2011走向高考,贾凤山,高中总复习,物理,10章综合测试题.pdf

第十章综合测试题 本卷分第 Ⅰ 卷 (选择题 )和第 Ⅱ 卷 (非选择题 )两部分．满分 100 分，考试时间 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，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些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． 中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格，可采取的措施有 ( ) A．提高输送功率 B．应用超导体材料做输电线 C．提高高压输电的电压 D．减小输电导线的横截面积 [答案 ] C [解析 ] 电路中损失的功率 P＝ I2R，可见，要减少远距离输电的损耗，一是可以减小输电线的电阻，如增加输电导线的横截面积，或换用导电性能好的材料，但目前超导材料还没有能进入大规模实用阶段， B、 D 不正确；二是减小输电电流，即提高高压输电的电压， C正确．提高输送功率，损失也相应增加，不能达到目的， A 错． 2．室外天线放大器能将室外接收到的微弱电视信号放大，使得电视机更清晰，放 大器放置在室外的天线附近，为它供电的电源盒放置在室内，连接电源盒与放大器的两条电线兼有两种功能：既是天线放大器的 50Hz 低频电源线，同时又将几百兆赫兹高频电视信号送入室内，供电视机使用，这就是说，低频电流和高频电流共用一个通道．室内电源盒的内部电路如图示，关于电容器 C 和电感线圈 L 的作用，下面说法正确的是 ( ) A．高频电视信号经过电容器 C 输送给电视机 B．电容器 C 对高频电视信号没有阻碍作用 C．电感线圈 L 的作用是阻碍高频电视信号进入变压器 D．电感线圈 L 对 50Hz 低频电流没有阻碍作用 [答案 ] AC [解析 ] 电容器是通高频、阻低频，选项 A 正确；电感线圈是通低频、阻高频，选项 C正确． 3． (2009·南通模拟 )某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是 ( ) A．交变电流的频率为 0.02Hz B．交变电流的瞬时表达式为 i＝ 5cos50πt(A) C．在 t＝ 0.01s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D．若发电机线圈电阻为 0.4Ω，则其产生的热功率为 5W [答案 ] D [解析 ] 由图象知，交流电的周期为 0.02s，故频率为 50Hz， A 错；转动的角速度 ω＝ 2πT＝ 100π，故电流瞬时表达式为 i＝ 5cos100πt(A)， B 错； t＝ 0.01s 时，电流最大，此时线圈磁通量应为 0， C 错；交流电电流的有效值 I＝ Im2＝ 52A，故 P＝ I2R＝  52 2× 0.4W＝ 5W，故D 正确． 4． (2009·大连一模 )如图所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图，若磁极与圆柱间的磁场都是沿半径方向，且 磁场有理想的边界，线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小相等．某同学用此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用，让线圈匀速转动，若从图中水平位置开始计时，取起始电流方向为正方向，表示产生的电流随时间变化关系的下列图象中正确的是 ( ) [答案 ] C [解析 ] 由于线圈在磁场中切割磁感线，切割速度方向总是与磁场方向垂直，磁感应强度 B、导线有效长度 L 和导线切割速率 v 等都不变化，由 E＝ BLv，可知产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变．根据右手定则，电流方向做周期性变化， C 正 确． 5． (2009·江苏启东质检 )如图所示， L1、 L2 是高压输电线，图中两电表示数分别是 220V和 10A，已知图甲中原、副线圈匝数比为 ，图乙中原、副线圈匝数比为 ，则 ( ) A．图甲中的电表是电压表，输电电压为 22000V B．图甲是电流互感器，输电电流是 100A C．图乙中的电表是电压表，输电电压为 22000V D．图乙是电流互感器，输电电流是 10A [答案 ] A [解析 ] 根据输入端的连接关系可知，图中甲为电压互感器，图中电表为电压表；乙为电流互感器，图中的电表为电流表．根据变压 器的电压、电流与匝数的关系可得，图甲中原、副线圈电压关系为 U1220V＝ 1001 ，所以输电电压 U1＝ 22000V；图乙中原、副线圈中电流关系为 I110A＝ 101 ，所以输电电流 I1＝ 100A， A 正确． 6． (2009·福建质检 )如图所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线 b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( ) A．线 圈先后两次转速之比为 B．两种情况在 0.3s 内通过线圈的磁通量之比为 C．两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比 Qa Qb＝ D．两种情况在相等时间内产生的焦耳焦之比 Qa Qb＝ [答案 ] AD [解析 ] 两种情况 Ta Tb＝ ， fa fb＝ ，线圈先后两次转速之比为 ，选项 A正确．两种情况下在 0.3s 内磁通量的变化量不同，选项 B 错误．交流电的最大值 Em＝ NBSω，电动势最大值之比为 Q＝U2有R t，两种情况在相等时间内产生的焦耳热 之比 Qa Qb＝，选项 D 正确． 7．如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为 n，副线圈接有一个定值电阻 R，则 ( ) A．若 ab 之间接电动势为 U 的蓄电池，则 R 中的电流为 nUR B．若 ab 之间接电动势为 U 的蓄电池，则原、副线圈中的电流均为零 C．若 ab 之间接电压为 U 的交流电，则原线圈中的电流为 n2UR D．若 ab 之间接电压为 U 的交流电，则副线圈中的电流为 nUR [答案 ] CD [解析 ] 蓄电池的电 动势恒定，若 a、 b 间接电动势为 U 的蓄电池，在变压器的铁芯中不能产生变化的磁场，不能在副线圈中产生感应电动势，副线圈中无电流，但原线圈中电流不为零．故 AB 错；若 a、 b 间接电压为 U 的交流电，副线圈两端的电压为 nU，电流为 nUR ，由 I1 I2＝ n2 n1 得： I1＝ n2UR ，故 CD 均对． 8．平行板间加如图 (a)所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 t＝ 0 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，图 (b)中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是 ( ) [答案 ] A [解析 ] 粒子的加速度 a＝ qU0md ＝定值，故 CD 均错；由图知， 0～ T2与 T2～ T 内粒子加速度大小相等，方向相反，故粒子做单向直线运动，速度没有反向，故 A 对 B 错． 9．如图所示，面积为 S、匝数为 N、电阻为 r 的线圈与阻值为 R 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻 R 的两端．线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度 ω 匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻 t＝ 0.则 ( ) A．在 t＝ 0 时刻，线圈处于中性面，流过电阻 R 的电流为 0，电压表的读数也为 0 B． 1 秒钟内流过电阻 R 的电流方向改变 ωπ次 C．在电阻 R 的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小 D．在电阻 R 的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变 [答案 ] BC [解析 ] 图示位置为中性面，但由于产生的是正弦交流电，故流过电阻的电流和电压表的读数都为其有效值，不是 0，故 A 错；线圈每转过一圈，电流方向改变 2 次，故 1 秒内电流方向改变的次数为 2f＝ 2× ω2π＝ ωπ， B 正确； R 两端再并联电阻时，干路电流增大，路端电压减小，故电压表读数减小， C 正确；并上电容后，由于电路与交变电源相连，电容反复充电放电，该支路有电流通过，故电压表的读数也减小， D 错误． 10． (2009·北京模拟 )如图所示，电路中有四个完全相同 的灯泡，额定电压均为 U，额定功率均为 P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比 n1 n2 和电源电压 U1 分别为 ( ) A． 2U B． 4U C． 4U D． 2U [答案 ] C [解析 ] 设灯泡正常发光时，额定电流为 I0. 由题图可知，原线圈中电流强度 I 原 ＝ I0， 副线圈中两灯并联，副线圈中电流强度 I 副 ＝ 2I0， U 副 ＝ U， 根据理想变压器的基本规律： I 原 n1＝ I 副 n2 得 n1 n2＝ ； U 原 /U 副 ＝ n1/n2 得 U 原 ＝ 2U，所以 U1＝ 4U. 第 Ⅱ 卷 (非选择题 共 60 分 ) 二、填空题 (共 3 小题，共 18 分．把答案直接填在横线上 ) 11． (6 分 )有一理想变压器原、副线圈匝数分别为 1320 匝、 144 匝，将原线圈接在 220V的交流电压 上，副线 圈上电压 为 ________V， 穿过铁芯 的 磁通量 的最大变 化率为________Wb/s. [答案 ] 24 26 [解析 ] 由 U1U2＝ n1n2得 U2＝ 24V，穿过铁芯的磁通量的最大变化率等于每一匝线圈中产生的自感电动势的最大值，即  ΔΦΔt m＝Emn ＝220 21320 Wb/s＝26 Wb/s. 12． (6 分 )如图所示，水平铜盘半径为 r，置于磁感应强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕过中心轴以角速度 ω 做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数之比为 n，变压器的负线圈与一电阻为 R 的负载相连，则变压器原线圈两端的电压为 ________，通过负载 R 的电流为 ________． [答案 ] 12Bωr2 0 [解析 ] 原线圈两端的电压等于铜盘的边缘和中心的电势差，等效于一根长为 r 的棒绕圆心以角速度 ω 转动，其两端的电势差为 12Bωr2，显然为一定 值，所以，副线圈中无电流． 13． (6 分 )如图所示， 4 只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原副线圈回路中，当原线圈的 a、 b 两端接入恒定的交流电压 U0 时， 4 只灯泡均正常发光，则三组线圈的匝数比为 n1 n2 n3＝ ________，灯泡的额定电压 U＝ ________. [答案 ] U04 [解析 ] 设灯泡额定电压为 U，变压器原线圈的输入电压 U1＝ U0－ U，由理想变压器功率关系： I(U0－ U)＝ (2U)22R ＋U2R ， 而原线圈输入电流 I＝ UR， ∴ UR(U0－ U)＝ 3U2R ，解得： U＝U04 ， 对原副线圈，分别有 U0－ U2U ＝n1n2， ∴n1n2＝32，U0－ UU ＝n1n3，n1n3＝ 3 ∴ n1 n2 n3＝ 三、论述计算题 (本题共 4 小题，共 42 分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答 案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 ) 14． (10 分 )(2009·江苏模拟 )交流发电机的原理如图 (甲 )所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕 OO′ 轴匀速转动，圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图 (乙 )所示，已知线圈的电阻为 R＝ 2.0Ω，求： (1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？ (2)矩形线圈转动。