高考物理一轮复习理想变压器电能的输送习题新人教.docx
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高考物理一轮复习理想变压器电能的输送习题新人教
第十一章 第2讲理想变压器电能的输送
1．（2020·北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220
sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是
（ B ）
A．原线圈的输入功率为220
W
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为110
V
D．副线圈输出交流电的周期为50s
[解析] 由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为220
V，故有效值为U1＝220V，由
＝
，故副线圈电压的有效值U2＝110V，故输出功率P2＝
＝220W，再由输入功率等于输出功率知，P1＝P2＝220W，A错误；根据欧姆定律知，I2＝
＝2A，
＝
得I1＝1A，故电流表读数为1A，所以B正确；电压表的读数为有效值，即U2＝110V，C错误；由交流电压的表达式可知，ω＝100π（rad/s），又T＝
，解得T＝0.02s，所以D错误。
2．（2020·四川理综）如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则
（ B ）
A．小灯泡变亮
B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值不变
[解析] 设原、副线圈减少的匝数均为n，则根据变压比有，
＝
，
＝
，由于U2′＝
U1，U2＝
U1，因此U2′小于U2，即副线圈两端的电压变小，小灯泡变暗，A错误，B正确；由于匝数比变化，因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化，C、D错误。
3．（2020·天津理综）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。
下列说法正确的是
（ B ）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大
D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
[解析] 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1中电流减小，R1两端电压减小，电压表示数变大，R1消耗的电功率变小，A错误，B正确。
当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表A1示数减小，C错误。
若闭合开关S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，则R1中电流增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数增大，D错误。
4．（2020·全国卷Ⅰ）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为3Ω,1Ω和4Ω，
为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。
当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。
该变压器原、副线圈匝数比为
（ B ）
A．2 B．3
C．4 D．5
[解析] 设理想变压器原、副线圈匝数比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，则由闭合电路欧姆定律得，U＝IR1＋U1。
由变压公式U1/U2＝k及功率关系U1I＝U2I2，可得I2/I＝k，即副线圈输出电流为I2＝kI，U2＝I2（R2＋R3）＝kI（R2＋R3）。
当开关S闭合时，电流表示数为4I，则有U＝4IR1＋U1′。
由变压器公式U1′/U2′＝k及功率关系U1′·4I＝U2′I2′，可得I2′/（4I）＝k，即副线圈输出电流为I2′＝4kI，U2′＝I2′R2＝4kIR2；联立解得k＝3，B正确。
5．（2020·全国卷Ⅲ）（多选）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。
当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。
下列说法正确的是
（ AD ）
A．原、副线圈匝数之比为91
B．原、副线圈匝数之比为19
C．此时a和b的电功率之比为91
D．此时a和b的电功率之比为19
[解析] 因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍；所以理想变压器的输入、输出电压比为91，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为91，A正确，B错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为19，由电功率P＝UI可知，a和b的电功率之比为19，C错误，D正确。
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．通常我们把太阳系中行星自转一周的时间称为“1天”,绕太阳公转一周的时间称为“1年”。
与地球相比较,金星“1天”的时间约是地球“1天”时间的243倍。
由此可知（）
A．金星的半径约是地球半径的243倍
B．金星的质量约是地球质量的243倍
C．地球的自转角速度约是金星自转角速度的243倍
D．地球表面的重力加速度约是金星表面重力加速度的243倍
2．在倾角为α的斜坡上，沿着与水平线成α角的方向斜向上方抛出一石块，如图所示．设石块落在斜坡上的位置离抛出点的距离为L，则石块抛出的初速度为（）。
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。
将小球拉至A处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则
A．由A到B过程合力对小球做的功等于mgh
B．由A到B过程小球的重力势能减少
C．由A到B过程小球克服弹力做功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
4．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（）
A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值
B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
5．C919大型客机是我国自主设计、研制的大型客机，最大航程为5555千米，最多载客190人，多项性能优于波音737和波音747。
若C919的最小起飞（离地）速度为60m/s，最大起飞质量为7.5×104kg，起飞跑道长2.5×103m。
C919起飞前的运动过裎可看成匀加速直线运动，起飞时空气及其他阻力恒为C919重力的10%，重力加速度g=10m/s2，则下列判断正确的是（）
A．C919的最小起飞加速度为1.44m/s2
B．C919起飞过程中在跑道上运动的最长时间为42s
C．最大起飞质量下，发动机产生的推力至少为l.29×105N
D．C919起飞（离地）的瞬间所受的合力为零
6．已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为ΔN，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R。
则地球的自转周期为（）
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．北方的冬天天气比较寒冷，房间内一般都要安装暖气片供暖。
在房间暖气片温度保持不变的情况下，房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。
研究表明，房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比保持不变。
当外界温度为-23℃时，房间内的温度长时间保持13℃不变；当外界温度为-18℃时，房间内温度长时间保持16℃不变，则房间内暖气片的温度应为______℃。
当房间内温度长时间保持25℃不变时，外界温度为______℃。
8．以初速度v0水平抛出的物体，当竖直方向的分位移与水平方向的分位移相等时（）
A．竖直分速度与水平分速度大小相等
B．瞬时速度大小vt=
C．运动的时间t=
D．位移大小等于s=
9．一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环。
从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积-温度图像（V-T图）如图所示。
下列说法正确的是（）
A．从M到N是吸热过程
B．从N到P是吸热过程
C．从P到Q气体对外界做功
D．从Q到M是气体对外界做功
E.从Q到M气体的内能减少
10．利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的有.
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大
三、实验题
11．如图所示，将质量为m的物体A放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，那么对A施加一个多大的水平力F，可使物体沿斜面以大小为a的加速度匀加速上滑？
12．如图甲所示某物体静止在粗糙的水平面上，现用与水平面成37°角斜向上的力F拉该物体，得到物体沿水平面运动时的加速度a和拉力F的关系图像如图乙所示。
已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，g=10m/s2。
求
（1）该物体的质量；
（2）该物体与水平面之间的动摩擦因数。
四、解答题
13．如图所示，在光滑的水平杆上套着一个质量为m的滑环，滑环上通过一根不可伸缩的轻绳悬吊着质量为M的物体（可视为质点），绳长为l。
将滑环固定时，给物块一个水平冲量，物块摆起后刚好碰到水平杆，若滑环不固定，仍给物块以同样的水平冲量，求物块摆起的最大高度。
14．如图所示，坐标系xoy位于光滑绝缘水平面内，其中第二象限内存在一个与坐标平面平行方向如图的匀强电场。
一质量为M，电量为
的小球a从A点由静止释放。
沿AO方向运动。
到达O点时速度为v，AO长度为
若小球a恰能与静止在O点质量为
的不带电小球b发生弹性碰撞，相碰时电荷量平分，同时瞬间撤去电场并在整个空间加一垂直于坐标平面向下的匀强磁场。
忽略两小球间的静电力及小球运动所产生磁场的影响。
求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）
，b两球碰后的速度；
（3）若从a，b两球相碰到两球与O点第一次共线所用时间为t，则匀强磁场的磁感应强度
的大小为多少？
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
D
A
C
A
二、多项选择题
7．67-3
8．BCD
9．BCE
10．AB
三、实验题
11．
12．
（1）
（2）
四、解答题
13．
14．
（1）
；
（2）
和
；（3）
。
高考理综物理模拟试卷
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4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图甲所示，电源电动势为6V，内阻不计，先使开关S与1端相连，稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，由计算机给出电流随时间变化的I－t曲线如图乙所示。
该电容器的电容约为
A．700
FB．1400
FC．2800
FD．5600
F
2．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。
1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。
设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为：
（）
A．a2＞a1＞a3B．a3＞a2＞a1C．a3＞a1＞a2D．a1＞a2＞a3
3．两倾斜的平行杆上分别套着a、b两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如图所示。
当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a的悬线与杆垂直，b的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是
A．a环与杆有摩擦力
B．d球处于失重状态
C．杆对a、b环的弹力大小相等
D．细线对c、d球的弹力大小可能相等
4．入冬以来，全国多地多次发生雾霾天气，能见度不足
，在这样的恶劣天气中，甲．乙两汽车在一条平直的单行道上，乙在前．甲在后同向行驶。
某是时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，两辆车刹车时的
图像如图，则（）
A．若两车发生碰撞，开始刹车时两辆车的间距一定等于
B．若两车发生碰撞，开始刹车时两辆车的间距一定小于
C．若两车发生碰撞，则一定是在刹车后
之内的某时刻发生相撞
D．若两车发生碰撞，则一定是在刹车后
以后的某时刻发生相撞
5．如图所示，电源电动势E，内电阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器．闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内．在温度降低的过程中，分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值．关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（）
A．
、
、
一定都变大
B．
和
一定不变，
一定变大
C．带电液滴一定向下加速运动
D．电源的工作效率一定变大
6．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度
逆时针匀速转动。
若以线圈平面与磁场夹角
时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。
则下列四幅图中正确的是
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．如图所示，质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知线框的横边边长为L，水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h。
初始时刻，磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，线框上边缘刚进磁场时，恰好做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计。
则下列说法中正确的是
A．线框进入磁场时的速度为
B．线框的电阻为
C．线框通过磁场的过程中产生的热里Q=2mgh
D．线框通过磁场的时间为
8．如图所示,空间有一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面（纸面）垂直,纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边与磁场边界（图中虚线）平行,边长等于磁场上、下边界的距离.若线框自由下落,从ab边进入磁场开始,直至cd边达到磁场下边界为止,线框的运动可能是
A．始终做匀速直线运动
B．始终做匀加速直线运动
C．先做加速度减小的减速运动再做匀速直线运动
D．先做加速度减小的加速运动再做匀速直线运动
9．实验室一台手摇交流发电机产生的电动e=10
sin10πt（V）,内阻=1.0Ω,和R=9.0Ω的电阻连成如图所示有电路,图中电流表A为理想表.闭合开关S,则
A．该交变电流的频率为10Hz
B．该电动势的有效值为10V
C．电阻R所消耗的电功率为10W
D．电流表A的示数为1.0A
10．在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。
现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v。
则此时
A．拉力做功的瞬时功率为Fvsinθ
B．物块B满足m2gsinθC．物块A的加速度为
D．弹簧弹性势能的增加量为Fd–m1gdsinθ–
三、实验题
11．如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分，离气缸底部高为49cm处开有一小孔，与U形水银管相连，容器顶端有一阀门K。
先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p0＝75cmHg，室温t0＝27°C，稳定后U形管两边水银面的高度差为Δh＝25cm，此时活塞离容器底部为L＝50cm。
闭合阀门，使容器内温度降至－57°C，发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm。
求：
①此时活塞离容器底部高度L′；
②整个柱形容器的高度H。
12．某同学利用如图所示实验装置探究功与动能变化的关系，在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的轻绳一端与质量m=1kg的小球C连接，另一端绕过定滑轮B与传感器连接，定滑轮B视为质点）与A等高，BD为水平线，测出B、C间绳长l=1m，实验时，使绳处于绷直状态，将小球从距离BD线高度为h处由静止释放，从拉力传感器中记录小球摆动过程中拉力的最大值为F，改变h的值，记录下相应的最大拉力F，重力加速度g=9.8m/s2.
（1）某次实验中，当h=0.6m时，对应的F=17.6N，则小球的最大动能为___________J；从释放点运动到最低点的过程中合力对小球所做的功为___________J.（结果均保留三位有效数字）
（2）请根据
（1）中实验结果，推导出F与h的函数关系式为F=___________.（用相应的字母符号表示）
四、解答题
13．如图所示，质量为m=0.5kg的小球用长为r=0.4m的细绳悬挂于O点，在O点的正下方有一个质量为m1=1.0kg的小滑块，小滑块放在一块静止在光滑水平面上、质量为m2=1.0kg的木板左端。
现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向夹角θ=60°的位置由静止释放，小球摆到最低点与小滑块发生正碰并被反弹，碰撞时间极短，碰后瞬间细绳对小球的拉力比碰前瞬间的减小了△T=4.8N，而小滑块恰好不会从木板上掉下。
已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.12，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
求：
（1）碰后瞬间小球的速度大小；
（2）木板的长度。
14．地球表面附近存在一个竖直向下的电场，其大小约为100V/m。
在该电场的作用下，大气中正离子向下运动，负离子向上运动，从而形成较为稳定的电流，这叫做晴天地空电流。
地表附近某处地空电流虽然微弱，但全球地空电流的总电流强度很大，约为1800A。
以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。
（1）请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低？
（2）如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的，且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强；地表附近电场的大小用E表示，地球半径用R表示，静电力常量用k表示，请写出地表所带电荷量的大小Q的表达式；
（3）取地球表面积S=5.1×1014m2，试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小；
（4）我们知道电流的周围会有磁场，那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场？
如果会，说明方向；如果不会，说明理由。
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
D
C
C
D
D
二、多项选择题
7．AB
8．ACD
9．BD
10．BCD
三、实验题
11．
（1）此时活塞离容器底部高度L′=48cm；
（2）整个柱形容器的高度H=75cm．
12．903.92
四、解答题
13．
（1）0.4m/s
（2）0.3m
14．
（1）降低
（2）
（3）2.8×1013Ω·m（4）因为电流关于地心分布是球面对称的，所以磁场分布也必将关于地心球面对称，这就要求磁感线只能沿半径方向；但是磁感线又是闭合曲线。
以上两条互相矛盾，所以地空电流不会产生磁场
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