2019-2020学年高中物理 综合水平测试课件 新人教版选修3-2

综合水平测试本试卷分第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(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1～6题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，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．下列说法不符合物理学史的是()A．奥斯特发现了电流的磁效应B．法拉第发现了电磁感应现象C．牛顿解释了涡旋电场的产生原理D．楞次找到了判断感应电流方向的方法解析根据物理学史可知A、B、D说法正确，C项中，麦克斯韦解释了涡旋电场的产生原理。2.如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给杆ef一个向右的初速度，则()A．ef将减速向右运动，但不是匀减速B．ef将匀减速向右运动，最后停止C．ef将匀速向右运动D．ef将往返运动解析导体杆向右运动时会切割磁感线产生感应电动势、感应电流，所以导体杆ef受到向左的安培力做减速运动，速度减小会使电动势、电流减小，安培力也随之减小，所以做减速运动的加速度会减小，直到速度为零时导体杆静止。因此A正确，B、C、D错误。3．如图所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方。那么，当开关K断开时，将出现()A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点解析K断开后，自感电流的方向与G1原电流方向相反，与G2原电流方向相同。故选D。4．如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10V。图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象。则(线圈内阻不计，集流环和电刷电阻不计)()A．电阻R上的电功率为20WB．0.02s时R两端的电压瞬时值为零C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14．1cos100πt(V)D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝cos50πt(A)解析电压表测量值为电压的有效值，P＝U2有R＝10W，故A项错误。根据法拉第电磁感应定律，E＝ΔΦΔt，t＝0.02s时，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，R两端电压瞬时值最大，故B项错误。线框处于中性面(即磁通量最大)时感应电动势为零；线框平行磁场，即磁通量为零时，电动势最大，磁通量正弦式变化，电动势呈余弦式变化。根据电压有效值为10V知，电压最大值Um＝102V，u＝Umcosωt＝102cos100πt(V)，故C项正确。i＝uR＝2cos100πt(A)，故D项错误。5．在变电所，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列图中能正确反映其工作原理的是()解析电流互感器是用弱电流来检测强电流，因此副线圈匝数要比原线圈匝数多，A、B错误；而D中检测器直接与地线、火线相连，与用电器电网并联，这是电压互感器的连接方式，会由于电压过大而烧坏电流表，只有C是正确的。6.电源、开关S和S′、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S、S′闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点。当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则()A．液滴向下运动B．液滴仍然静止C．R2两端的电势差是否升高无法分析D．当光照强度不变时断开S′，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比A点的电势高解析当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，R2两端的电势差降低，R1两端的电势差升高，电容器极板之间电压升高，液滴向上运动，选项A、B、C错误；当光照强度不变，断开S′时，电容器所带电荷量不变，把电容器的上极板向上移一小段距离，电容器电容变小，又Q＝CU，则上极板的电势比A点的电势高，选项D正确。7．一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，匀强磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中()A．向上滑行的时间等于向下滑行的时间B．在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量C．向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等D．金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R上产生的热量为12m(v20－v2)解析因为上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，所以A错误；分析知上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，由动生电动势公式E＝BLv可以知道上滑阶段的平均感应电动势E1大于下滑阶段的平均感应电动势E2，而上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过R的电荷量q＝It＝ERt＝BΔStRt＝BΔSR，式中结果无时间，故上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过R的电荷量相同，所以C正确；因为E1E2，故UR1UR2，再由公式W电＝qU，可以知道上滑阶段回路电流对R做功即电阻R产生的热量比下滑阶段多，所以B正确；金属杆从开始上滑至返回出发点的过程中，只有安培力做功，动能的一部分转化为内能，电阻R和杆上的电阻r上产生的热量的和就是金属杆减小的动能，D错误；所以B、C选项是正确的。8．如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来。当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动，则下列说法中正确的是()A．不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势B．当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到安培力的作用C．当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动D．当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动解析将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感应电动势，进而分析可得，A、B、C正确。9．两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是()A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋B2L2v12RB．cd杆所受摩擦力为零C．回路中的电流强度为BLv1＋v22RD．μ与v1大小的关系为μ＝2RmgB2L2v1解析杆ab切割磁感线产生感应电动势E＝BLv1，杆cd运动不切割磁感线，故不产生感应电动势，回路中电流I＝E2R＝BLv12R，C错误；因两杆匀速运动，则对ab杆有F安＝B2L2v12R，F＝F安＋μmg＝B2L2v12R＋μmg，A正确；对cd杆：F安水平向右，f＝μF安＝mg，μ＝2RmgB2L2v1。故B错误，D正确。10．如图所示，AB、CD为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。AB、CD的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻。质量为m、有效长度为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统。开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AC间电阻R上产生的焦耳热为Q，则()A．初始时刻棒所受的安培力大小为2B2L2v0RB．从初始时刻至棒第一次到达最右端的过程中，整个回路产生的焦耳热为2Q3C．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12mv20－2QD．当棒再次回到初始位置时，AC间电阻的热功率为B2L2v20R解析初始时刻，棒两端的电动势E0＝BLv0，棒中的电流I0＝E0R2＝2BLv0R，棒所受的安培力大小F＝2B2L2v0R，选项A正确；两电阻的阻值相等，则热功率也相等，从初始时刻至棒第一次到达最右端过程中，整个回路产生的焦耳热为2Q，弹簧具有的弹性势能Ep＝12mv20－2Q，选项B错误，C正确；当棒再次回到初始位置时速度小于v0，AC间电阻的热功率也小于P＝E0·I02＝B2L2v20R，选项D错误。第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、实验题(本大题共2小题，每小题6分，共12分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答。)11．(1)如图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图。试回答下列问题。①在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的______和________。大小方向②请按实验要求在实物上连线。③在实验出现的电磁感应现象中，A、B线圈哪个相当于电源？________(选填“A”或“B”)。B(2)已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成如图所示电路，当条形磁铁按如图所示情况运动时，以下判断正确的是_______。ABDA．甲图中电流计偏转方向向右B．乙图中磁铁下方的极性是N极C．丙图中磁铁的运动方向向下D．丁图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向解析(1)①电流计G的零刻度在表盘中央，电流流过时，指针偏转，既显示了电流的大小，也显示了电流的方向。②电源、开关、滑动变阻器和小线圈构成一闭合回路；大线圈和电流计构成闭合电路。电路如图所示。③B线圈与电流计相连，显示回路感应电流，即B线圈相当于电源。(2)在图甲中，由楞次定律判断知电流从正接线柱流入电表，表针偏转方向向右，A正确；在图乙中，线圈中感应电流的磁场方向向下，因磁铁远离，磁场减弱，故原磁场方向应向下，即磁铁下方的极性是N极，B项正确；在图丙中，线圈中感应电流的磁场方向向上，而磁铁磁场方向向上，由楞次定律知，磁铁的运动方向向上，C错误；在图丁中，磁铁向上运动，线圈中原磁场方向向下减弱，感应电流的磁场方向向下，故线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向，D正确。12．钳型电流表的工作原理如图所示。当通有交变电流的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用正弦式交变电流的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10A；若用同一电表在英国测量峰值同样大小的电流，则读数将是________A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变得准确，应重新将其量程标定为________A。1225解析f中f英＝5060＝56，即T中T英＝65。由题中条件可知其他条件相同，只有电流变化的时间不同，因此，E＝ΔΦΔt知E∝1Δt，所以E中E英＝T英T中＝56，而电流与电动势成正比，所以I中I英＝56，即I英＝65I中＝12A，即在英国该电流表的读数为12A。同理可得此表在英国的量程应为25A。三、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)13．(10分)如图所示，水平桌面上有两个质量为m＝5.0×10