高考物理人教版一轮复习综合测试题选修32综合测试题.docx
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高考物理人教版一轮复习综合测试题选修32综合测试题
高考物理人教版一轮复习综合测试题
选修3－2综合测试题
本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）
1．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。
若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
答案：
D
解析：
当滑片P向下滑动时，接入电路的电阻变小，回路中的电流变大，穿过a线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则可知，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，A、B错误；对楞次定律从阻碍磁通量的变化（增加）来看，a线圈有缩小的趋势，且a线圈有远离竖直螺线管b的趋势，故线圈a有缩小的趋势且对桌面向下的压力增大，所以C错误，D正确。
2．（2014·安徽理综）
英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。
已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是（ ）
A．0 B.
r2qk
C．2πr2qkD．πr2qk
答案：
D
解析：
感生电场是涡旋场，电荷在运动过程中，电场力始终做功。
由U＝
S可知电场强度E＝
运动一周电场力做功W＝qE2πr＝πr2qk，D选项正确。
3．如图甲所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S。
图乙中表示A、B两点间的电压UAB随时间t变化的图象中正确的是（ ）
答案：
B
解析：
开关闭合时，线圈的自感阻碍作用可看做电阻，线圈的电阻逐渐减小，并联电路总电阻逐渐减小，电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈中的感应电流与原电流方向相同，L、R、D形成回路，通过灯泡的电流与原来方向相反，并逐渐减小到0，故UAB反向，逐渐减小至0，所以本题选B。
4．（2015·淮南二模）如图，光滑斜面PMNQ的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef∥MN。
线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行。
已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断不正确的是（ ）
A．线框进入磁场前的加速度为
B．线框进入磁场时的速度为
C．线框进入磁场时有a→b→c→d方向的感应电流
D．线框进入磁场的过程中产生的热量为（F－mgsinθ）l1
答案：
D
解析：
线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得：
线框的加速度a＝
，故A正确；线框刚进入磁场时做匀速运动，由F安＋mgsinθ＝F，而F安＝BIl1＝
，解得v＝
，故B正确。
线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，根据楞决定律判断知线框中感应电流方向为a→b→c→d，C正确；由于线框刚进入磁场时做匀速运动，根据功能关系可知产生的热量Q＝（F－mgsin）L2，故D错误。
5．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d>L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动。
t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。
下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是（ ）
答案：
D
解析：
导线框开始进入磁场过程，通过导线框的磁通量增大，有感应电流，进而受到与运动方向相反的安培力作用，速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，导线框的加速度减小，vt图线的斜率减小；导线框全部进入磁场后，磁通量不变，无感应电流，导线框做匀速直线运动；导线框从磁场中出来过程，有感应电流，又会受到安培力阻碍作用，速度减小，加速度减小。
选项A表示匀速运动，不符合题意；选项B表示先匀减速再匀速最后匀减速，也不符合题意，选项C表示加速度减小的减速运动，不符合题意，正确选项为D。
6．（2014·四川理综）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
答案：
D
解析：
由v－t图象知，发电机的频率f＝50Hz，选项A错误；其有效值为U＝
＝250
V，选项B错误；输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定，选项B错误；当用户用电器的总电阻增大时，其电流将减小；输电线损失功率也减小，选项D正确，注意远距离输电中各物理量的制约关系。
7．（2015·焦作联考）如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝1100匝，副线圈的匝数n2＝110匝，R0、R1、R2均为定值电阻，且R0＝R1＝R2，电流表、电压表均为理想电表。
原线圈接u＝220
sin（314t）V的交流电源。
起初开关S处于断开状态。
下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数为22V
B．当开关S闭合后，电压表示数变小
C．当开关S闭合后，电流表示数变大
D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大
答案：
BCD
解析：
变压器输入电压220V，由变压器变压公式，副线圈输出电压为22V，根据串联分压原理，电压表示数为11V，选项A错误；当开关S闭合后，输出功率增大，电压表示数变小，原线圈输入功率增大，电流表示数变大，选项B、C、D正确。
8．（2015·泰州期末）如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是（ ）
A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t1～t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D．在t1～t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势
答案：
BD
解析：
由B－t图知，t1时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零，L上的磁通量为零；故A错误；在t2时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大，B正确；在t1－t2时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故C错误，在t1－t2时间内，L内的磁场增加，由楞次定律可以确定L必须减小面积以到达阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故D正确。
9．（2015·湖北武汉）如图所示是测量通电螺线管内部磁感应强度的一种装置：
把一个很小的测量线圈放在待测处（测量线圈平面与螺线管轴线垂直），将线圈与可以测量电荷量的冲击电流计G串联，当将双刀双掷开关S由位置1拨到位置2时，测得通过测量线圈的电荷量为q。
已知测量线圈的匝数为N，截面积为S，测量线圈和G串联回路的总电阻为R。
下列判断正确的是（ ）
A．在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量ΔΦ＝qR
B．在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量ΔΦ＝
C．待测处的磁感应强度的大小为B＝
D．待测处的磁感应强度的大小为B＝
答案：
BD
解析：
当将双刀双掷开关S由位置1拨到位置2时，螺线管里的电流反向流动，产生的感应电动势：
E＝N
，感应电流：
I＝
，又I＝
，联立可得ΔΦ＝
，将双刀双掷开关S由位置1拨到位置2时，螺线管里的电流反向流动，穿过小线圈的磁通量的变化量是：
ΔΦ＝2BS，解得B＝
。
10．（2016·湖南怀化模拟）巨磁电阻（GMR）电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应。
巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R在一定磁场作用下随磁感应强度B的增加而急剧减小的特性。
如图所示检测电路，设输电线路电流为I（不是GMR中的电流），GMR为巨磁电阻，R1、R2为定值电阻，已知输电线路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比，下列有关说法正确的是（ ）
A．如果I增大，电压表V1示数减小，电压表V2示数增大
B．如果I增大，电流表A示数减小，电压表V1示数增大
C．如果I减小，电压表V1示数增大，电压表V2示数增大
D．如果I减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小
答案：
AD
解析：
巨磁电阻的电阻值随着外电流的增加而减小，如果I增大，巨磁电阻的电阻值减小，根据闭合电路欧姆定律，电流I增加；路端电压U1＝E－Ir减小，电阻R2的电压U2＝IR2增加，即电压表V1示数减小，电压表V2示数增大，电流表A示数增加，故A正确，B错误；如果I减小，巨磁电阻的电阻值增加，根据闭合电路欧姆定律，电流I减小；路端电压U1＝E－Ir增加，电阻R2的电压U2＝IR2减小，即电压表V1示数增加，电压表V2示数减小，电流表A示数减小，故C错误，D正确。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、填空题（共3小题，共12分。
把答案直接填在横线上）
11．（4分）我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e＝310sin50πt（V），由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4倍，若其他条件不变，则电动势e′＝________。
答案：
434sin70πt（V）
解析：
据Emax＝NBSω，ω＝2πn
当n增加0.4倍时，ω′＝1.4ω
所以Emax′＝1.4Emax＝1.4×310V＝434V
故e′＝434sin70πt（V）
12．（4分）如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值U1＝100V，R0＝40Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值U2为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A。
答案：
200 5
解析：
当滑动片位于线圈中点位置时，则变压器电压关系有：
＝
，所以U2＝
＝200V，通过R0的电流为I＝
＝
A＝5A。
13．（4分）（2015·长春模拟）温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。
如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是________。
答案：
120℃
解析：
由题中图乙知，温度为20℃时，R的阻值R1＝4kΩ。
由欧姆定律知E＝I1（R1＋Rg），E＝I2（R2＋Rg），两式联立，解得R2＝2kΩ，由图乙中查得此时温度为120℃。
三、论述计算题（共4小题，共48分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（10分）（2015·海南物理）如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。
一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。
已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。
求：
（1）电阻R消耗的功率；
（2）水平外力的大小。
答案：
（1）
（2）μmg＋
解析：
（1）导体棒运动时产生的电动势E＝BLv
通过电路的电流I＝
所以电阻R消耗的功率P＝I2R＝
（2）根据平衡条件可知，拉力的大小
F＝μmg＋BIL＝μmg＋
15．（12分）（2015·浙江理综）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。
线圈的水平边长L＝0.1m，竖直边长H＝0.3m，匝数为N1。
线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0T，方向垂直线圈平面向里。
线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I。
挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。
（重力加速度取g＝10m/s2）
（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少？
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10Ω。
不接外电流，两臂平衡。
如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1m。
当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率
。
答案：
（1）25匝
（2）0.1T/s
解析：
（1）线圈受到安培力F＝N1B0IL
天平平衡mg＝N1B0IL
代入数据得N1＝25匝
（2）由电磁感应定律得E＝N2
E＝N2
Ld
由欧姆定律得I′＝
线圈受到安培力F′＝N2B0I′L
天平平衡mg′＝N
B0
·
代入数据可得
＝0.1T/s
16．（12分）某学校有一台应急备用发电机，内阻为R＝1Ω，升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为r＝4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V 40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则
（1）输电线上损耗的电功率多大？
（2）发电机的输出功率多大？
（3）发电机的电动势多大？
答案：
（1）144W
（2）5424W （3）250V
解析：
（1）根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。
所有灯都正常工作的总功率为
P2′＝22×6×40W＝5280W
用电器都正常工作时的总电流
I2′＝
＝
A＝24A
两个变压器之间输电线上的电流
Ir＝I2＝
＝6A
故输电线上损耗的电功率
Pr＝I
r＝144W。
（2）升压变压器的输出功率
P1′＝Pr＋P2′＝5424W
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率
P出＝P1＝P1′＝5424W。
（3）降压变压器上的输入电压
U2＝4U2′＝880V
输电线上的电压损失
Ur＝Irr＝24V
因此升压变压器的输出电压
U1′＝Ur＋U2＝904V
升压变压器的输入电压
U1＝
＝226V
升压变压器的输入电流
I1＝4Ir＝24A
发电机的电动势E＝U1＋I1R＝226V＋24×1V＝250V。
17．（14分）
（2015·江苏省徐州市一模）如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨，MN、PQ与水平面的夹角为θ，N、Q两点间接有阻值为R的电阻。
整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。
将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最大速度。
重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。
求：
（1）杆ab下滑的最大加速度；
（2）杆ab下滑的最大速度；
（3）上述过程中，杆上产生的热量。
答案：
（1）gsinθ 沿导轨平面向下
（2）
沿导轨平面向下 （3）
mgxsinθ－
解析：
（1）设ab杆下滑到某位置时速度为v，则此时杆产生的感应电动势E＝BLv
回路中的感应电流I＝
杆所受的安培力F＝BIL
根据牛顿第二定律有：
mgsinθ－
＝ma
当速度v＝0时，杆的加速度最大，最大加速度a＝gsinθ，方向沿导轨平面向下。
（2）由
（1）问知，当杆的加速度a＝0时，速度最大，最大速度vm＝
，方向沿导轨平面向下
（3）ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律有
mgxsinθ＝Q总＋
mv
又Q杆＝
Q总
所以Q杆＝
mgxsinθ－
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