高中物理 综合检测卷A

综合检测卷A(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是()A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电答案 A解析金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，会在隐藏金属中激起涡流，反射回探测线圈，从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用．当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中的线圈的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，正确选项为A.2．一磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图1所示，则下列四个图中能较正确反映线圈中电流I和时间t的关系的是(线圈中电流的图示箭头方向为正方向) ()图1答案 B解析当条形磁铁向右运动且并未穿过线圈过程中，通过线圈的磁通量向右逐渐增加，由楞次定律可知，线圈中的感应电流为正方向，当条形磁铁的正中央到达线圈位置时，磁通量的变化率最小，感应电流为零，当条形磁铁正中央通过线圈后，穿过线圈向右的磁通量逐渐减小，则线圈中产生负方向的感应电流，且先增大再减小，故选项B正确．3．如图2所示，电感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2A ．灯A 比灯B 先亮，然后灯A 熄灭B ．灯B 比灯A 先亮，然后灯B 逐渐变暗C ．灯A 与灯B 一起亮，而后灯A 熄灭D ．灯A 与灯B 一起亮，而后灯B 熄灭答案 B解析 开关S 闭合时，B 灯立即亮，A 灯由于电感L 的自感作用，将逐渐变亮，由于总电流逐渐变大，路端电压变小，B 灯逐渐变暗，选项B 符合要求．4．如图3所示是一交变电流的i －t 图象，则该交变电流的有效值为 ( )图3A ．4 AB ．2 2 A C.83 AD.2303 A 答案 D解析 设该交变电流的有效值为I ，由有效值的定义得(Im 2)2Rt1＋I2m Rt2＝I2RT.而T ＝t1＋t2， 代入数据解得：I ＝2303 A ，故D 正确． 5．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e ＝2202sin 100πt V ，对于这个交变电流的说法错误的是 ( )A ．此交变电流的频率为50 Hz ，周期为0.02 sB ．此交变电流电动势的有效值为220 VC ．耐压为220 V 的电容器不能够在该交变电路中使用D ．t ＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零答案 D解析 由电动势瞬时值表达式可知，此交变电流的频率为50 Hz ，周期为0.02 s ，电动势的有效值为220 V ，最大值为220 2 V ，故A 、B 选项正确，C 选项正确．当t ＝0时，电动势的瞬时值为零，说明t ＝0时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量为最大，故D 选项错误．6．如图4(2)所示，水平桌面上一个面积为S 的圆形金属框置于匀强磁场中，金属框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t 的变化关系如图(1)所示.0到1 s 内磁场方向垂直线框平面向下．圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L ，电阻为R ，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下，如图(2)所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f 随时间变化的图象是下图中的(设向右为静摩擦力的正方向)哪一个 ( )图4答案 A解析 根据楞次定律、左手定则和平衡条件可知A 项正确．二、双项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每题只有两个选项正确，全部选对得5分，漏选得2分，错选得0分)7．某发电站用11 kV 的交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R ，现若用变压器将电压升高到330 kV 送电，下面选项正确的是( )A ．因I ＝U R ，所以输电线上的电流增为原来的30倍B ．因I ＝P U ，所以输电线上的电流减为原来的1/30C ．因P ＝U2R ，所以输电线上损失的功率为原来的900倍D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的半径减为原来的1/30答案 BD解析 输送功率P ＝UI 一定，电压升高后，电流变为原来的11330＝130，A 错误，B 正确；P 损＝I2R ，损失功率变为原来的(130)2＝1900，P ＝U2R ，其中U 不是输送电压，是损失电压，C 错误；半径变为原来的130，根据公式R ＝ρl S ，电阻变为原来的900倍，P 损＝I2R ，功率保持不变，D 正确．8．如图5甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是 ( )图5A ．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，根据电磁感应原理，声波的振动会在电路中产生恒定的电流答案 AC解析 乙图电路开关断开瞬间，线圈中产生很高的自感电动势，但由于电路不能构成回路，所以不会产生感应电流，灯泡不会突然闪亮一下，选项B 错误；丁图电路中，声波的振动会改变M 、N 间的距离，从而改变了电容的大小，在电路中产生变化的充放电电流，选项D 错误．9．如图6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6A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52V C ．实现点火的条件是n2n1>1 000D ．实现点火的条件是n2n1<1 000答案 BC解析 由u －t 图象知，交流电压的最大值Um ＝5 V ，所以电压表的示数U ＝Um 2＝52V ，故选项A 错误，选项B 正确；根据U1U2＝n1n2得n2n1＝U2U1，变压器副线圈电压的最大值U2m ＝5 000V 时，有效值U2＝U2m 2＝5 0002 V ，所以点火的条件是n2n1>5 0002 V 52V ＝1 000，故选项C 正确，选项D 错误．10.如图7所示，边长为l 的正方形闭合导线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线的方向垂直．用力将线框分别以速度v1和v2匀速拉出磁场，比较这两个过程，以下判断正确的是 ( )图7A ．若v1＞v2，通过线框导线的电荷量q1＞q2B ．若v1＞v2，拉力F1＞F2C ．若v1＝2v2，拉力的功率P1＝2P2D ．若v1＝2v2，拉力所做的功W1＝2W2答案 BD解析 由于E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R ，q ＝IΔt ，所以q ＝ΔΦR由于ΔΦ及R 一定，故q1＝q2，所以A 错误．由于F ＝F 安，而F 安＝BIl ，I ＝E R ，E ＝Blv ，所以F ＝F 安＝B2l2v R .由此可看出，若v1＞v2，则F1＞F2，B 正确．由P ＝Fv ，F ＝F 安＝B2l2v R .所以P ＝B2l2v2R .若v1＝2v2，则P1＝4P2，故C 错误．由拉力做功W ＝Fl ＝F 安l ＝B2l2v R ·l ＝B2l3v R ，若v1＝2v2，则W1＝2W2，故D 正确．三、填空题(本题共2小题，共11分)11．(4分)如图8所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R.线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝________.图8答案 2BSω2R BSR解析 电动势最大值Em ＝BSω，有效值E ＝Em 2＝22BSω.由闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＝2B Sω2R ，电荷量q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦR ＝BS R .12．(7分)在研究电磁感应现象的实验中，(1)为了能明显地观察到实验现象，请在如图9所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图9(2)将原线圈插入副线圈中，闭合开关，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．(3)将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．答案 (1)见解析图 (2)相反 (3)相同 解析 (1)实物电路图如图所示．(2)因闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，故电流绕行方向相反．(3)将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，故电流绕行方向相同．四、计算题(本大题共4小题，共45分)13．(6分)如图10所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．已知磁感应强度随时间变化的规律为B ＝(2＋0.2t) T ，定值电阻R1＝6 Ω，线圈电阻R2＝4 Ω，求a 、b 两点间的电压Uab.图10答案 2.4 V解析 由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔB Δt S由题意：ΔB Δt ＝0.2 T/s ，n ＝100，S ＝0.2 m2可得：E ＝4 V回路中线圈为电源，R1为外电阻，有|Uab|＝ER1R1＋R2由楞次定律得a 点电势高于b 点电势，所以Uab ＝2.4 V.14. (12分)如图11所示为交流发电机示意图，匝数为n ＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm 和20 cm ，内阻为5 Ω，在磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中绕OO ′轴以50 2 rad/s 的角速度匀速转动，线圈外部和20 Ω的电阻R 相连接．求：图11(1)S 断开时，电压表示数；(2)开关S 合上时，电压表和电流表示数；(3)通过电阻R 的电流最大值是多少？电阻R 上所消耗的电功率是多少？答案 (1)50 V (2)40 V 2 A (3)2 2 A 80W解析 (1)感应电动势的最大值Em ＝nBSω＝100×0.5×0.1×0.2×50 2 V ＝50 2 VS 断开时，电压表示数为电源电动势的有效值E ＝Em 2＝50 V. (2)当开关S 合上时，由闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ＝5020＋5A ＝2 A U ＝IR ＝2×20 V ＝40 V(3)通过R 的电流最大值Im ＝2I ＝2 2 A.电阻R 上所消耗的电功率P ＝UI ＝40×2 W ＝80 W.15．(12分)如图12所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 、9.5 kW 的电力，求：图12(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2；(2)输电线路导线的总电阻R ；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4.答案 (1)1∶5 (2)20 Ω (3)95∶11解析 (1)n1n2＝U1U2＝15(2)ΔP ＝0.5 kW ＝I22R又P1＝P2＝U2I2所以I2＝5 A ，R ＝20 Ω(3)U3＝U2－I2Rn3n4＝U3U4解得n3n4＝951116．(15分)如图13所示，用质量为m 、电阻为R 的均匀导线做成边长为l 的单匝正方形线框MNPQ ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l ，磁感应强度为B.在垂直MN 边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v 匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平且MN 边与磁场的边界平行．求：图13(1)线框MN 边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框MN 边刚进入磁场时，M 、N 两点间的电压UMN ；(3)在线框从MN 边刚进入磁场到PQ 边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W.答案 (1)Blv R (2)34Blv (3)2B2l3v R解析 (1)线框MN 边刚进入磁场时，感应电动势E ＝Blv ，线框中的感应电流I ＝E R ＝Blv R .(2)M 、N 两点间的电压UMN ＝34E ＝34Blv.(3)只有MN 边在磁场中时，线框运动的时间t ＝l v ，此过程线框中产生的焦耳热Q ＝I2Rt ＝B2l3v R ，只有PQ 边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q ＝B2l3v R ，根据能量守恒定律得水平外力做功W ＝2Q ＝2B2l3v R。