【立體設(shè)計(jì)】2020高考物理 第10章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 新人教版

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1、2020高考立體設(shè)計(jì)物理人教版第10章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1.某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以判斷(　　) A．在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置 B．在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 C．從A～D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2π D．若從O～D時(shí)刻歷時(shí)0.02 s，則在1 s內(nèi)交變電流的方向改變100次 【解析】　根據(jù)圖象，首先判斷出感應(yīng)電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式i＝Imsinωt.另外應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到線圈是從中性面開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，而且線圈旋轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，經(jīng)過(guò)中性面的位置時(shí)電流改變方向．從該圖形來(lái)看，在

2、t＝O、B、D時(shí)刻電流為零，所以此時(shí)線圈恰好在中性面的位置，且穿過(guò)線圈的磁通量最大；在A、C時(shí)刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時(shí)磁通量為零；從A到D時(shí)刻，線圈旋轉(zhuǎn)3/4周，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為3π/2；如果從O到D時(shí)刻歷時(shí)0.02 s，恰好為一個(gè)周期，所以1 s內(nèi)線圈運(yùn)動(dòng)50個(gè)周期，100次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變100次．綜合以上分析可得，只有選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 2．下圖表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電的有效值是(　　) A．5 A　　B．5 A　　C. A　　D. A 【解析】　本題要求的是矩形交變電流的有效值，與平時(shí)所熟知的正弦交變電流的有效值(即I有

3、效＝Im/)不同．因此，有的同學(xué)對(duì)這樣的題目感到無(wú)從下手．只有從有效值的定義出發(fā)才能順利解答本題． 該交變電流通過(guò)阻值為R的電阻1個(gè)周期的時(shí)間(即0.02 s)內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為： Q交＝(4)2×R×0.01＋(3)2×R×0.01 ＝50×0.01R. 設(shè)直流電流I通過(guò)電阻R一個(gè)周期的時(shí)間(即0.02 s)內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q直＝I2R×0.02. 由交流電的有效值定義得Q直＝Q交，即 50×0.01R＝I2×0.02R. 則I＝5 A，即交變電流的有效值為5 A. 【答案】　B 3.在垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置了矩形線圈abcd.線圈cd邊沿豎直方向且與磁場(chǎng)的右邊界重合

4、.線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直.從t=0時(shí)刻起，線圈以恒定角速度ω=2π/T繞cd邊沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，規(guī)定線圈中電流沿abcda方向?yàn)檎较?，則從t=0到t=T時(shí)間內(nèi)，線圈中的電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系圖象為（ ） 【答案】B 4．如圖所示電路中，已知交流電源電壓u＝200sin100πt V，電阻R＝100 Ω.則電流表和電壓表的示數(shù)分別為(　　) A．1.41 A,200 V　　　　B．1.41 A,141 V C．2 A,200 V D．2 A,141 V 【解析】　電流表和電壓表顯示的是有效值，U＝＝100 V≈141 V；I＝＝1.41 A，故選項(xiàng)B正確．

5、 【答案】　B 5.如圖所示，M是理想變壓器，電源電壓U不變，當(dāng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)時(shí)，示數(shù)發(fā)生變化的電表是(　　) A．電流表A1　　　　　B．都發(fā)生變化 C．電壓表V1 D．電壓表V2 【解析】　副線圈電壓不變，所接的電路按直流電路分析：電阻變小，電流增大，而原線圈電壓不變，電流隨副線圈中的電流增大而增大． 【答案】　A 6．在家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)頭，如圖所示．當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，可上下調(diào)節(jié)P1、P2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在220 V上．現(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于220 V，下列措施不正確的是(　　) A．P1不動(dòng)，將P

6、2向上移 B．P2不動(dòng)，將P1向下移 C．將P1向上移，同時(shí)P2向下移 D．將P1向下移，同時(shí)P2向上移 【解析】　由變壓器原、副線圈的電壓比等于線圈匝數(shù)比＝可知，輸出電壓低于220 V，可以增加副線圈匝數(shù)或減少原線圈匝數(shù)，A、B、D正確，C錯(cuò)誤． 【答案】　C 7.如圖所示，理想變壓器原線圈接u=220sin100πt(V)的正弦交流電源，圖中電流表內(nèi)阻不計(jì).副線圈接入“110 V 60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是（ ） A.原線圈中的輸入功率為30 W B.通過(guò)燈泡的電流的頻率為50 Hz C.電流表的示數(shù)為A D.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)

7、之比為2∶1 【解析】由P入=P出得P入=60 W，A錯(cuò)誤；交流電的周期T=2π/ω=1/50 s,故頻率為50 Hz，B正確；交流電的峰值Um=220 V,則其有效值U==220 V,由P=UI得I== A= A，C錯(cuò)；由=得==2∶1，D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】B 8．傳感器是一種采集信息的重要器件．如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動(dòng)電極，組成一個(gè)電容大小可變的電容器．可動(dòng)電極兩端固定，當(dāng)待測(cè)壓力施加在可動(dòng)電極上，可動(dòng)電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容．現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)，組成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏

8、轉(zhuǎn)．當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)(　　) A．電容器的電容將減小 B．靈敏電流表指針在正中央零刻線處 C．靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn) D．靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn) 【解析】　當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)，電容器板間距離縮小，由C＝知，電容器的電容增大，A錯(cuò)；由于電容器與電源相連，故電壓U不變，由Q＝CU知，電容器的電量將增加，即電容器需充電，故電流從電流表的正接線柱流入，指針將向右偏轉(zhuǎn)，D正確． 【答案】　D 二、非選擇題(共60分) 9．(2020屆·青島檢測(cè))(12分)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件．現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整．已知常溫下待測(cè)熱敏電阻

9、的阻值約為4～5 Ω.熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3 V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1 Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5 kΩ)，滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干． (1)在下面虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能?。? (2)根據(jù)電路圖，在下圖的實(shí)物圖上連線． (3)簡(jiǎn)要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟________________________________________________________________________ ________________

10、________________________________________________________. 【解析】　由于常溫下熱敏電阻的阻值為4～5 Ω，與電流表內(nèi)阻很接近，故采用外接法；又因特征曲線盡量完整，電壓表、電流表讀數(shù)范圍大，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式． 【答案】　(1)電路圖如圖所示 (2)實(shí)物圖如圖所示 (3)①往保溫杯中加一些熱水，待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)的值； ②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，快速測(cè)出幾組電流表和電壓表的值； ③重復(fù)步驟①、②，測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù)； ④繪出各測(cè)量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線． 10．(14分)某發(fā)電站通過(guò)升壓變壓器、輸電線和降壓

11、變壓器把電能輸送給生產(chǎn)和照明用戶，發(fā)電機(jī)輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶25，輸電線上功率損失為4%，用戶所需要的電壓為220 V，則輸電線的電阻和降壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？若有60 kW分配給生產(chǎn)用電，其余電能用來(lái)照明，那么可裝25 W的電燈多少盞？ 【解析】　輸電線路如圖所示，由變壓比知 ＝，所以U2＝＝25×250 V＝6 250 V. 副線圈電流I2＝＝ A＝16 A， 輸電線電阻R上損失的功率為IR＝4%P， 得R＝＝ Ω＝15.6 Ω. 降壓器輸入電壓 U2′＝U2－I2R線＝6 250 V－16×15.6 V＝6

12、×103 V. 降壓器匝數(shù)比＝＝＝. 由功率關(guān)系可知：P入＝P損＋P生產(chǎn)＋P照． 則P照＝96%×100×103 W－60×103 W＝36×103 W， 又P照＝nPL，得n＝＝＝1 440盞． 【答案】　15.6 Ω　　1 440盞 11．(16分)如圖所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝440，副線圈匝數(shù)n2＝22，在原線圈的兩端加圖甲所示的交流電壓，求： (1)副線圈中電壓表的示數(shù)； (2)電阻R在什么范圍內(nèi)取值，才能使副線圈中電流表的示數(shù)不超過(guò)2.0 A? 【解析】　(1)U1＝＝ V＝220 V， 由＝， 得U2＝U1＝×220 V＝11 V. (2)I2＝

13、≤2.0 A， R≥ Ω＝5.5 Ω. 【答案】　(1)11 V　(2)R≥5.5 Ω 12.（18分）發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 Ω,如果用初、次級(jí)匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用初、次級(jí)匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶. （1）畫出全過(guò)程的線路圖. （2）求用戶得到的電壓和功率. （3）若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓. 【解析】（1）線路圖如圖所示. （2）升壓變壓器次級(jí)輸出電壓U2＝U1=2 200 V. 升壓變壓器次級(jí)輸出電流I2=I1, 升壓變壓器初級(jí)輸入電流由P=U1I1， 得I1= = A=200 A, 所以I2= = A=20 A, 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為UR=I2R=4 V， PR=I22R=0.08 kW, 加到降壓變壓器初級(jí)上的輸入電流和電壓分別為 I3=I2=20 A，U3=U2-UR=2 196 V. 降壓變壓器次級(jí)的輸出電壓和電流分別為 U4=U3=219.6 V,I4=I3=200 A.