最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)

最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套

本册综合学业质量标准检测(A)

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，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小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误的是 ( B )

A．甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花 C．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化

D．丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流 解析：磁带录音机的录音原理是：录音时，将电信号转换为磁信号，故A正确。乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，故B错误。光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极，当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，故C正确。电容话筒利用振膜接受空气振动信号 ，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化，在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化，故D正确。本题选错误的，故选B。

2．如下图(甲)所示，打开电流和电压传感器，将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放，磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。若磁铁下落过程中受到的磁阻力远

小于磁铁重力，且不发生转动，不计线圈电阻。图(乙)是计算机荧屏上显示的UI－t曲线，其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的。下列说法正确的是 ( B )

A．若仅增大h，两个峰值间的时间间隔会增大 B．若仅减小h，两个峰值都会减小 C．若仅减小h，两个峰值可能会相等

D．若仅减小滑动变阻器的值，两个峰值都会减小

解析：若仅增大h，磁铁穿过螺线管的时间减小，故A错；若仅减小h，由E＝n

ΔΦ知，Δt

E变小，两个峰值都会减小，故B正确，C错误；若仅减小滑动变阻器阻值，滑动变阻器消耗的功率增大，故D错误。

3．如图所示，有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属环以恒定不变的速率v向右运动由磁场外进入磁场，在金属环进入磁场的过程中，电容器带电量Q随时间t变化的定性图象应为 ( C )

解析：由图知，在圆环进入磁场的过程中，电容器两板间的电压等于产生的感应电动势，切割的有效长度逐渐增大，电容器电压增大，电荷量增大，当半个圆环进入磁场时，切割的有效长度最大，电动势最大，电容器电荷量最大，接着电动势减小，电容器放电，当圆环全部进入磁场时，电容器电压等于电动势，稳定不变，电荷量不变，所以C正确；A、B、D错误。

4．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，

以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是 ( B )

解析：分析一个周期内的情况：在前半个周期内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律得知，圆形线圈中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变，ab边在磁场中所受的安培力也恒定不变，由楞次定律可知，圆形线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，通过ab的电流方向从b→a，由左手定则判断得知，ab所受的安培力方向水平向左，为负值；同理可知，在后半个周期内，安培力大小恒定不变，方向水平向右，故B正确。

5．如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝2202sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为101，灯泡的电阻RL＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是 ( C )

A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中通过矩形线圈的磁通量变化量为零 B．交流电压表的示数为222V C．灯泡的功率小于48.4W

D．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热

解析：解答本题的疑难在于要清楚地理解电感对交流电的阻碍作用，以及电容器“隔直通交”的性质。线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中通过矩形线圈的磁通量变化量为2BS，U1n1选项A错误；由e＝2202sin100πtV可知U1＝220V，根据＝可知U2＝22V，故选项B

U2n2错误；因电感线圈与灯泡串联，故灯泡两端的电压小于22V，所以灯泡的功率小于48.4W，选项C正确；因电容器有隔直流通交流的性质，故闭合开关S后，电阻R上有电流，故有焦耳热产生，选项D错误。

6．如图所示，两种情况下变压器副线圈所接灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3

为相同的灯泡，匝数比为n1n2＝31，则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为 ( B )

A．P、P 4

C．P、9P

9

4

B．9P、P

94

D．P、9P

9

解析：图(a)中L2的功率为P，则L2上电压为U2＝PR，原线圈中电压U1＝3U2＝3PR，U29PR1L1两端电压与U1相等，则L1所消耗功率PL1＝＝＝9P。图(b)中L2、L3功率相同，

RR2P

变压器的输出功率为2P，原线圈电压U1′＝3U2＝3PR，原线圈中电流I1′＝，灯L1

U1′4P24

上消耗功率为PL1′＝I1′R＝R＝P。

9PR9

2

7．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是 ( BC )

A．向右匀加速运动 C．向右匀减速运动

B．向左匀加速运动 D．向左匀减速运动

解析：这是一道涉及互感现象的问题，当MN棒中有感应电流，受安培力的作用而向右运动时，由左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N，此电流在L1中产生的磁场方向是向上的。若PQ棒向右运动，由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场方向也是向上的。由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场方向相同，可知L2产生的磁场的磁通量是减少的，故PQ棒做的是向右的匀减速运动。C选项是可能的。若PQ棒向左运动，则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的，与L1产生的磁场方向是相反的，由楞次定律可知L2中的磁场是增强的，故PQ棒做的是向左的匀加速运动。B选项是可能的。

8．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是 ( ACD )

A．此时圆环中的电流为顺时针方向 4B2a2v

B．此时圆环的加速度为

mR4B2a2v2

C．此时圆环中的电功率为

RπBa2

D．此过程中通过圆环截面的电量为

R

解析：根据楞次定律可判此时圆中电流为顺时针方向，A正确；此时环中感应电流为I

22

2Bav4B2a2v22F8Bav2＝，此时加速度a＝＝，此时P＝IR＝，故B错误C正确；此过程中

RmmRR

ΔΦπBa2通过圆环截面的电荷量q＝＝，D正确。

RR

9．图甲是小型交流发电机的示意图，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表。内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，原、副线圈匝数比为32，副线圈接有滑动变阻器，从某时刻开始计时，副线圈输出电压如图乙所示，以下判断正确的是 ( ABC )

A．电压表的示数为15V

B．副线圈输出电压瞬时值表达式u＝102sin(100πt)V C．若滑动触头P的位置向上移动时，电流表读数将减小

D．把发电机线圈的转速变为原来的一半，则变压器的输入功率将减小到原来的一半 解析：由图乙知交流电电压峰值为102V，有效值为10V，根据电压与匝数成正比，2π

得电压表显示的为有效值15V，A正确；由图象知交流电的周期为0.02s，角速度为ω＝＝

T100π，副线圈输出电压瞬时值表达式u＝102sin(100πt)V，故B正确；若P的位臵向上移动，副线圈的电阻增大，副线圈电压不变，副线圈电流减小，根据电流与匝数成反比知电流表读数将减小，故C正确；若P的位臵不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速变为原来的一半，电压减小为原来的0.5倍，则变压器的输入功率将减小到原来的0.25倍，故D错误，故选ABC。

10．如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其

当t＝0时刻，F＝1N。

在3～4s内，B不变，没有感应电流产生，ab不受安培力，则由平衡条件得：F＝mgsin30°＝1N

画出前4s内外力F随时间变化的图象见答案。

本册综合学业质量标准检测(B)

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，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小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述错误的是 ( C )

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P失＝I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，ρL

由R＝知，A正确。二是减小输电电流，B正确。若输电电压一定，由P＝UI知输送的电

S功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝I2R越大，C错误。在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输出电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确。本题选错误的，故选C。

2．如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，图中方框A、B、C为传感器，实验中，通过B、C测得的物理量的数值分别是X、Y，由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则以下说法正确的是 ( D )

A．A为电流传感器 B．C为电压传感器 C．电动机的输出功率为XY mgh

D．电动机的效率为×100%

XYt

解析：A与计算机相连，是数据采集器；B与电动机并联，是电压传感器；C与电动机串联；是电流传感器，故AB错误；电压表读数是X，电流表读数是Y，故电动机输入功率为P入＝XY；消耗的电能是XYt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，故效率为：ηmgh＝×100%，故C错误，D正确，故选D。 XYt

3．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 ( A )

解析：天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力变化越大，天平越容易失去平衡，线框与磁通边界的交点间长度为线框在磁场中有效长度，由图可知，A有效长度最长，最容易失去平衡，故选A。

4．一正三角形导线框ABC(高度为a)从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域。两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a。下列图象反映感应电流I与线框移动距离x的关系，以逆时针方向为电流的正方向。其中正确的是 ( C )

解析：导线框向右运动切割磁感线产生感应电流。在x从0～a过程中，感应电流大小逐渐增大，方向沿规定的正方向；在x从a～2a过程中，感应电流逐渐增大，且最大值为前者的2倍，方向沿顺时针方向(负方向)，在x从2a～3a过程中，感应电流大小逐渐增大，方向沿逆时针方向(正方向)，故选项C正确。

5．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线圈连接一定值电阻R，下列说法中正确的是 ( B )

A．t1时刻ab边中电流方向由a→b，e点电势高于f点

B．设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1

ΔΦ

解析：0～t2时间内，线框abcd之中磁通量在均匀增加，所以由E＝，知0～t2内电

Δt动势为恒定值且由楞次定律可以求得感应电流方向为逆时针，此时副线圈之中没有电流，同理t2～t4内副线圈之中也没有电流，t4～t6时间内，线框中磁场在减弱，由楞次定律可以确定其电流方向也为逆时针，且由于并非均匀减小(而是减小得越来越快)，所以原线圈之中的电流在增大。此时副线圈电路出现顺时针方向的电流，且e点电势高于f，综上所述选项B正确。

6．光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t＝0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，

通过R的感应电流随时间t变化的图象如图2所示。下面分别给出了穿过回路abPM的磁通ΔΦ

量Φ、磁通量的变化率、棒两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象，

Δt其中正确的是 ( B )

ΔΦEΔΦ

解析：回路中的感应电动势为：E＝，感应电流为：I＝＝，由图可知：I＝kt，

ΔtRΔtRΔΦ

故有：＝ktR，所以图象B正确；由于产生的感应电动势是逐渐增大的，而A图描述磁

Δt通量与时间关系中斜率不变，产生的感应电动势不变，C图中Uab不变，故A、C错误；通过导体棒的电量为：q＝It＝kt2，故q－t图象为曲线，并非过原点的直线，故D错误。

7．如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下。自行车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，两把手间距为L。只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是 ( AC )

A．图示位置中辐条A点电势比B点电势低 B．图示位置中辐条A点电势比B点电势高 C．自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv

D．自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电势差要降低

解析：自行车从东往西行驶时，辐条切割地磁场水平分量的磁感线，根据右手定则判断可知，图示位臵中辐条A点电势比B点电势低，故A正确，B错误。自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则知，左车把的电势比右车把的电势高B2Lv，故C正确。自行车左拐改为南北骑向，自行车车把仍切割磁感线，车把感应电动势方向不变，竖直分量大小为B2不变则车把两端电势差不变，故D错误，故选AC。

8．如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增加时 ( AC )

A．环A有扩张的趋势 B．环A有缩小的趋势 C．螺线管B有缩短的趋势 D．螺线管B有伸长的趋势

解析：当B中通过的电流逐渐增加时，电流产生的磁场逐渐增强，故穿过A的磁通量增加，为阻碍磁通量增加，根据楞次定律可知，环A应向磁通量减小的方向形变，由于A环中有两种方向的磁场：B线圈外的磁感线方向与B线圈内的磁感线方向相反，B线圈外的磁感线要将B线圈内的磁感线抵消一些，当A的面积增大时，穿过A的磁通量会减小，所以可知环A应有扩张的趋势，故A正确B错误；线圈B中电流增加，每匝线圈产生的磁场增强，线圈间的引力增大，所以螺线管B有缩短的趋势，故C正确，D错误。

9．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是 ( AD )

A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大 B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大 C．电压表V1示数等于NBωL2

D．变压器的输入与输出功率之比为11

解析：从垂直于中性面时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，磁通量为零，电动势最大，故A正确；根据理想变压器的变压原理输出电压即电压表V2的示数不变，故B错误；交流电压的最大值等于NBωL2，电压表V1示数为有效NBωL2值，C错误；理想变压器的输入与输出功率之比为11，故D正确，故选AD。

2

10．如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L(L＜d)，质量为m、电阻为R，将线圈在磁场上方

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