1、模块综合质量检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述不符合史实的是()A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化解析：选C通有恒定电流的静止导线附近产生的磁场是不变的，在其附近的固定导线圈中
2、没有磁通量的变化，因此，不会出现感应电流，选项C错误2如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()Aca,21Bac,21Cac,12Dca,12解析：选C杆MN向右匀速滑动，由右手定则判断可知，通过R的电流方向为ac；又因为EBLv，所以E1E212，故选项C正确3.(2019武邑期中)如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.2 kg，在该平面上以v04 m/
3、s、与导线成60角的初速度运动，最后达到稳定状态，这一过程中环中产生的电能为()A1.6 JB1.2 JC0.8 JD0.4 J解析：选B根据安培定则可知，金属环周围有环形的磁场，金属环向右上运动，磁通量减小，当垂直导线方向的速度减为零时，最终金属环的运动状态为沿导线方向匀速直线运动，速度为沿导线方向上的分速度，根据运动的合成与分解可知，沿导线方向分速度v1v0cos 602 m/s，根据能量守恒可知，Qmv02mv12，解得Q1.2 J，环中最多产生1.2 J的电能，B选项正确4.用柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框，用绝缘细线将其悬挂起来，如图所示，若匀强磁场与线框平面垂直，开始时磁场很强
4、，当磁场均匀减弱时，下列说法正确的是()A细线可能断掉B线框将会收缩C线框可能变成圆形D线框绕过a的竖直轴转动解析：选C准确理解“阻碍”含义，当磁场减弱时，线框内产生感应电流，感应电流产生的磁场阻碍磁通量变化，线框面积将扩大，而最大即为圆形，故选项B错误，C正确；线框悬线拉力未变，A错误；线框绕过a的竖直轴转动时通过线框的磁通量减小，故D错误5在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路如图所示，其中三个灯泡都可视为阻值相等的定值电阻，如果线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕OO轴匀速转动的角速度由增大到2，则下列说法中正确的是()A线圈转动的角速度
5、为时，灯泡L1两端的电压的最大值为nBSB线圈转动的角速度为2时，通过灯泡L3的电流一定变为原来的2倍C不论线圈转动的角速度大小怎么变化，都是灯泡L1最亮D线圈的角速度由增大到2后，灯泡L1上消耗的功率一定变为原来的4倍解析：选C 根据法拉第电磁感应定律可知，线圈内产生的交流电的最大值为：EnBS，根据闭合电路的欧姆定律可知，灯泡L1两端的电压的最大值小于nBS，故A错误；将线圈转动的角速度增大到2，则线圈内产生的交流电的最大值、有效值都增大为原来的2倍；同时频率增大，感抗增大，容抗减小，可知通过灯泡L3的电流一定大于原来的2倍，故B错误；由于线圈与电容器都有一定的感抗或容抗，所以灯泡L1的支
6、路的电阻值最小，所以不论线圈转动的角速度大小怎么变化，都是灯泡L1最亮，故C正确；灯泡L1上的电压是路端电压，将线圈转动的角速度增大到2，则线圈内产生的交流电的最大值、有效值都增大为原来的2倍；同时频率增大，感抗增大，容抗减小，所以外电路的总电阻可能增大，也可能减小，所以电源的路端电压不一定是原来的2倍，所以灯泡L1上消耗的功率不一定变为原来的4倍，故D错误6压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()A0t1时间内，升降机一定匀速运动B
7、0t1时间内，升降机可能减速上升Ct1t2时间内，升降机可能匀速上升Dt1t2时间内，升降机可能匀加速上升解析：选B在0t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A错误，B正确；t1t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，故C、D错误7某同学用粗细均匀的同一种导线制成“9”字形线框，放在有理想边界的匀强磁场旁，磁感应强度为B，如图甲所示已知磁场的宽度为2d，abbccddaceefd，导线框从紧靠磁场的左边界以速度v向x轴的正方向匀速运动，设U
8、0Bdv.在图乙中最能体现be两点间的电压随坐标x变化关系的图象是()解析：选Ax在0d过程：线圈进入磁场，bc、ce产生的感应电动势都是EBdvU0.根据右手定则判断可知，b点的电势高于c点的电势bc间的电势差为：UbcEU0，则be两点间的电压UbeUbcEU0U0U0；在d2d过程：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，ad、bc、ce产生的感应电动势都是EBdvU0.根据右手定则判断可知，b点的电势高于e点的电势be两点间的电压Ube2E2U0.在2d3d过程：线框穿出磁场，ad边产生的感应电动势是EBdvU0.根据右手定则判断可知，a点的电势高于d点的电势，则得b点的电势高
9、于e点的电势be两点间的电压UbeEU0.故A正确8图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()ABC422rD422r解析：选C升压变压器输入电压和输出电压的有效值为U1和U2，根据变压器规律，电压U2U1.根据功率公式得输送电流I2，输电线上损失的电功率为P损I222r422r，C选项正确二、多选题(本题共7小题，每小题3分，共21分，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9如图所示，甲
10、、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器，规格相同，各电路中电压表示数都相同，则下列说法正确的是()A灯L1比灯L2亮B灯L3也能发光，但亮度最暗C灯L2和L4亮度相同D灯L4比灯L1亮解析：选CD甲图中由于电容器对交变电流的阻碍，灯L1的电压小于电源的电压；乙图中电容器与灯L2并联，电压都等于电源的电压；所以灯L1比灯L2暗，故A错误；电容器有隔直流的特性，所以灯L3不能发光，故B错误；灯L2和L4的电压相等，亮度相同，故C正确；结合A项分析可知，灯L4比灯L1亮，故D正确10(2019黄骅市月考)如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面
11、垂直规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示则()A从0到t2时间内，导线框中电流的方向先为adcba再为abcdaB从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaC从0到t1时间内，导线框中电流越来越小D从0到t1时间内，导线框ab边受到的安培力越来越小解析：选BD根据楞次定律可知，磁感应强度先是垂直纸面向里的减小，后是垂直纸面向外的增大，导线框中电流的方向相同，均为adcba，A选项错误，B选项正确；根据法拉第电磁感应定律可知，E，根据欧姆定律可知，IE，故I，磁感应强度随时间变化的斜率恒定不变，故导线框中电流恒定不变，C选项错误；从0到t1时间内
12、，线圈中磁通量的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小恒定不变，磁感应强度均匀减小，故导线框ab边受到的安培力越来越小，D选项正确11置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中下列说法中正确的是()A圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动C圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动D圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动解析：选BD圆盘顺时针加速转动时，产生感应电流，根据右手定则可知，感应电流由圆心流向边缘
13、，根据安培定则可知，线圈A中产生方向向下的磁场，且逐渐增强，由楞次定律得，线圈B中的感应磁场方向向上，由安培定则可知，ab棒中感应电流方向由ab.由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，A选项错误，D选项正确；圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动，B选项正确；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，C选项错误12.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，电容器的两平行极板水平放置当开关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极板间的M点当用强光照
14、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液滴向上运动CR2两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：选BD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B正确，A、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，d增大，据C知，电容C减小，再据C知，Q不变，U增大，则上极板的电势比A点的电势高，选项D正确13如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图门打开时
15、，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比()A红灯亮，UR2变大B绿灯亮，UR2变大C绿灯灭，UR2变小D红灯亮，UR2变小解析：选CD当门打开时，R3受到红外线照射，电阻减小，从而使并联电路电阻减小，总电阻减小，总电流I增大，R2两端电压UR2EI(R1r)减小，R2中电流减小，R3中电流增大，线圈产生的磁场增强，把衔铁吸引，红灯亮，所以C、D正确14如图所示，一个匝数为N100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为
16、n1n2101的变压器给阻值R20 的电阻供电，已知电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是()A电阻R消耗的电功率为10 WB穿过线圈平面的最大磁通量为 WbCt0时刻流过线圈的电流不为零Dt0.002 5 s时刻穿过线圈平面的磁通量为 Wb解析：选BD电阻R消耗的电功率为P20 W，故A错误；变压器的匝数比为n1n2101，故输入电压为200 V，最大值为200 V；转速50转/秒，故角速度：2n100 rad/s；根据公式EmNBSN，穿过线圈平面的最大磁通量为 Wb，故B正确；图示时刻为中性面位置，故感应电动势为零，故感应电流为零，故C错误；转速为50转/秒，故周
17、期为0.02 s；t0.002 5 sT，磁通量为mcos t Wb Wb，故D正确15如图甲所示，AB、CD是间距l1 m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1 m的导体棒ab垂直AB，CD放置在导轨上，导体棒电阻R2 ；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3 V1.5 W”，定值电阻R13 、R26 ，在t0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度时间图象如图乙所示，其中OP段是直线，PM段是曲线，M点后是水平直线若导体棒沿导轨下滑12.5 m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L
18、正常发光假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g10 m/s2，则下列说法正确的是()A37B匀强磁场的磁感应强度大小B为0.5 TC导体棒的质量为0.05 kgD从导体棒由静止释放至速度达到最大的过程中，通过小灯泡的电荷量为1 C解析：选BC导体棒在磁场外运动时，由图乙得：a15 m/s2，由牛顿第二定律知：a1gsin ，可知30，故A错误；小灯泡正常发光时，I0.5 A，导体棒中的电流也为I0.5 A；导体棒达到最大速度时，I，其中R灯6 ，R122 ，由图乙知最大速度为vm10 m/s，解得B0.5 T，故B正确；达到最大速度时，mgsin BIl，解得m0.05 kg，故C正确；导体棒在
19、磁场中滑行的距离x12.5a1t210 m，通过小灯泡的总电荷量q0.5 C，故D错误三、非选择题(本题共5小题，共55分)16(7分)(2018浙江模拟)(1)(多选)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_A有闭合铁芯的原副线圈B无铁芯的原副线圈C交流电源D直流电源E多用电表(交流电压挡)F多用电表(交流电流挡)用匝数na60匝和nb120匝的变压器，实验测量数据如表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是_(填“na”或“nb”)(2)用如图1所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实
20、验，磁铁从靠近线圈的上方静止下落，当磁铁运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从_(填“a到b”或“b到a”)在磁铁穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流i随时间t的图象(图2)应该是_图1图2解析：(1)根据理想变压器的工作原理可知，必须使用交流电源，测量时使用多用电表的交流电压挡，当线圈内有铁芯时，磁场会更强，选用含有闭合铁芯的原副线圈，A、C、E选项正确；实际变压器存在漏磁现象，导致副线圈测量电压应该小于理论变压值，nb为输入端，na为输出端(2)磁铁从靠近线圈的上方静止下落，当磁铁运动到如图所示的位置时，根据楞次定律可知，感应磁场方向向下，根据安培定则可知，感应电流方向向上，流
21、过线圈的感应电流方向为“b到a”；当磁铁完全进入线圈内时，穿过线圈的磁通量不变，则不会产生感应电流，则磁铁会加速运动，当到达线圈底部时，磁通量变化率大于磁铁进入线圈时的位置，根据法拉第电磁感应定律，则到达底部的感应电流较大，由楞次定律可知，进与出的感应电流方向相反，A选项正确答案：(1)ACEnb(2)b到aA17(8分) 电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间变化的图象按图甲连接电路，提供8 V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻
22、R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的It曲线，如图乙所示(1)图乙中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端)，其面积表示的物理意义是_(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是_ C.(3)根据以上数据估算，电容器的电容是_ F.解析：(1)图象纵坐标为电流I，横坐标为时间t，由公式qIt可知，矩形面积为放电电荷量(2)每个小方格的面积代表放电电荷量q00.08103 C，共有75格，则放电电荷量Q75q06.0103 C.(3)由QCU可知C7.5104 F.答案：(1)0.1 s内的放电电荷量(2)6.0103(3)7.510418(12分)如图所示，在一个磁感应强度
23、为B的匀强磁场中，有一用导线弯成45角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向，一相同导线MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动，速率v的方向如图所示，导线单位长度的电阻为r，则：(1)经过时间t导线离开O点的长度是多少？此时，MN切割磁感线的有效长度是多少？(2)感应电流的大小如何？(3)写出经历时间t，作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式解析：(1)经过时间t导线离开O点的长度xvt，MN切割磁感线的有效长度是vt.(2)回路的总电阻R(2vtvt)r感应电动势EBvtv由I得I.(3)由于MN以速度v无摩擦匀速滑动，则FF安F安BIvt所以PF安v.答案：(1)vtvt(2)(3)1
24、9(14分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长L10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度2 rad/s，外电路电阻R4 ，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6)线圈转过60角的过程中，通过R的电荷量解析：(1)感应电动势的最大值为EmnBS V.(2)由于从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势用余弦函数表示，
25、即线圈转过60角时的瞬时感应电动势为eEmcos 600.5 V V.(3)线圈转过60角过程中产生的平均感应电动势为nn100 V V.(4)电压表示数为外电路电压的有效值，则UR4 V V.(5)线圈转动一周，外力所做的功等于电流产生的热量，WQ2T2 J.(6)线圈转过60角的过程中，通过电阻R的电荷量为q C.答案：(1) V(2) V(3) V(4) V(5) J(6) C20(14分)(2019浙江期中)如图甲所示是某品牌的手摇式手电筒使用时通过转动手柄，可带动发电机转动，灯泡就能发光电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度
26、匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根导电辐条OP、OQ、OR，辐条互成120角在圆环内，圆心角为120的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷MN与一个LED灯相连接(可看成二极管，发光时电阻为r)圆环及其它电阻不计(1)顺着磁感线方向看，圆盘旋转的方向；(2)通过LED灯的电流；(3)求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能解析：(1)二极管具有单向导电性，分析图乙可知，通过二极管的电流向上时，LED灯才能发光，根据右手定则可知，顺着磁感线方向看，圆盘绕轴O1O2沿逆时针方向旋转，才能使LED灯发光(2)导电辐条切割磁感线产生感应电动势，EBL2.根据串并联关系可知，外电阻R1，内电阻R2r.根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压UE.流过LED的电流I.联立解得I.(3)转动一周电流不变，周期T.根据电功公式可知，E电I2rT.联立解得E电.答案：(1)逆时针方向旋转(2)(3)
