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模塊綜合檢測(一) (時(shí)間：90分鐘　分值：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求) 1．機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”， 以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎．下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是(　　) A．力傳感器　　　　 B．光傳感器 C．溫度傳感器 D．聲音傳感器 解析：遇到障礙物會(huì)繞開，說明它是光傳感器，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤． 答案：B 2．法拉第是英國物理學(xué)家、化學(xué)家，也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家，在物理學(xué)領(lǐng)域，法拉第有“電學(xué)之父”的美譽(yù)．下列陳述不符合歷史事實(shí)的是(　　) A．法拉第首先引入“場”的概念來研究電和磁的現(xiàn)象 B．法拉第首先引入電場線和磁感線來描述電場和磁場 C．法拉第首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D．法拉第首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) 解析：奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；選項(xiàng)A、B、C正確． 答案：D 3．對于如圖所示的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．電流大小變化，方向不變，是直流電 B．電流大小、方向都變化，是交流電 C．電流的周期是0.02 s，最大值是0.2 A D．電流做周期性變化，是交流電 解析：方向隨時(shí)間做周期性變化是交變電流最重要的特征，因?yàn)樵诖俗鴺?biāo)系中電流的方向用正負(fù)表示，所以此電流的方向沒有改變，是直流電，A正確，B、D錯(cuò)誤；由圖象可以看出電流的周期是0.01 s, 而不是0.02 s，C錯(cuò)誤． 答案：A 4．如圖所示，北京某中學(xué)生在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B1，方向由南向北，豎直分量大小為B2，假設(shè)自行車的車把為長為L的金屬平把，下列結(jié)論正確的是(　　) A．圖示位置中輻條上A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢低 B．左車把的電勢比右車把的電勢低 C．自行車左拐改為南北騎向，輻條A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢高 D．自行車左拐改為南北騎向，輻條A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢低 解析：自行車行駛時(shí)，輻條切割磁感線，從東往西沿直線以速度v騎行，根據(jù)右手定則判斷可知，圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低，故A正確；在行駛過程中，車把與豎直分量的磁場切割，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，左車把的電勢比右車把的電勢高，故B錯(cuò)誤．自行車左拐改為南北騎向，自行車輻條沒有切割磁感線，則沒有電勢的高低，故C、D錯(cuò)誤；故選A. 答案：A 5．我國發(fā)射的“玉兔號”月球車成功著陸月球，不久的將來中國人將真正實(shí)現(xiàn)飛天夢，進(jìn)入那神秘的廣寒宮．假如有一宇航員登月后，想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈，則下列推斷正確的是(　　) A．直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場的有無 B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場 C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場 D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場 解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變時(shí)，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生．A中，如果月球上有一個(gè)恒定的磁場，那么電流表不會(huì)有示數(shù)，A錯(cuò)誤；同理，將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無示數(shù)，也不能判斷出沒有磁場，因?yàn)榇磐靠赡苁呛愣ǖ?，B錯(cuò)誤；電流表有示數(shù)則說明一定有磁場，C正確；將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一個(gè)與磁場平行的平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)有示數(shù)，D錯(cuò)誤． 答案：C 6.兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖所示，線圈L的平面跟紙面平行．現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到B位置，則在平移過程中，線圈中的感應(yīng)電流(　　) A．沿順時(shí)針方向，且越來越小 B．沿逆時(shí)針方向，且越來越大 C．始終為零 D．先順時(shí)針，后逆時(shí)針 解析：整個(gè)過程中，穿過線圈的磁通量為0. 答案：C 7．在光滑的桌面上放有一條形磁鐵，條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán)，如圖所示．則以下關(guān)于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是(　　) A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒 B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)磁鐵對桌面的壓力比磁鐵的重力大 C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng) D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左的運(yùn)動(dòng)趨勢 解析：根據(jù)條形磁鐵的電場線的分布，銅質(zhì)小圓環(huán)在下落過程中，磁通量始終為零，無電磁感應(yīng)現(xiàn)象，釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒，磁鐵對桌面的壓力等于磁鐵的重力，故A對，B錯(cuò)．當(dāng)磁鐵左右移動(dòng)時(shí)，銅質(zhì)小圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可以判斷，電磁感應(yīng)的機(jī)械效果是阻礙它們之間的相對運(yùn)動(dòng)，給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，D錯(cuò)． 答案：A 8．如圖所示，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻r不能忽略．A、B是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大、電阻可忽略的線圈．關(guān)于這個(gè)電路的說法正確的是(　　) A．從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定 B．從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定 C．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅 D．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈 解析：開關(guān)閉合，由于L產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢阻礙電流的增大，B燈將推遲一些時(shí)間才能正常發(fā)光，而A燈立刻亮，當(dāng)L不起作用后，A燈亮度逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；開關(guān)斷開的瞬間，L作為電源，通過L中的電流值是逐漸減小的，由于穩(wěn)定時(shí)燈泡A、B中電流大小相等，故A燈不會(huì)閃亮，而是慢慢熄滅的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自右向左通過A燈，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：A 9.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端接一正弦交變電流，為了使變壓器輸入功率增大，可以采取的措施有(　　) A．只增加原線圈的匝數(shù)n1 B．只減少副線圈的匝數(shù)n2 C．只減小負(fù)載電阻R的阻值 D．只增大負(fù)載電阻R的阻值 解析：由＝知，當(dāng)n1增大時(shí)，U2減??；當(dāng)n2減小時(shí)，U2也減?。指鶕?jù)P入＝P出＝知，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)，C項(xiàng)對，D項(xiàng)錯(cuò)． 答案：C 10．如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖線b所示，下列關(guān)于這兩個(gè)正弦式交變電流的說法正確的是(　　) A．在圖中t＝0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為0 B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2 C．交變電流a的有效值為10 V D．交變電流b的最大值為5 V 解析：電壓為0時(shí)，磁通量變化率為0，此時(shí)磁通量最大，不為0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；據(jù)圖象知，Ta＝0.4 s，Tb＝0.6 s，又ω＝，所以ωa∶ωb＝Tb∶Ta＝3∶2，選項(xiàng)B正確；據(jù)圖象可知Uma＝10 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；Um＝NBSω，則Uma∶Umb＝ωa∶ωb＝3∶2，得Umb＝ V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得5分，漏選得3分，錯(cuò)選或不選得0分) 11．電吉他之所以能以其獨(dú)特的魅力吸引眾多的音樂愛好者，是因?yàn)樗拿恳桓傧蚁旅娑及惭b了一種叫作“拾音器”的裝置，能將琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號，電信號經(jīng)擴(kuò)音器放大，再經(jīng)過揚(yáng)聲器就能播出優(yōu)美的音樂．如下圖是“拾音器”的結(jié)構(gòu)示意圖，多匝繞制的線圈置于永久磁鐵與鋼質(zhì)的琴弦之間，當(dāng)琴弦沿著線圈振動(dòng)時(shí)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)于感應(yīng)電流以下說法正確的是(　　) A．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是變化的 B．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小變化，方向不變 C．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都會(huì)發(fā)生變化 D．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變，方向變化 解析：由題意及圖可知，電吉他是利用振動(dòng)的鋼質(zhì)琴弦使線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，再將該電流放大并與擴(kuò)音器相連從而發(fā)出聲音，屬于法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象．因琴弦在振動(dòng)時(shí)速度的大小和方向均變化，故感應(yīng)電流不是恒定的，故A、C正確． 答案：AC 12．如圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，則電壓U1、U2、U3、U4之間的關(guān)系是(　　) A．U1U3 C．U3>U4 D．U3＝U1＋U2 解析：由圖可知，左邊是升壓變壓器，則U1U4，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 13．無線電力傳輸目前取得了重大突破，已有一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)．這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力．兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖所示．下列說法正確的是(　　) A．只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 C．A線圈中電流越大，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢越大 D．A線圈中電流變化越快，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢越大 解析：根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件可知，只有處于變化的磁場中，B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于磁通量的變化率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 答案：BD 14．在如圖(a)所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，設(shè)圖示磁場方向?yàn)檎鸥袘?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖(b)所示．邊長為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說法正確的是(　　) 圖(a)　　　　　圖(b) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝ B．線框中感應(yīng)電流為I＝2 C．線框cd邊的發(fā)熱功率為P D．a(chǎn)端電勢高于b端電勢 解析：由題圖(b)可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，線框ab邊的發(fā)熱功率為P＝，感應(yīng)電動(dòng)勢E＝S＝＝，所以B0＝，A錯(cuò)誤；由P＝I2R可得線框中的感應(yīng)電流I＝2，B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，而兩邊流過的電流相等，因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可判斷，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba方向，因此a端電勢比b端低，D錯(cuò)誤． 答案：BC 三、計(jì)算題(本題共4小題，共50分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15．(10分)半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長為l的正方形abcd外，勻強(qiáng)磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域，如圖甲所示．當(dāng)磁場隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示時(shí)，則： (1)穿過圓形線圈磁通量的變化率為多少？ (2)t0時(shí)刻線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為多大？ 圖甲　　　圖乙　　　 解析：(1)由題圖乙可知，磁通量的變化率為＝S＝l2. (2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢 E＝＝nl2，再根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流I＝＝n. 16．如圖甲所示，一能承受最大拉力為16 N的輕繩吊一質(zhì)量為m＝0.8 kg ，邊長為L＝ m正方形線圈ABCD，已知線圈總電阻為R總＝0.5 Ω，在線圈上半部分分布著垂直于線圈平面向里，大小隨時(shí)間變化的磁場，如圖乙所示，已知t1時(shí)刻輕繩剛好被拉斷，g取10 m/s2，求： (1)在輕繩被拉斷前線圈感應(yīng)電動(dòng)勢大小及感應(yīng)電流的方向； (2)t＝0時(shí)AB邊受到的安培力的大?。? (3)t1的大?。? 圖甲　　　　　　　圖乙 解析：(1)輕繩被拉斷前，由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢E＝＝S，① 由圖乙知＝1 T/s，② 由題意知S＝L2＝1 m2.③ 由①②③得E＝1 V， 根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針． (2)由圖知t＝0時(shí)，感應(yīng)強(qiáng)度B0＝1 T，④ 感應(yīng)電流I＝＝2 A，⑤ AB邊受到的安培力F安＝B0IL＝2 N．⑥ (3)由題意知F拉max＝16 N，⑦ t1時(shí)刻輕繩受力為F拉max＝mg＋B1IL，⑧ 由⑤⑦⑧得B1＝2 T， 由圖乙可查出B1對應(yīng)的時(shí)刻t1＝1 s. 17．(15分)U形金屬導(dǎo)軌abcd原來靜止放在光滑絕緣的水平桌面上，范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場穿過導(dǎo)軌平面，一根與bc等長的金屬棒PQ平行bc放在導(dǎo)軌上，棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T，導(dǎo)軌質(zhì)量M＝2 kg，其中bc段長0.5 m、電阻r＝0.4 Ω，其余部分電阻不計(jì)，金屬棒PQ質(zhì)量m＝0.6 kg、電阻R＝0.2Ω、與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)μ＝0.2.若向?qū)к壥┘臃较蛳蜃?、大小為F＝2 N的水平拉力，如圖所示．求：導(dǎo)軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設(shè)導(dǎo)軌足夠長，g取10 m/s2)． 解析：導(dǎo)軌受到PQ棒水平向右的摩擦力Ff＝μmg， 根據(jù)牛頓第二定律并整理得F－μmg－F安＝Ma， 剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，I感＝0，安培力為零，導(dǎo)軌有最大加速度： am＝＝ m/s2＝0.4 m/s2， 隨著導(dǎo)軌速度的增大， 感應(yīng)電流增大，加速度減小，當(dāng)a＝0時(shí)，速度最大．設(shè)速度最大值為vm，電流最大值為Im，此時(shí)導(dǎo)軌受到向右的安培力F安＝BImL， F－μmg－BImL＝0， Im＝， 代入數(shù)據(jù)得Im＝ A＝2 A. 由I＝，Im＝得： vm＝＝ m/s＝3 m/s. 18．(15分)如圖甲所示，兩根光滑固定導(dǎo)軌相距0.4 m豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌末端P、Q兩點(diǎn)用兩根等長的細(xì)導(dǎo)線懸掛金屬棒cd.棒cd的質(zhì)量為0.01 kg，長為0.2 m，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里．相距0.2 m的水平虛線MN和JK之間的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為0.02 kg、阻值為0.3 Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2 m高度處，由靜止開始釋放，下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，結(jié)果棒ab在t1時(shí)刻從上邊界MN進(jìn)入磁場，并在磁場中做勻速運(yùn)動(dòng)，在t2時(shí)刻從下邊界JK離開磁場，g取10 m/s2.求： 圖甲　　　　　圖乙 (1)在0～t1時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大?。? (2)在t1～t2時(shí)間內(nèi)，棒cd受到細(xì)導(dǎo)線的總拉力為多大； (3)棒cd在0～t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱． 解析：(1)對棒ab自由下落過程，有 t1＝＝0.2 s 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為＝ T/s＝2.5 T/s 由法拉第電磁感應(yīng)定律得，0～t1時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢E1＝＝Labh 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)可得E1＝0.2 V (2)由棒ab勻速進(jìn)入磁場區(qū)域可知BI2Lab＝mabg 代入數(shù)據(jù)，可解得I2＝1 A 在t1～t2時(shí)間內(nèi)，對棒cd受力分析，可得 FT＝mcdg＋B0I2Lcd， 代入數(shù)據(jù)，可解得FT＝0.2 N (3)棒ab剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v＝gt1＝2 m/s 棒ab剛進(jìn)入磁場時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為E2＝BLabv＝0.4 V 則Rcd＝－Rab＝0.1 Ω 在0～t1時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流為I1＝＝0.5 A 棒cd在0～t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Qcd＝Q1＋Q2＝IRcdt1＋I(xiàn)Rcd＝0.015 J.