2014高考物理复习第十章第一讲创新演练大冲关

时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题一 选择题 本题包括本题包括 10 小题 每小题小题 每小题 6 分 共分 共 60 分 每小题只有一个选项正确分 每小题只有一个选项正确 1 2010 广东高考改编广东高考改编 如图如图 1 是某种正弦式交变电压的波是某种正弦式交变电压的波 形图 由图可确定该电压的形图 由图可确定该电压的 A 周期是 周期是 0 01 s B 最大值是 最大值是 311 V 图图 1 C 有效值是 有效值是 311 V D 表达式为 表达式为 u 220sin 100 t V 解析 解析 本题考查正弦式交变电流的周期 最大值 有效值 瞬时值等概念 意在考查 考生的理解能力 应用数学知识的能力 由交变电流的图象知 周期是 0 02 s A 项错 最大值是 311 V B 项正确 有效值是 220 V C 项错误 瞬时值表达式为 u 311 sin 100 t V D 项错误 答案 答案 B 2 处在匀强磁场中的矩形线圈 处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd 以恒定的角速度绕 以恒定的角速度绕 ab 边转动 边转动 磁场方向平行于纸面并与磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直 在垂直 在 t 0 时刻 线圈平面与纸面重合时刻 线圈平面与纸面重合 如图如图 2 线圈的 线圈的 cd 边离开纸面向外运动 若规定由边离开纸面向外运动 若规定由 a b c d a 方方 向的感应电流为正 则能反映线圈中感应电流向的感应电流为正 则能反映线圈中感应电流 I 随时间随时间 t 变化的图线是图变化的图线是图 3 中中 图图 2 的的 图图 3 解析 解析 分析交变电流的图象问题应注意图线上某一时刻对应的线圈在磁场中的位置 将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析的关键 线圈在图示位置时磁通 量为零 但感应电流为最大值 再由楞次定律可判断线圈在转过 90 的过程中 感应电流 为正 故选项 C 正确 答案 答案 C 3 某交流发电机给灯泡供电 产生正弦式交变电流的图 某交流发电机给灯泡供电 产生正弦式交变电流的图 象如图象如图 4 所示 下列说法中正确的是所示 下列说法中正确的是 A 交变电流的频率为 交变电流的频率为 0 02 Hz B 交变电流的瞬时表达式为 交变电流的瞬时表达式为 i 5cos50 t A 图图 4 C 在 在 t 0 01 s 时 穿过交流发电机线圈的磁通量最大时 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 若发电机线圈电阻为 0 4 则其产生的热功率为 则其产生的热功率为 5 W 解析 解析 从图可知交流电的周期 T 0 02 s 所以频率 f 1 T 50 Hz A 错误 角速度 2 f 100 rad s 最大值 Im 5 A 瞬时表达式应为 i 5cos100 t A B 错误 t 0 01 s 时 感应电流最大 磁通量为零 C 错误 由 P I2R R 知 D 正确 正确选项是 Im2 2 D 答案 答案 D 4 家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分 家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分 来实现的 由截去部分的多少来调节电压 从而实现灯光的可调 比过去用变压器调压方来实现的 由截去部分的多少来调节电压 从而实现灯光的可调 比过去用变压器调压方 便且体积小 某电子调光灯经调整后的电压波形如图便且体积小 某电子调光灯经调整后的电压波形如图 5 所示 若用多用电表测灯泡两端的所示 若用多用电表测灯泡两端的 电压 多用电表示数为电压 多用电表示数为 图图 5 A Um B Um 2 2 2 4 C Um D Um 1 2 1 4 解析 解析 多用电表测得的电压值为有效值 根据电流的热效应 Q T Um 2 2 R T 2 U有有2 R 得 U有 Um C 正确 1 2 答案 答案 C 5 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形 每边长为 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形 每边长为 l 它在 它在 磁感应强度为磁感应强度为 B 方向如图 方向如图 6 所示的匀强磁场中匀速转动 转速为所示的匀强磁场中匀速转动 转速为 n 导线在 导线在 a b 两处通两处通 过电刷与外电路连接 外电路接有额定功率为过电刷与外电路连接 外电路接有额定功率为 P 的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部分的电阻不计 灯泡其余部分的电阻不计 灯泡 图图 6 的电阻应为的电阻应为 A B 2 l2nB 2 P 2 l2nB 2 P C D l2nB 2 2P l2nB 2 P 解析 解析 单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 将产生正弦式交变电流 则 电动势的最大值 Em Bl2 2 nBl2 其有效值 E 计算小灯泡的额定功率 Em 2 2 nBl2 2 P 要用其有效值 即 P E2 R R 故只有 B 选项正确 E2 P 2 Bnl2 2 P 答案 答案 B 6 一个 一个 10 的电阻 它两端的电压的电阻 它两端的电压 U 随时间随时间 t 的变化规律如图的变化规律如图 7 所示 则所示 则 图图 7 A 流过电阻的最大电流是 流过电阻的最大电流是 22 A B 用交流电压表测量电阻两端的电压 其示数约为 用交流电压表测量电阻两端的电压 其示数约为 311 V C 电阻消耗的功率为 电阻消耗的功率为 9680 W D 在交流电变化的半个周期内 电阻产生的焦耳热是 在交流电变化的半个周期内 电阻产生的焦耳热是 48 4 J 解析 解析 由图象知 Um 220 V Im 22 A U有效 220 V 故 A B 均 2 Um R2 Um 2 错误 P I有效2 R 2 10 W 4840 W C 错误 Q Pt 4840 1 10 2 J 48 4 220 10 J D 正确 答案 答案 D 7 如图 如图 8 所示的电路中 所示的电路中 A 是熔断电流是熔断电流 I0 2 A 的保险丝 的保险丝 R 是可变是可变 电阻 电阻 S 是交流电源 交流电源的内阻不计 其电动势随时间变化的规律是交流电源 交流电源的内阻不计 其电动势随时间变化的规律 是是 e 220sin314t V 为了不使保险丝熔断 可变电阻的阻值应该大于 为了不使保险丝熔断 可变电阻的阻值应该大于 2 A 110 B 110 图图 8 2 C 220 D 220 2 解析 解析 该交变电流电动势的有效值为 U V 220 V 故电阻的最小阻值 Rmin 220 2 2 110 U I0 220 2 答案 答案 B 8 如图 如图 9 所示 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关所示 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关 系 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻 则经过系 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻 则经过 1 min 的时间 两电阻消耗的的时间 两电阻消耗的 电功之比电功之比 W甲 甲 W乙 乙为 为 图图 9 A 1 B 1 2 2 C 1 3 D 1 6 解析 解析 电功的计算 I 要用有效值计算 图甲中 由有效值 的定义得 2R 2 10 2 0 2R 2 10 2 I12R 6 10 2 得 I1 A 图乙中 1 2 1 2 3 3 I 的值不变 I2 1 A 由 W UIt I2Rt 可以得到 W甲 W乙 1 3 C 正确 答案 答案 C 9 如图 如图 10 所示 三个灯泡是相同的 额定功率足够大 直流电源所示 三个灯泡是相同的 额定功率足够大 直流电源 E1内阻可以忽略 内阻可以忽略 交流电源交流电源 E2电动势的有效值与电动势的有效值与 E1相等 自感线圈电阻不计 当开关相等 自感线圈电阻不计 当开关 S 接到接点接到接点 A 时 三时 三 灯亮度相同 当开关灯亮度相同 当开关 S 接到接点接到接点 B 时时 A 甲 乙 丙三灯亮度相同 甲 乙 丙三灯亮度相同 图图 10 B 甲灯最亮 丙灯不亮 甲灯最亮 丙灯不亮 C 甲灯和乙灯等亮 丙灯不亮 甲灯和乙灯等亮 丙灯不亮 D 乙灯最亮 丙灯不亮 乙灯最亮 丙灯不亮 解析 解析 当开关 S 接到 A 点时 三个相同的灯泡亮度相同 说明通过三个灯泡的电流大 小相等 三个支路对所加频率的交流电的阻碍作用相同 当开关 S 接 B 点时 由于所加的 是直流电 含电阻支路的阻碍作用不变 含电感线圈支路的阻碍作用减小 线圈有 阻交流 通直流 的作用 含电容支路的阻碍作用变为无穷大 电容有 通交流 隔直流 的作用 所以甲灯亮度不变 乙灯变亮 丙灯不亮 答案 答案 D 10 2011 洛阳模拟洛阳模拟 如图如图 11 甲所示 电阻甲所示 电阻 R 的阻值为的阻值为 50 在 在 ab 间加上图乙所示的间加上图乙所示的 正弦交流电 则下面说法中错误的是正弦交流电 则下面说法中错误的是 图图 11 A 电阻 电阻 R 的功率为的功率为 200 W B 电流表示数为 电流表示数为 2 A C 产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为 产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为 3 14 rad s D 如果产生该交流电的线圈转速提高一倍 则电流表的示数也增大一倍 如果产生该交流电的线圈转速提高一倍 则电流表的示数也增大一倍 解析 解析 由图象可知 正弦交流电的有效值 U V 100 V 由 P 得 P 100 2 2 U2 R 1002 50 W 200 W A 正确 由 I 得 I 2 A B 正确 周期 T 0 02 s 故 314 U R 2 T rad s C 错误 2 n Em BS 故当转速 n 增大 1 倍 Em增大 1 倍 电流表示数增 大 1 倍 D 正确 答案 答案 C 二 非选择题二 非选择题 本题包括本题包括 2 小题 共小题 共 40 分分 11 20 分分 如图如图 12 所示 矩形线圈所示 矩形线圈 abcd 在磁感应强度在磁感应强度 B 2 T 的匀的匀 强磁场中绕轴强磁场中绕轴 OO 以角速度以角速度 10 rad s 匀速转动 线圈共匀速转动 线圈共 10 匝 电匝 电 阻阻 r 5 ab 0 3 m bc 0 6 m 负载电阻 负载电阻 R 45 求 求 1 写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式 写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式 图图 12 2 电阻电阻 R 在在 0 05 s 内产生的热量 内产生的热量 3 0 05 s 内流过电阻内流过电阻 R 上的电量上的电量 设线圈从垂直中性面开始转动设线圈从垂直中性面开始转动 解析 解析 1 电动势的最大值为 Em nBS 10 2 0 3 0 6 10 V 113 04 V 故瞬时值表达式 e Em cos t 113 04cos10 t V 2 电流的有效值 I 1 6 A Im 2 Em 2 R r 所以 0 05 s 内 R 上产生的热量 Q I2Rt 5 76 J 3 平均感应电动势为 n 72 V E t 平均感应电流为 1 44 A I E R r 所以通过电阻 R 的电荷量为 q t 0 072 C I 答案 答案 1 e 113 04cos10 t V 2 5 76 J 3 0 072 C 12 20 分分 如图如图 13 甲所示 一固定的矩形导体线圈水平放置 线圈的两端接一只小灯甲所示 一固定的矩形导体线圈水平放置 线圈的两端接一只小灯 泡 在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场 已知线圈的匝数泡 在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场 已知线圈的匝数 n 100 匝 电阻匝 电阻 r 1 0 所围成矩形的面积 所围成矩形的面积 S 0 040 m2 小灯泡的电阻 小灯泡的电阻 R 9 0 磁场的磁 磁场的磁 感应强度按如图感应强度按如图 13 乙所示的规律变化 线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为乙所示的规律变化 线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e nBmScos t 其中 其中 Bm为磁感应强度的最大值 为磁感应强度的最大值 T 为磁场变化的周期 不计灯丝电为磁场变化的周期 不计灯丝电 2 T 2 T 阻随温度的变化 求 阻随温度的变化 求 图图 13 1 线圈中产生的感应电动势的最大值 线圈中产生的感应电动势的最大值 2 小灯泡消耗的电功率 小灯泡消耗的电功率 3 在磁感应强度变化的在磁感应强度变化的 0 的时间内 通过小灯泡的电荷量 的时间