根据R0的最小值，将表盘上的电压刻度改为适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中表盘边的小圆内．
