2020年教科版高中物理选修3-2模块综合试卷(A)含答案
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1、模块综合试卷模块综合试卷 A (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共计 48 分.16 题为单项选择题,712 题为多 项选择题全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,错选和不选的得 0 分) 1如图 1 所示,关于下列器材的原理和用途,正确的是( ) 图 1 A变压器不但可以改变交变电压,而且还能改变频率 B扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈存在电阻 C真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化 D磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起到电磁阻尼的作用 答案 D 解析 变压器可以改变交变电压但不能改变频率,A 项错误;扼流圈对交流有
2、阻碍作用不是 因为线圈存在电阻,而是因为在扼流圈中产生的感应电动势阻碍电流的变化,B 项错误;真 空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交 变电流,金属中产生涡流并熔化,C 项错误;磁电式仪表中的铝框能起到电磁阻尼的作用, 线圈转动时会产生感应电流,使线圈受安培力的阻碍作用,从而使指针迅速稳定,D 项正确 2.(2018 福州市第八中学高二下学期期中)如图 2 所示,A、B、C 为三个相同的灯泡(设其电阻 值保持不变),a、b、c 为与之串联的三个常用元件,如:电感线圈、电容器或电阻E1为稳 恒直流电源,e2为正弦交流电源当开关 S 接“1”时,A、B
3、两灯均正常发光,C 灯不亮; 当开关 S 接“2”时,A 灯仍正常发光,B 灯变暗,C 灯正常发光由此可知( ) 图 2 Aa 元件是电阻 Bb 元件是电容器 Cc 元件是电感线圈 D由于电源 e2的电动势 E2与 E1的大小关系未知,无法判断 b、c 各是什么元件 答案 A 解析 由题意,当开关 S 接“1”直流电源时,A、B 两灯均正常发光,C 灯不亮说明 c 为电 容器;当接“2”交流电源时,A 灯仍正常发光说明 a 对交流电和直流电的影响相同,则 a 为电阻;B 灯变暗,说明 b 对交流电的阻碍作用比对直流电的阻碍作用大,则 b 为电感线圈; 接交流电源 C 灯正常发光,则进一步说明
4、c 为电容器,A 正确 3一定值电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为 Q方;若该电阻接到正弦交 流电源上,在一个周期内产生的热量为 Q正该电阻上电压的峰值为 u0,周期为 T,如图 3 所 示则 Q方Q正等于( ) 图 3 A1 2 B. 21 C12 D21 答案 D 解析 根据题图可知,方波交流电的有效值 U方u0,正弦交流电的有效值 U正 u0 2,一个 周期内产生的热量分别为 Q方u0 2 R T,Q正u0 2 2RT,所以 Q 方Q正21,D 正确 4如图 4 所示,在匀强磁场中圆形线圈匀速转动的周期为 T,匝数为 10 匝,转轴 O1O2垂直 于磁场方向,线圈总电阻为
5、2 ,从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时,线圈转过 30 时的 瞬时电流为 1 A,下列说法中正确的是( ) 图 4 A线圈中电流的最大值为 2 A B线圈中电流的最大值为 2 A C线圈消耗的电功率为 8 W D从图示位置开始计时,感应电流的瞬时值表达式为 i2cos 2 T t (A) 答案 B 解析 从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时,感应电动势的表达式为 eEmsin t,则感应 电流 ie R Em R sin t, 由题给条件有: 1 A Em 2 1 2, 解得 Em4 V, 则 Im2 A, I 有效 2 A, 线圈消耗的电功率 PI有效2R4 W,选项 A、C 错误,B 正确
6、;从题图所示位置开始计时,i Imsin t2sin 2 T t (A),故选项 D 错误 5 (2018 阳泉市第十一中学高二下学期月考)如图 5 所示为远距离输电示意图, 图中两变压器 均为理想变压器,升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2,降压变压器原、副线圈的匝 数分别为 n3、n4,输电线的总电阻为 r.将原线圈接到 uUmsin t 的交流电源上,若输送的电 功率为 P,不考虑其他因素的影响,则( ) 图 5 A输电线上通过的电流为 2P Um B输电线上损失的电压为n2Um 2n1 C输电线上损失的电功率为 2(n1 n2) 2(P Um) 2r D仅增大输送的电功率即可提
7、升输电的效率 答案 C 解析 输入的交流电的有效值 U1Um 2,升压变压器副线圈中的电压 U2 n2 n1U1,故输电线上 通过的电流为 I P U2 2n1P n2Um ,A 错误;输电线路上损失的电压 UIr 2n1rP n2Um ,B 错误; 输电线上损失的功率 PI2r2(n1 n2) 2(P Um) 2r, C 正确; 输电的效率 PP P 12(n1 n2) 2r Um2P, 则仅增大输送的电功率,会降低输电的效率,故 D 错误 6(2018 全国卷)如图 6 所示,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的 矩形匀强磁场区域,区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向
8、交替向上向下一边长为3 2 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能 是( ) 图 6 答案 D 解析 设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为 I0. 线框位移 等效电路的连接 电流 0l 2 I2I0(顺时针) l 2l I0 l3l 2 I2I0(逆时针) 3l 22l I0 分析知,只有选项 D 符合要求 7(2017 苏北四市联考)如图 7 所示,理想变压器原线圈接入正弦交流电,副线圈的匝数可以 通过滑动触头 P 调节RT为热敏电阻,当环境温度升高时,RT的阻值变小下列说法正确的 有(电表均为理想电表)( ) 图 7 AP 向下滑
9、动时,电压表读数变大 BP 向下滑动时,电流表读数变小 C若环境温度升高,变压器的输入功率变大 D若环境温度升高,灯泡消耗的功率变小 答案 BC 解析 原线圈的电压不变,故当 P 向下滑动时,副线圈的匝数变小,则副线圈两端的电压变 小,电压表的示数变小,副线圈电流变小,由I1 I2 n2 n1知电流表示数变小,A 错误,B 正确;若 环境的温度升高,则热敏电阻的阻值变小,副线圈的电流变大,灯泡消耗的功率变大,由 P U2I2知,变压器的输入功率变大,C 正确,D 错误 8(2018 全国卷)如图 8,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接, 另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸
10、面内的直导线连接成回路将一小磁针悬挂在直导 线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是( ) 图 8 A开关闭合后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 B开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向 C开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向 D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动 答案 AD 解析 根据安培定则,开关闭合时铁芯中产生水平向右的磁场,开关闭合后的瞬间,根据楞 次定律,直导线上将产生由南向北的电流,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动
11、,A 项正确;开关闭合并保持一段时间后,直导线上没有感应 电流,故小磁针的 N 极指北,B、C 项错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根 据楞次定律,直导线上将产生由北向南的电流,这时直导线上方的磁场垂直纸面向外,故小 磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动,D 项正确 9(2018 全国卷)如图 9(a),在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R,R 在 PQ 的右侧 导线 PQ 中通有正弦交流电 i, i 的变化如图(b)所示, 规定从 Q 到 P 为电流正方向 导 线框 R 中的感应电动势( ) 图 9 A在 tT 4时为零 B在 tT 2时改变方向 C在 tT 2时最
12、大,且沿顺时针方向 D在 tT 时最大,且沿顺时针方向 答案 AC 10 如图 10 甲所示是某燃气炉点火装置的原理图 转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦 交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2,为 理想交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5 000 V 时,就会在钢针和金属板间引 发电火花进而点燃气体以下判断正确的是( ) 图 10 A电压表的示数等于 5 V B电压表的示数等于5 2 2 V C实现点火的条件是n2 n11 000 D实现点火的条件是n2 n1 2 500 2 V 5 2 2 V 1 000,故选项 C 正确,D 错误 11
13、两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直边长为 0.1 m、总电阻为 0.005 的正方形导线框 abcd 位于纸面内,cd 边与磁场边界平行,如图 11(a)所示已知导线 框一直向右做匀速直线运动, cd 边于 t0 时刻进入磁场 线框中感应电动势随时间变化的图 线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正)下列说法正确的是( ) 图 11 A磁感应强度的大小为 0.5 T B导线框运动速度的大小为 0.5 m/s C磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D在 t0.4 s 至 t0.6 s 这段时间内,导线框所受的安培力大小为 0.1 N 答案 BC 解析 导线框运动
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