金版教程春季高二物理人教版选修32阶段水平测试二.docx

1、金版教程春季高二物理人教版选修32阶段水平测试二阶段水平测试(二)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1、2、3、4、5、6、8、9、10题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)12014宜兴高二检测如图所示，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()A122U B124UC214U D212U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I原I0，副

2、线圈中两灯并联，副线圈中电流I副2I0，U副U，根据理想变压器的基本规律：I原n1I副n2得n1n221；U原/U副得U原2U，所以U14U。C项正确。答案：C22014四川高考如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小解析：根据图乙可知，发电机输出的交流电的周期为0.02 s，根据频率与周期的关系得发电机输出的交流电的频率为50 Hz，由于变压器在传输电能的过程中不改变交流电

3、的频率，故用户用电器上交流电的频率为50 Hz，A项错误；根据图乙可知，发电机输出的交流电的最大值为500 V，由于该交流电是正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系可得，发电机输出的交流电的有效值为250 V，故B项错误；根据输电线上的电流与升压变压器的输入电压U1、升压变压器的原、副线圈的匝数比、降压变压器的原、副线圈的匝数比、输电线上的电阻R线和负载电阻R负的关系可得I线I3()2，即I线，则当升压变压器的输入电压U1和输电线上的电阻R线一定时，输电线的电流I线与升压变压器的原、副线圈的匝数比、降压变压器的原、副线圈的匝数比和负载电阻R负都有关系，故C项错误；根据焦耳定律

4、可得，输电线上损失的功率P损IR线，又I线，即P损则当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率将减小，故D项正确。答案：D3测电笔中的氖管启辉电压为86.6 V，把它接到有效值电压为70.7 V、频率为50 Hz的余弦交流电源上，则氖管()A不能发光 B能发光，每秒发光50次C能发光，每秒发光100次 D能发光，每秒发光200次解析：交变电流电压的最大值为70.7 V100 V，大于起辉电压86.6 V，故能发光，一个周期内发光两次，每秒发光100次。答案：C4电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是()A电感是通直流、阻交流，

5、通高频、阻低频B电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频C电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频D电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频解析：电感线圈的作用是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”，电容器的作用是“通交流、隔直流，通高频、阻低频”，故选项B正确。答案：B52013安庆高二检测如图所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R的输电线对用电器供电，设两盏灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的触头P向N移动，会出现的现象是()A电流表A的示数变大，灯泡L1、L2均变暗B电流表A的示数变小，灯泡L1、L2均变暗C电流表A的示数变大，灯泡L1变亮，L2变暗D电流表

6、A的示数不变，灯泡L1变暗，L2变亮解析：副线圈输出电压不变，滑动变阻器的触头P向N移动的过程中，并联部分电阻减小，副线圈中的电流增大，但因为灯泡L2两端的电压减小，所以灯泡L2的电流减小，因为总电流增大，所以灯泡L1的电流增大，即灯泡L1变亮，灯泡L2变暗。因为副线圈上的电流增大，所以输出功率变大，输入功率变大，而输入电压不变，输入电流变大，电流表A的示数变大。答案：C6图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内()A电流表A1的示数比A2的小B电流表A2

7、的示数比A3的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表的示数都不为零解析：由于Bt图象的斜率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，副线圈中产生的感应电流恒定不变，为稳恒电流，电感线圈对稳恒电流没有阻碍作用，所以A1和A2的示数相同，电容器对稳恒电流相当于断路，所以A3的示数为0，正确答案为C。答案：C72014课标全国卷如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增

8、大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍解析：设变压器副线圈两端的电压为U2，则有，而U2Ucd，所以A项错误；增大负载电阻R，变压器的输出功率减小，所以电流表的读数减小，B项正确；负载电阻的阻值减小，Ucd不变，C项错误；将二极管短路，变压器的输出功率加倍，所以输入功率加倍，因此电流表的示数加倍，D项正确。答案：BD82014泰安高二检测下图中图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()A图1表示交流电，图2表示直流电B两种电压有效值相等C图1所示电压的瞬时值表达式为u311si

9、n100t VD图1所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的2 s解析：图1、2均表示交流电，故A错；图1是正弦式交流电，周期为2102 s，所以100 rad/s，所以电压的瞬时值表达式为u311sin100t V，故C选项对；图1和图2的有效值并不相同，B错；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错。答案：C9欧洲核子研究中心于2008年9月10日启动了大型强子对撞机，如图甲所示，将一束质子流注入长27 km的对撞机隧道，使其加速后相撞，创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态相类似的条件，为研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段。设n个长度逐渐增大

10、的金属圆筒沿轴线排成一串，各筒相间地连到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源上，图乙所示为其简化示意图。质子束以一定的初速度v0沿轴线射入圆筒实现加速，则()A质子在每个圆筒内都做加速运动B质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动C质子穿过每个圆筒的时间恰为交变电流的周期D每个筒长应与其对应的位置成线性关系解析：由于同一个金属筒所处的电势相同，内部无场强，故质子在筒内必做匀速直线运动；而前后两筒间的电势差为U，故质子每次穿越缝隙时将被电场加速，则B对，A错。又由于各筒相间地连到频率为f的交流电源上，故质子穿过每个圆筒的时间都应为交变电流的半个周期，故C错。若设vn为质子在第n个筒内的速度，则筒长为L

11、nvn，又mvmv(n1)qU，得Ln，即筒长与其对应的位置不成线性关系，D项错误。答案：B102013巢湖高二检测一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0。若使线圈转动的角速度变为2，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P。则E、T和P的大小为()AE2E0，TT0，P2P0BEE0，TT0，P2P0CE2E0，TT0，P2P0DE2E0，TT0，P4P0解析：设线圈为N匝，面积为S，所在区域磁感应强度为B，当角速度为时，产生的最大感应电动势E0NBS，周期T0，外力提供的功率P0。

12、当角速度为2时，产生的最大感应电动势E2NBS2E0，周期TT0，外力提供的功率P4P0。故选项D对。答案：D二、实验题(本大题共2小题，共16分)11(6分)一电热器接在最大值为36 V的正弦交流电源上时产生的热功率为P，若接到某直流电源上时产生的热功率为，忽略电阻随温度的变化，则所接直流电源的电压U_V。解析：设电热器的电阻为R，接交流电源时，有P；接直流电源时，有，联立解得U18 V。答案：1812(10分)如图所示，电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2 A，电容器C的击穿电压为300 V。若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R接入电路中的阻值，使P恰好不被熔断，C恰好不被

13、击穿，则电流表的读数为_A，电压表的读数为_V。解析：电阻R0和R串联接入交流电路中，通过保险丝的电流与通过电流表的电流相等；电容器与电阻R并联，故电容器两端的电压与R两端的电压相同。电压表的读数是电阻R两端电压的有效值，而电容器的击穿电压是加在电容器两端的交流电压的最大值，故电流表的读数为2 A，电压表的读数为 V212.1 V。答案：2212.1三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(10分)2014锦州高二检测一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n100。穿过每匝线圈的磁通量随时

14、间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r5.0 ，外电路电阻R95 。已知感应电动势的最大值Emnm，其中m为穿过每匝数圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数。解析：感应电动势的最大值：EmnBSnm设线圈在磁场中转动的周期为T，则有根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为：Im有效值：IIm由题中给定的t图象可得：m1.0102 Wb，T3.14102 s解以上各式，并代入数据，得：I1.41 A。答案：1.41 A14(11分)2014郑州高二检测交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05

15、m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B T。为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：(1)发电机的输出电压有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？解析：(1)由EmNBS1100 V，得输出电压的有效值为U11100 V。(2)根据得。(3)根据P入P出2.2104 W，由P入U1I1，解得I120 A。答案：(1)1100 V(2)51(3)20 A15(11分)三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发

16、的关键工程，是中国规模最大的水利工程，水利枢纽控制流域面积为1.0106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q4.511011 m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P1.82107 kW，年平均发电量约为W8.401010 kWh。(水的密度1.0103 kg/m3，取重力加速度g 10 m/s2)(1)若三峡电站上、下游水位差按h100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值(2)若26台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求

17、，每台发电机组平均每年发电的时间为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，输送的电功率为P14.5106 kW，采用超高压输电，输电电压为U500 kV，而发电机组输出的电压约为U018 kV，要求输电线上损耗的功率为输送的电功率的5%。求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻。解析：(1)电站的能量转化效率为100%67.1%(2)根据P有t192.3(天)(3)升压变压器原、副线圈的匝数比为输电线中的电流为I A9.0103 A输电线上损耗的功率为P损5%P12.25108 W由P损I2R得输电线路的总电阻为R 2.78 答案：(1)67.1%(2)192.3天(3)2

18、.78 16(12分)2014南京高二检测如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)从图示位置起转动1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量；(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(3)电流表的示数。解析：线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流，此交变电流的电动势最大值为EmBSBr22n2Bnr2。(1)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为E，电阻R上产生的热量Q()2R。(2)在线圈从图示位置转过1/4转后时间内，电动势的平均值为，通过R的电荷量qtt。(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得T，E，故电流表的示数为I。答案：(1)(2)(3)