《创新设计》2016年高考物理一轮复习教师word文档 活页作业 章末质量检测10.doc

章末质量检测(十) (时间：60 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题 10 小题，每小题 7 分，共 70 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 810 题有多项符合题目要求。) 1如图 1 所示，闭合的矩形导体线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀 速转动，沿着 OO方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈匝数为 n，ab 边的边长为 l1，ad 边的边长为 l2，线圈的电阻为 R，转动的角速 度为 ，则当线圈转至图示位置时 ( ) 图 1 A线圈中感应电流的方向为 abcda B线圈中的感应电动势为 2nBl2 C穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D线圈 ad 边所受安培力的大小为 ，方向垂直纸面向里 n2B2l1l2R 解析 当线圈转到图示的位置时，线圈的磁通量即将向右增加，由楞次定律结合安培 定则可知，线圈中感应电流的方向为 adcba，故 A 错误；当转到图示的位置时产生的 电动势最大，由法拉第电磁感应定律可得，穿过线圈的磁通量的变化率最大。此时电 动势的大小为 e2nBl 2 nBl1l2，B 错误，C 正确；线圈此时的感应电流大小为 l12 I ，所以 ad 边所受的安培力的大小为 FnBIl 2，代入 I 可得 eR nBl1l2R F ，方向垂直纸面向外，D 错误。 n2B2l1l2R 答案 C 2正弦交变电流经过匝数比为 n1n 2101 的理想变压器与电阻 R、交流电压表 V、交 流电流表 A 按图 2 甲所示方式连接，R10 。图乙是 R 两端电压 U 随时间变化的图 象，U m10 V ，则下列说法中正确的是 ( ) 图 2 A通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos 100t(A)2 B电流表 A 的读数为 0.1 A C电流表 A 的读数为 A 220 D电压表 V 的读数为 10 V 解析 由图乙知 T210 2 s，f 50 Hz，2f100 rad/s，I m 1 A，故 UmR iRcos 100t(A)，A 错误；通过 R 的电流的有效值 I2 A，再根据 知， Im2 22 I1I2 n2n1 I1 A，B 错误，C 正确；电压表读数应为副线圈两端电压的有效值，即 U 220 Um2 V，故 D 错误。 102 答案 C 3一理想变压器原、副线圈匝数比 n1n 2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电 压 u 随时间 t 的变化规律如图 3 所示。副线圈仅接入一个 10 的电阻，则 ( ) 图 3 A流过电阻的电流是 20 A B与电阻并联的电压表的示数是 100 V2 C经过 1 分钟电阻发出的热量是 6103 J D变压器的输入功率是 1103 W 解析 原线圈中电压的有效值是 220 V，由变压比 知副线圈中电压为 U2100 U1U2 n1n2 V，流过电阻的电流 I 10 A，A 错误；与电阻并联的电压示数是 100 V，B 错误； U2R 经过 1 分钟电阻发出的热量 QI 2Rt610 4 J，C 错误；变压器的输入功率等于输出功 率，即 P 入 P 出 UI 110 3 W，故 D 正确。 答案 D 4(2014保定一模)如图 4 所示，匝数为 100 匝的矩形线圈 abcd 位于磁感应强度 B T 6225 的水平匀强磁场中，线圈面积 S0.5 m2，内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度 10 rad/s 匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈 接入一只“12 V，12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法正确的是 ( ) 图 4 A通过灯泡的交变电流的频率是 50 Hz B变压器原、副线圈匝数之比为 101 C矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120 V D若将灯泡更换为“12 V,24 W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速 解析 由 2 f 可得通过灯泡的交变电流的频率是 5 Hz，选项 A 错误；矩形线圈在 水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为 EmNBS100 0.510 V120 6225 2 V，变压器输入电压为 120 V，由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为 101，选项 B 正确，C 错误；因副线圈电压仍为 12 V，故将灯泡更换为“12 V,24 W” 能保证其正常发光，不需要增大矩形线圈的转速，选项 D 错误。 答案 B 5如图 5 所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流) 。产生的电信号一 般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器) 之后再送给扩音机放 大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只 变压器，下列判断正确的是 ( ) 图 5 A一定是降压变压器，因为 PI 2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少 B一定是降压变压器，因为 P ，降压后电压降低，导线上损失的电能减少 U2R C一定是升压变压器，因为 I ，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强 UR D一定是升压变压器，因为 PUI ，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少 解析 根据变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失可知，话筒 内的这只变压器一定是升压变压器，因为 PUI，升压后，电流减小，导线上损失的 电能减少，选项 D 正确。 答案 D 6中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、 乙两地原来用 500 kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下， 现改用 1 000 kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响。则 ( ) A送电电流变为原来的 2 倍 B输电线上降落的电压将变为原来的 2 倍 C输电线上降落的电压将变为原来的 12 D输电线上损耗的电功率将变为原来的 12 解析 根据输送电功率 P 输 U 输 I 输 及 P 输 不变可知，输电电流 I 输 P 输 /U 输 1/U 输 ， 当 U 输 变为原来的 2 倍时，I 输 变为原来的 ，选项 A 错误；输电线上降落的电压 U 降 12 I 输 R 降 I 输 ，所以，当输电电流变为原来的 时，输电线上降落的电压也变为原来的 12 ，选项 B 错误、C 正确；输电线上损耗的电功率 P 损 I R 降 I ，所以输电线上损 12 2输 2输 耗的电功率将变为原来的 ，选项 D 错误。 14 答案 C 7如图 6 所示，某发电机输出功率是 100 kW，输出电压是 250 V，从发电机到用户间的 输电线总电阻为 8 ，要使输电线上的功率损失为 5%，而用户得到的电压正好为 220 V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( ) 图 6 A161 19011 B116 11190 C116 19011 D161 11190 解析 输电线损失功率 P 损 10010 35% W510 3 W， 所以，输电线电流 I2 25 A， P损R线 升压变压器原线圈电流 I1 400 A ， P总U1 故升压变压器原、副线圈匝数比 。 n1n2 I2I1 116 升压变压器副线圈端电压 U2 U14 000 V， n2n1 输电线损失电压 U 损 I 2R 线 200 V， 降压变压器原线圈电压 U3 U2U 损 3 800 V， 故降压变压器原、副线圈匝数比为 。 n3n4 U3U4 19011 故选项 C 正确。 答案 C 8如图 7 所示，理想变压器的原线圈接有频率为 f、电压为 U 的交流电，副线圈接有光敏 电阻 R、理想交流电表 A。下列说法正确的是 ( ) 图 7 A当 U 增大时，变压器的输入功率增大 B当 f 减小时，变压器的输入功率减小 C当光照增强时，交流电表 A 的示数减小 D当滑动触头 P 向下滑动时，交流电表 A 的示数增大 解析 当 U 增大时，变压器的输出电压增加，根据功率表达式 P ，光敏电阻消耗 U2R 的功率增大，变压器输入功率增大，故 A 正确；当 f 减小时，输入电压和输出电压不 变，输出功率不变，故变压器的输入功率不变，故 B 错误；当光照增强时，光敏电阻 的阻值减小，副线圈电压不变，交流电表 A 的示数增大，故 C 错误；当滑动触头 P 向 下滑动时，原线圈匝数减少，变压器的输出电压增大，交流电表 A 的示数增大，故 D 正确。 答案 AD 9如图 8 所示，某变电站用 10 kV 的高压向 10 km 外的小区供电，输送的电功率为 200 kW。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的 2%，下列不同规格的输电线 中，符合要求的是 ( ) 图 8 选项 型号 千米电阻(/km) A DYD30/C 1 B DYD50/C 0.6 C DYD100/C 0.3 D DYD150/C 0.2 解析 由 PUI 解得输电电流 IP/ U20 A输电线路上损耗的功率不超过 P 线 200 kW2%4 kW，由 P 线 I 2R 解得 R10 。由于输电线长度需要 20 km，所以可以选 择千米电阻 0.5 /km 以下的型号 DYD100/C 或型号 DYD150/C，符合要求的是选项 C、D。 答案 CD 10(2015山东高考针对性训练) 图 9 为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压 变压器 T1 和降压变压器 T2 向用户供电。已知输电线的总电阻 R10 ，降压变压器 T2 的原、副线圈匝数之比为 41，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻 R011 。若 T1、T 2 均为理想变压器，T 2 的副线圈两端电压表达式为 u220 sin 2 100t V。下列说法正确的是 ( ) 图 9 A发电机中的电流变化频率为 100 Hz B通过用电器的电流有效值为 20 A C升压变压器的输入功率为 4 650 W D当用电器的电阻 R0 减小时，发电机的输出功率减小 解析 由 u220 sin 100t(V)可知：100 ，U 2m220 V，所以 f50 2 2 Hz，U 2220 V。 通过用电器的电流 IR0 20 A，选项 A 错，B 正确；由 得 ，所以 U2R0 n3n4 IR0IR IRIR0 14 IR 5 A，所以 P 损 I R250 W。2R P 入 P 出 I R0U2P 损 4 650 W，选项 C 正确；当 R0 减小时，由 P 可知，用户消 U2R0 耗的功率增大，线路上损耗的功率也增大，所以发电机的输出功率增大。选项 D 错误。 答案 BC 二、非选择题(本题共 2 小题，共 30 分) 11(15 分) 如图 10 所示是实验室中的一台手摇交流发电机，内阻 r1.0 ，外接 R9.0 的电阻。已知大轮与小轮的半径之比为 51，小轮与线框同轴转动，皮带与轮子之 间不打滑。闭合开关 S，当转动摇把使大轮以转速 n2 r/s 转动时，产生的正弦交变电 流的电动势的最大值为 10 V。2 图 10 (1)写出产生的正弦交变电流的电动势的瞬时值表达式； (2)求出电路中理想交流电流表 的示数； (3)求外接电阻 R 所消耗的电功率。 解析 (1)由 vr2rn 知 5，线框转速 n52 r/s10 r/s。 nn Rr 线框转动的角速度 2 n20 rad/s。 正弦交变电流的电动势瞬时值表达式 e10 sin 20t(V)。2 (2)电动势有效值 E10 V，由闭合电路欧姆定律可知，外接电阻 R 中电流 I 1 ER r A，所以电路中理想交流电流表 的示数为 1.0 A。 (3)外接电阻 R 所消耗的电功率为 PI 2R9 W。 答案 (1)e10 sin 20t(V) (2)1.0 A (3)9 W2 12(15 分) 一个小型水力发电站，发电机输出电压 U0250 V，内电阻可以忽略不计，最 大输出功率为 Pm30 kW，它通过总电阻为 R 线 2 的输电线直接向远处的居民区供 电。设居民区所有用电器都是额定电压为 U220 V 的白炽灯，总功率为 P 用 22 kW，不计灯丝电阻随温度的变化。 (1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏？发电机实际输出的电功率 为多大？ (2)若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压 器和用户线路的损耗。已知用户端变压器的降压比为 401，当全部用户电灯正常发光 时，输电线上