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1、2022年高中物理 綜合測(cè)試卷B 新人教版選修3-2
一、選擇題(本題共12小題,每小題給出的四個(gè)答案中至少有一個(gè)是正確的,每小題4分,共48分)
1.關(guān)于電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,下列說(shuō)法中正確的是:
A.穿過(guò)電路的磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大
B.電路中磁通量的該變量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大
C.電路中磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
D.若電路中某時(shí)刻磁通量為零,則該時(shí)刻感應(yīng)電流一定為零
2.某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交變電流的圖像如圖所示,由圖中信息可以判斷:
A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置
B.在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零
C.從A~
2、D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2π
D.若從O~D時(shí)刻歷時(shí)0.02s,則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次
3.如圖所示,導(dǎo)線框abcd與通電導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線中通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn),當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間,則:
A.線框中有感應(yīng)電流,且按順時(shí)針?lè)较?
B.線框中有感應(yīng)電流,且按逆時(shí)針?lè)较?
C.線框中有感應(yīng)電流,但方向難以判斷
D.由于穿過(guò)線框的磁通量為零,所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電流
4.閉合線圈與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)將線圈拉出磁場(chǎng),第一次拉出速度為v1,第二次拉出速度為v2,且v2=2v1,則:
A.兩次拉力做的功一樣多 B.兩次所需拉力一樣大
3、C.兩次拉力的功率一樣大 D.兩次通過(guò)線圈的電荷量一樣多
5.如圖所示的電路為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,若閉合開(kāi)關(guān)S,電流達(dá)到穩(wěn)定后通過(guò)線圈L的電流為I1,通過(guò)小燈泡L2的電流為I2,小燈泡L2處于正常發(fā)光狀態(tài),則下列說(shuō)法中正確的是:
A.S閉合瞬間,L2燈緩慢變亮,L1燈立即變亮
B.S閉合瞬間,通過(guò)線圈L的電流由零逐漸增大到I1
C.S斷開(kāi)瞬間,小燈泡L2中的電流由I1逐漸鍵位零,方向與I2相反
D.S斷開(kāi)瞬間,小燈拍L2中的電流由I1逐漸減為零,方向不變
6.兩個(gè)相同的電阻,分別通以如圖所示的正弦交流電和方波電流,兩種交變電流的最大值、周期如圖所示,
4、則在一個(gè)周期內(nèi),正弦交流電在電阻上產(chǎn)生的熱量Q1與方波電流在電阻上產(chǎn)生的熱量Q2之比等于:
A.3:1 B.1:2
C.2:1 D.1:1
7.如圖所示,變壓器初級(jí)線圈接電壓一定的交流電,在下列措施中能使電流表示數(shù)減小的是:
A.只將S1從2撥向1
B.只將S2從4撥向3
C.只將S3從閉合改為斷開(kāi)
D.只將變阻器R3的滑動(dòng)觸頭上移
8.如圖,兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線間的距離為l,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l,t=0時(shí)刻bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合。現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂
5、直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,取沿a-b-c-d-a的感應(yīng)電流為正方向,則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是下圖中的:
9. 一臺(tái)理想降壓變壓器從10kv的線路中降壓并提供200A的負(fù)載電流。已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為40:1,則變壓器原線圈中電流、輸出電壓及輸出功率分別為:
A.5A、250V、50kw B. 5A、10kV、50kw
C.200A、250V、50kw D.200A、10kV、50kw
10. 右圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),電阻兩端分
6、別接盤心O和盤邊緣,則通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度的大小和方向是:
A.由c到d, B.由d到c,
C.由c到d, D.由d到c,
11. 如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌和水平面成θ角,導(dǎo)軌與固定電阻R1、R2相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值 均相等,與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上勻速滑動(dòng),當(dāng)上滑的速度為v時(shí),受到的安培力為F,則此時(shí):
A.電阻R1的電功率為Fv/3 B. 電阻R1的電功率為Fv/6
C.整個(gè)裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為μmgvcosθ
D.整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(F
7、+μmgcosθ)v
12.如圖所示,相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L
8、in314tV,加在一氖管的兩端。已知當(dāng)氖管電壓達(dá)到V時(shí),才開(kāi)始發(fā)光,求此氖管在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)光的時(shí)間和5min內(nèi)發(fā)光的次數(shù)。
14. 如圖所示,交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=20V,內(nèi)阻不計(jì),它通過(guò)一個(gè)R=6Ω的指示燈連接降壓變壓器。降壓變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡,每只燈泡都是“6V、0.25W”,燈泡都正常發(fā)光,導(dǎo)線電阻不計(jì)。求:
(1)降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)比
(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率
15.如圖甲所示,在兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌兩端各接一只阻值為R=1Ω的電阻,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.2m,
9、導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T。一根電阻r=0.3Ω的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌良好接觸,若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌方向在PQ和MN之間運(yùn)動(dòng),其速度圖像如圖乙所示(正弦函數(shù)曲線),求:
(1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式
(2)整個(gè)電路在1min內(nèi)產(chǎn)生的電熱
16.如圖甲所示,光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.2m,電阻R=0.4Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)
10、中,磁場(chǎng)的方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),若理想電壓表示數(shù)U隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。求:
(1)金屬桿在5s末的運(yùn)動(dòng)速率
(2)第4s末時(shí)外力F的功率
17. 如圖所示,平行且足夠長(zhǎng)的兩條光滑金屬導(dǎo)軌,相距0.5m,與水平面夾角為30°,不計(jì)電阻,廣闊的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T,垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒ab和cd,長(zhǎng)度均為0.5m,電阻均為0.1Ω,質(zhì)量分別為0.1 kg和0.2 kg,兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好且可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng).現(xiàn)ab棒在外力作用下,以恒定速度v=1.5m/s沿著導(dǎo)軌向上滑動(dòng),c
11、d棒則由靜止釋放,試求: (取g=10m/s2)
(1)金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(2)閉合回路中的最小電流和最大電流;
(3)金屬棒cd的最終速度.
參考答案
一、選擇題(每小題4分)
1
2
3
4
5
6
C
D
B
D
BC
D
7
8
9
10
11
12
BCD
B
B
C
C
BD
二、計(jì)算題
13.(8分)當(dāng)氖管電壓達(dá)到V時(shí)開(kāi)始發(fā)光,代入交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式
可得,時(shí)間,,所以一個(gè)周期內(nèi)氖管的發(fā)光時(shí)間為,即一個(gè)周期內(nèi)氖管的發(fā)光時(shí)間為0.01s。
每個(gè)周期內(nèi)氖管的
12、發(fā)光次數(shù)為2次,所以5min內(nèi)發(fā)光的次數(shù)為次
14.(10分)(1)由題意副線圈所接電燈泡均正常發(fā)光,所以副線圈中的電流為
根據(jù)理想變壓器原理有
代入數(shù)據(jù)可得 或(舍去)
15.(10分)(1)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng),由于切割長(zhǎng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均不變化,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與切割速度v成正比,所以瞬時(shí)值表達(dá)式為
代入數(shù)據(jù)可得
(2)由瞬時(shí)值表達(dá)式可以看出,回路中的交流按正弦規(guī)律變化,所以產(chǎn)生
13、的焦耳熱為
代入數(shù)據(jù)可得
16.(12分)(1)由題意,電壓表的示數(shù)為
5s末電壓表的示數(shù),所以代入數(shù)據(jù)可得
(2)由及U-t圖像可知,U隨時(shí)間均勻變化,導(dǎo)體棒在力F作用下勻加速運(yùn)動(dòng),且
代入數(shù)據(jù)可得
在4s末,金屬桿的切割速度為
此時(shí)拉力F為
所以4s末拉力F的功率為
17.(12分)(1)ab棒切割磁感
14、線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
(2)剛釋放cd棒瞬間,對(duì)cd受力分析可得,重力沿斜面向下的分力為
由于ab切割使cd受到的安培力沿斜面向上,其大小為
因?yàn)?
所以cd棒將沿導(dǎo)軌下滑。
據(jù)此可知,當(dāng)導(dǎo)體棒cd剛釋放瞬間,回路中電流強(qiáng)度最小
當(dāng)cd向下勻速滑動(dòng)時(shí),回路中的電流強(qiáng)度最大,對(duì)cd分析
所以
(3)由于金屬棒cd與ab切割方向相反,所以回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于二者切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)之和,即
由歐姆定律
所以cd運(yùn)動(dòng)的最終速度為