金版学案2018-2019学年物理（人教版）选修3-2试题：模块综合检测

模块综合检测(一)

(时间：90分钟 分值：100分)

一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)

1．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”， 以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯．下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是( )

A．力传感器 C．温度传感器

B．光传感器 D．声音传感器

解析：遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选项B正确，选项A、C、D错误．

答案：B

2．法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，在物理学领域，法拉第有“电学之父”的美誉．下列陈述不符合历史事实的是( )

A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象 B．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场 C．法拉第首先发现电磁感应现象 D．法拉第首先发现电流的磁效应

解析：奥斯特首先发现电流的磁效应，选项D错误；选项A、B、C正确．

答案：D

3．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )

A．电流大小变化，方向不变，是直流电 B．电流大小、方向都变化，是交流电 C．电流的周期是0.02 s，最大值是0.2 A D．电流做周期性变化，是交流电

解析：方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征，因为在此坐标系中电流的方向用正负表示，所以此电流的方向没有改变，是直流电，A正确，B、D错误；由图象可以看出电流的周期是0.01 s, 而不是0.02 s，C错误．

答案：A

4．如图所示，北京某中学生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，假设自行车的车把为长为L的金属平把，下列结论正确的是( )

A．图示位置中辐条上A点比B点电势低 B．左车把的电势比右车把的电势低

C．自行车左拐改为南北骑向，辐条A点比B点电势高 D．自行车左拐改为南北骑向，辐条A点比B点电势低

解析：自行车行驶时，辐条切割磁感线，从东往西沿直线以速度v骑行，根据右手定则判断可知，图示位置中辐条A点电势比B点电势低，故A正确；在行驶过程中，车把与竖直分量的磁场切割，因此产生感应电流，根据右手定则可知，左车把的电势比右车把的电势高，故B错误．自行车左拐改为南北骑向，自行车辐条没有切割磁感线，则没有电势的高低，故C、D错误；故选A.

答案：A

5．我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )

A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无

B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场

C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场

D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场

解析：电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生．A中，如果月球上有一个恒定的磁场，那么电流表不会有示数，A错误；同理，将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的，B错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一个与磁

场平行的平面内沿各个方向运动，也不会有示数，D错误．

答案：C

6.两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行．现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到B位置，则在平移过程中，线圈中的感应电流( )

A．沿顺时针方向，且越来越小 B．沿逆时针方向，且越来越大 C．始终为零

D．先顺时针，后逆时针

解析：整个过程中，穿过线圈的磁通量为0. 答案：C

7．在光滑的桌面上放有一条形磁铁，条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆环，如图所示．则以下关于铜质小圆环和条形磁铁的描述正确的是( )

A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒

B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大 C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做匀速运动 D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势 解析：根据条形磁铁的电场线的分布，铜质小圆环在下落过程中，

磁通量始终为零，无电磁感应现象，释放圆环，环下落时环的机械能守恒，磁铁对桌面的压力等于磁铁的重力，故A对，B错．当磁铁左右移动时，铜质小圆环的磁通量发生变化，产生电磁感应现象，根据楞次定律可以判断，电磁感应的机械效果是阻碍它们之间的相对运动，给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动，C错；线圈有向右运动的趋势，D错．

答案：A

8．如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略．A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大、电阻可忽略的线圈．关于这个电路的说法正确的是( )

A．从开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定

B．从开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定

C．开关由闭合到断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭 D．开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯

解析：开关闭合，由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，B灯将推迟一些时间才能正常发光，而A灯立刻亮，当L不起作用后，A灯亮度逐渐变暗，最后亮度稳定，选项A正确，B错误；开关断开的瞬间，L作为电源，通过L中的电流值是逐渐减小的，由于稳定时灯泡A、B中电流大小相等，故A灯不会闪亮，而是慢慢熄灭的，选项C错误；开关由闭合到断开瞬间，电流自右向左通过A灯，选项D错误．

图甲 图乙

解析：(1)轻绳被拉断前，由法拉第电磁感应定律得感应电动势EΔΦΔB＝＝·S，① ΔtΔt

ΔB

由图乙知＝1 T/s，②

Δt1

由题意知S＝L2＝1 m2.③

2由①②③得E＝1 V，

根据楞次定律，感应电流方向为逆时针． (2)由图知t＝0时，感应强度B0＝1 T，④ 感应电流I＝

E

＝2 A，⑤ R总

AB边受到的安培力F安＝B0IL＝22 N．⑥ (3)由题意知F拉max＝16 N，⑦

t1时刻轻绳受力为F拉max＝mg＋2B1IL，⑧ 由⑤⑦⑧得B1＝2 T，

由图乙可查出B1对应的时刻t1＝1 s.

17．(15分)U形金属导轨abcd原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f.已知磁感应强度B＝0.8 T，导轨质量M＝2 kg，其中bc段长0.5 m、电阻r＝0.4 Ω，其余部分电阻不计，金属棒PQ质量m

＝0.6 kg、电阻R＝0.2Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝0.2.若向导轨施加方向向左、大小为F＝2 N的水平拉力，如图所示．求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长，g取10 m/s2)．

解析：导轨受到PQ棒水平向右的摩擦力Ff＝μmg， 根据牛顿第二定律并整理得F－μmg－F安＝Ma，

刚拉动导轨时，I感＝0，安培力为零，导轨有最大加速度： F－μmg2－0.2×0.6×10

am＝＝ m/s2＝0.4 m/s2，

M2

随着导轨速度的增大， 感应电流增大，加速度减小，当a＝0时，速度最大．设速度最大值为vm，电流最大值为Im，此时导轨受到向右的安培力F安＝BImL，

F－μmg－BImL＝0， F－μmg

Im＝，

BL代入数据得Im＝由I＝

2－0.2×0.6×10

A＝2 A.

0.8×0.5

BLvmE

，Im＝得： R＋rR＋r

Im（R＋r）2×（0.2＋0.4）vm＝＝ m/s＝3 m/s.

BL0.8×0.5

18．(15分)如图甲所示，两根光滑固定导轨相距0.4 m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd.棒cd的质量为0.01 kg，长为0.2 m，处于磁感应强度为B0＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里．相距0.2 m的水平

虚线MN和JK之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示．在t＝0时刻，质量为0.02 kg、阻值为0.3 Ω的金属棒ab从虚线MN上方0.2 m高度处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10 m/s2.求：

图甲 图乙

(1)在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小； (2)在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大； (3)棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热． 解析：(1)对棒ab自由下落过程，有 t1＝

2h

＝0.2 s g

ΔB0.5

磁感应强度的变化率为＝ T/s＝2.5 T/s

Δt0.2

ΔΦ

由法拉第电磁感应定律得，0～t1时间内感应电动势E1＝＝

ΔtΔB

Lh Δtab

联立以上各式并代入数据可得E1＝0.2 V (2)由棒ab匀速进入磁场区域可知BI2Lab＝mabg 代入数据，可解得I2＝1 A

在t1～t2时间内，对棒cd受力分析，可得 FT＝mcdg＋B0I2Lcd， 代入数据，可解得FT＝0.2 N

(3)棒ab刚进入磁场时的速度为v＝gt1＝2 m/s 棒ab刚进入磁场时的感应电动势为E2＝BLabv＝0.4 V E2则Rcd＝－Rab＝0.1 Ω

I2

E1在0～t1时间内，感应电流为I1＝＝0.5 A

Rab＋Rcd

h2

棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热Qcd＝Q1＋Q2＝I1Rcdt1＋I2R2cd

v＝0.015 J.

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