2019版高中物理 模块综合试卷 新人教版选修3-2

精品试卷 精品推荐 模块综合试卷 (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.1～7题为单选题，8～12题为多选题，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1所示，线圈L的电感很大，电源内阻不可忽略，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是 ( )

图1 A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭 B．B灯比A灯先亮，然后B灯逐渐变暗 C．A灯与B灯一起亮，而后A灯熄灭 D．A灯与B灯一起亮，而后B灯熄灭 答案 B 2.如图2所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，金属圆环直径与磁场宽度相同．若圆环以一定的初速度沿垂直于磁场边界的水平虚线，从位置1到位置2匀速通过磁场，在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速前进，以下说法正确的是( )

图2 A．金属圆环内感应电流方向先顺时针再逆时针 B．金属圆环内感应电流经历两次先增大后减小 C．水平拉力的方向先向右后向左 D．金属圆环受到的安培力的方向先向左后向右 答案 B 3．如图3甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( ) 精品试卷 精品推荐 图3 A．电压u的频率为100 Hz B．电压表V的示数为22 V C．当光强增大时，变压器的输入功率变大 D．当L1的灯丝烧断后，V示数变小 答案 C 4．如图4甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向内为正，线圈中感应电流逆时针方向为正．则线圈感应电流随时间的变化图象为( )

图4

答案 A 解析 因磁场是均匀变化的，由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知，感应电流的大小不变，故C、D项错误；在开始阶段OO′左侧磁场增强，OO′右侧磁场减弱，由楞次定律可知线圈中有逆时针方向的感应电流，A项正确，B项错误． 5．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图5所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是( )

图5 精品试卷 精品推荐 A．Ua＜Ub＜Uc＜Ud B．Ua＜Ub＜Ud＜Uc

C．Ua＝Ub＜Uc＝Ud D．Ub＜Ua＜Ud＜Uc 答案 B 解析 线框进入磁场后切割磁感线，a、b产生的感应电动势是c、d产生的感应电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设a线框电阻为4r，b、c、d线框的电阻分别为6r、8r、6r，则有：

Ua＝BLv·3r4r＝3BLv4，Ub＝BLv·5r6r＝5BLv6，Uc＝B·2Lv·6r8r＝3BLv2，Ud＝B·2Lv·4r6r＝4Blv3，故A、C、D错误，B

正确． 6．如图6所示，10匝矩形线框在磁感应强度B＝210 T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以角速度ω＝100 rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S＝0.3 m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1(规格为“0.3 W,30 Ω”)和L2，开关闭合时两灯泡正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04 A，则下列说法不正确的是( )

图6 A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为302cos (100t) V B．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1 C．灯泡L2的额定功率为0.9 W D．若开关S断开，电流表的示数将增大 答案 D

解析 变压器的输入电压的最大值为Um＝nBSω＝10×210×0.3×100 V＝302 V；从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为u＝Umcos ωt＝302cos (100t) V，故A正确．变压器输入电压的有效值为U1

＝Um2＝30 V．开关闭合时两灯泡均正常发光，所以U2＝PR＝0.3×30 V＝3 V，所以n1n2＝U1U2＝30 V3 V＝101，故B

正确．原线圈的输入功率为P1＝U1I1＝30×0.04 W＝1.2 W．由于原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以PL2＝P1－PL1＝1.2 W－0.3 W＝0.9 W，故C正确．若开关S断开，输出电压不变，输出端电阻增大，输出电流减小，

故输入电流也减小，电流表的示数减小，D错误． 7．如图7甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 500，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，其余导线电阻不计，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，电容器电容C＝30 μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是( ) 精品试卷 精品推荐 图7 A．螺线管中产生的感应电动势为1.5 V B．闭合开关，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 C．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10－2 W D．开关断开，流经电阻R2的电荷量为1.8×10－5 C 答案 D

解析 根据法拉第电磁感应定律：E＝nΔΦΔt＝nSΔBΔt，代入数据可求出：E＝1.2 V，故A错误；根据楞次定律可知，螺线管下端相当于电源正极，则电流稳定后电容器下极板带正电，故B错误；根据闭合电路欧姆定律，有：I＝ER1＋R2＋r＝0.12 A，P1＝I2R1＝5.76×10－2 W，故C错误；开关断开，流经R2的电荷量即为开关闭合时电容器

上所带的电荷量Q，电容器两端的电压：U2＝IR2＝0.6 V，流经R2的电荷量Q＝CU2＝1.8×10－5 C，故D正确；故选D. 8．如图8所示，在匀强磁场中匀速转动的圆形线圈周期为T，匝数为10匝，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2 Ω，从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，线圈转过30°时的电流为1 A，下列说法中正确的是( )

图8 A．线圈中电流的最大值为2 A B．线圈消耗的电功率为4 W

C．任意时刻线圈中的感应电流为i＝2sin (2πTt) A

D．任意时刻线圈中的感应电流为i＝2cos (2πTt) A 答案 BC 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e＝Emsin ωt，则感应电流i＝eR＝EmRsin

ωt，由题给条件有：1 A＝Em2 Ω×12，解得Em＝4 V，则Im＝2 A，I有效＝2 A，线圈消耗的电功率P＝I 2有效R＝4 W，精品试卷 精品推荐 选项A错误，选项B正确．i＝Imsin ωt＝2sin (2πTt) A，故选项C正确，D错误．

9．如图9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9 A．电压表的示数等于5 V

B．电压表的示数等于522 V C．实现点火的条件是n2n1>1 000 D．实现点火的条件是n2n1<1 000 答案 BC 解析 由U－t图象知，交变电压的最大值Um＝5 V，所以电压表的示数U＝Um2＝522 V，故选项A错误，B正确；

根据U1U2＝n1n2得n2n1＝U2U1，变压器副线圈电压的最大值U2m＝5 000 V时，有效值U2＝U2m2＝2 5002 V，所以点火的条件是n2n1>2 5002 V522 V＝1 000，故选项C正确，D错误． 10．两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 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图10(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0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( ) 精品试卷

精品推荐 图10

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t＝0.4 s至t＝0.6 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 导线框运动的速度v＝Lt1＝0.10.2 m/s＝0.5 m/s，根据E＝BLv＝0.01 V可知，B＝0.2 T，A错误，B正确；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，C正确；在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I＝ER＝0.010.005 A＝2 A，安培力大小为F＝BIL＝0.04 N，D错误． 11．一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝55∶3，原线圈输入电压u随时间t的变化规律为u＝2202sin (100πt) V．理想交流电压表V、理想交流电流表A按如图11所示方式连接，副线圈接入一个R＝6 Ω的电阻，则( )

图11 A．经过1分钟电阻R产生的热量是1 440 J B．与电阻R并联的电压表的示数约为20 V C．电流表A的示数约为0.11 A D．当再将一个电阻与电阻R并联时，变压器的输出电压减小 答案 AC

解析 变压器原线圈电压有效值为220 V，则副线圈电压为U2＝n2n1U1＝355×220 V＝12 V，则电压表读数为12 V，

经过1分钟电阻R产生的焦耳热为：Q＝U 22Rt＝1226×60 J＝1 440 J，选项A正确，B错误；电流表A的读数：I1

＝n2n1I2＝355×126 A＝655A≈0.11 A，选项C正确；变压器输出电压只与原线圈电压和匝数比有关，与负载电阻无关，故选项D错误；故选A、C. 12．如图12所示，两电阻可忽略不计的光滑平行长金属导轨相距为d，导轨与水平面的夹角为30°，上端ab处接有阻值为R的定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向上．现有质量为m、电阻为R的金属杆从轨道上端ab处静止释放，向下运动的距离为x时达到最大速度，则下列说法正确的是( )