2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試10 交變電流 傳感器（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試10 交變電流 傳感器（含解析） 本卷測(cè)試內(nèi)容：交變電流　傳感器 本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分。測(cè)試時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷　(選擇題，共60分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第2、6、9、11小題，只有一個(gè)選項(xiàng)正確；第1、3、4、5、7、8、10、12小題，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。) 1. 下列說法正確的是(　　) A. 話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào) B. 電熨斗能夠自動(dòng)控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷 C. 電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器 D. 半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越? 解析：電話話筒的作用是把聲信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電熨斗中用到雙金屬片，是利用溫度傳感器控制電路的通斷，B選項(xiàng)正確；電子秤是利用壓敏電阻把力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，是力傳感器，C選項(xiàng)正確；半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：BC 2. [xx北京市懷柔區(qū)高三適應(yīng)性練習(xí)]某交流發(fā)電機(jī)給燈泡供電，產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖所示，下列說法中正確的是(　　) A. 交變電流的頻率為0.02 Hz B. 交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝5cos50πt(A) C. 在t＝0.01 s時(shí)，穿過交流發(fā)電機(jī)線圈的磁通量最大 D. 若發(fā)電機(jī)線圈電阻為0.4 Ω，則發(fā)電機(jī)的熱功率為5 W 解析：根據(jù)圖象可知im＝5 A，T＝2010－3 s＝0.02 s，所以，交變電流的頻率f＝1/T＝50 Hz，瞬時(shí)表達(dá)式為i＝imcosωt＝imcos()t＝5cos100πt(A)，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在t＝0.01 s時(shí)，交變電流的瞬時(shí)值最大，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，穿過交流發(fā)電機(jī)線圈的磁通量的變化率最大，磁通量最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該余弦交變電流的有效值為i有＝im/，若發(fā)電機(jī)線圈電阻為0.4 Ω，則其熱功率為P熱＝iR＝5 W，所以選項(xiàng)D正確。 答案：D 3. [xx山西大學(xué)附中高三模擬]如圖所示電路，變壓器為理想變壓器?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片從某一位置滑動(dòng)到另一位置時(shí)，電流表A1的示數(shù)減小0.1 A，電流表A2的示數(shù)減小1 A，則下列說法正確的是( 　　 ) A. 燈泡L1變亮 B. 燈泡L1變暗 C. 變壓器為升壓變壓器 D. 變壓器為降壓變壓器 解析：電壓不變，流過A2的電流減小，燈L2的分壓減小，燈L1分壓變大而變亮，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由變壓器公式有＝＝，解得＝，為降壓變壓器，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案：AD 4. 如圖所示為一理想變壓器，在原線圈輸入電壓不變的條件下，要提高變壓器的輸入功率，可采用的方法是(　　) A. 只增加原線圈的匝數(shù) B. 只增加副線圈的匝數(shù) C. 只減小用電器R1的電阻 D. 斷開開關(guān)S 解析： 變壓器的輸入功率由輸出功率決定，因此只要增大其輸出功率即可。輸入電壓不變，原線圈匝數(shù)增加輸出電壓減小，輸出功率減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；副線圈匝數(shù)增加，輸出電壓增大，輸出功率增大，B項(xiàng)正確；在匝數(shù)不變的情況下，輸出電壓不變，閉合開關(guān)或減小R1電阻都使負(fù)載電阻減小，消耗的功率增大，即輸出功率增大，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：BC 5. 如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是( 　　 ) A. 圖甲表示交流電，圖乙表示直流電 B. 兩種電壓的周期相等 C. 兩種電壓的有效值相等 D. 圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝311sin100πt V 解析：因圖象的縱坐標(biāo)上電壓的正負(fù)表示電壓的方向，因此兩圖均為交流電，A錯(cuò)；兩圖象的周期都是210－2 s，故B對(duì)；對(duì)于正弦交流電才有U有效＝，雖然兩圖的峰值相同，但圖乙非正弦(余弦)交流電，不適用上式有效值的求法，故C錯(cuò)；正弦交流電電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝Umsinωt，由圖甲可知Um＝311 V，T＝210－2 s，可得ω＝＝100π，代入上式得u＝311sin100πt V，故D對(duì)。 答案：BD 6. [xx東城區(qū)模擬]如圖所示，理想變壓器原線圈a、b兩端接正弦交變電壓u，u＝220sin100πt(V)，原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，電壓表接在副線圈c、d兩端，輸電線的等效電阻為R，原來開關(guān)S是斷開的。則當(dāng)S閉合一段時(shí)間后(　　) A. 電壓表示數(shù)不變，示數(shù)為22 V B. 電壓表示數(shù)不變，示數(shù)為220 V C. 燈泡L兩端的電壓將變大 D. 電流表示數(shù)一定為0 解析：當(dāng)S閉合一段時(shí)間后，電壓表示數(shù)不變，由＝得U2＝U1＝220 V＝22 V，即電壓表示數(shù)為22 V，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。S閉合后有交流電通過電容器和電流表，電流表示數(shù)不為零，D錯(cuò)誤。S閉合后，電容器與燈泡L并聯(lián)的電阻減小，由于U2不變，所以燈泡L兩端的電壓將變小，C錯(cuò)誤。 答案：A 7. 如圖甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交流電的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電，如圖丙所示，副線圈電路中燈泡額定功率為22 W?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。則(　　) A. t＝0.01 s時(shí)刻穿過線框回路的磁通量為零 B. 交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為50 r/s C. 變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 A D.燈泡的額定電壓為220 V 解析：由題圖知t＝0.01 s時(shí)e＝0，此時(shí)線圈平面位于中性面，磁通量最大，A錯(cuò)；周期T＝0.02 s，所以n＝＝50 r/s，B對(duì)；由理想變壓器原理得：＝，其中U1＝ V，得UL＝220 V，IL＝＝0.1 A，而＝，得I1＝1 A，C對(duì)；燈泡的額定電壓為交流電壓的有效值220 V，D錯(cuò)。 答案：BC 8. 如圖所示，三只燈泡均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)，已知原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，則下列說法中正確的是(　　) A. 燈L3變暗 B. 燈L1和L2均變暗 C. 變壓器原線圈的輸入功率變大 D. 副線圈n2中的電流變大 解析：由于原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，由電壓與匝數(shù)成正比可知，兩個(gè)副線圈上的電壓均不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，副線圈n3中的電流增大，電阻R1的電壓增大，由閉合電路歐姆定律可得，燈L3兩端的電壓減小，故燈L3變暗，而副線圈n2的電壓及回路中的電阻和電流不發(fā)生變化，故燈L1和L2的亮度不變，A正確，B、D錯(cuò)誤；由于副線圈n3中的電流增大，則原線圈中的電流也隨之增大，故原線圈的輸入功率變大，C正確。 答案：AC 9. [xx岳陽模擬]如下圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，圖中電壓表示數(shù)為220 V，電流表示數(shù)為10 A，則高壓輸電線的輸送電功率為(　　) A. 2.2103 W　　　　　 B. 2.210－2 W C. 2.2108 W D. 2.2104 W 解析：根據(jù)圖甲可得，高壓輸電線的輸送電壓U＝U甲＝220 kV；根據(jù)圖乙可得，輸送電流I＝I乙＝1000 A；所以高壓輸電線的送電功率P＝UI＝220 kV1000 A＝2.2108 W。故C正確。 答案：C 10. 如圖所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300 V，副線圈兩端電壓U2為220 V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U＝2 V。則(　　) A. 原線圈的匝數(shù)為1650匝 B. 副線圈的匝數(shù)為55匝 C. 當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)變小 D. 當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，A2和A1讀數(shù)均減小 解析：由變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知原線圈與電壓表之間有＝，得原線圈匝數(shù)為1650匝，選項(xiàng)A正確；由電壓表與副線圈電壓關(guān)系，可得副線圈匝數(shù)為110匝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，電壓表匝數(shù)為1，沒有變化，則電壓表讀數(shù)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，輸出端總電阻增大，輸入和輸出電壓不變，則輸出電流減小，輸出功率減小，輸入電流也減小，選項(xiàng)D正確。 答案：AD 11. 如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，兩端分別接有4個(gè)阻值相同的燈泡，已知4盞燈均能發(fā)光，則L1和L2的功率之比為(　　) A. 1∶1 B. 1∶3 C. 9∶1 D. 3∶1 解析：變壓器原線圈中輸入電流為副線圈電流的2倍，L1中的電流為副線圈中輸出電流的3倍，L1的功率為L(zhǎng)2功率的9倍，所以L1和L2的功率之比為9∶1，選項(xiàng)C正確。 答案：C 12. [xx衡水中學(xué)模擬]如圖所示，一只理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是10∶1，原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電源，一只理想二極管和一個(gè)阻值為10 Ω的電阻R串聯(lián)接在副線圈上。則以下說法中正確的是(　　) A. 1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1452 J B. 電壓表的讀數(shù)為22 V C. 二極管兩端的最大電壓為22 V D. 若將R換成一個(gè)阻值大于10 Ω的電阻，則電流表讀數(shù)變小 解析：由于匝數(shù)比是10∶1，所以輸出電壓為22 V，根據(jù)理想二極管的單向?qū)щ娦院徒蛔冸娏饔行е档亩x，得電阻R上電壓的有效值是11 V,1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝t＝1452 J，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。理想二極管反向電阻無窮大，當(dāng)加反向電壓時(shí)，二極管兩端的電壓最大值為22 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。如果電阻R變大，則輸出功率變小，輸入功率變小，所以電流表讀數(shù)變小，選項(xiàng)D正確。 答案：AD 第Ⅱ卷　(非選擇題，共50分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共13分) 13. (13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)熱敏電阻的阻值為40～50 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(0～10 Ω)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。 (1)圖中，a、b、c三條圖線能反映出熱敏電阻的伏安特性的曲線是________。 (2)在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能小。 (3)根據(jù)電路圖，在圖中的實(shí)物圖上連線。 解析：(1)熱敏電阻隨溫度的升高，阻值減小，在IU圖線中，任一點(diǎn)的＝，可見c正確。 (2)熱敏電阻為40～50 Ω。由電壓表、電流表內(nèi)阻知臨界阻值R0＝＝ Ω＝50 Ω，即熱敏電阻屬小電阻，應(yīng)用“外接法”，因要描繪伏安曲線電壓從0開始連續(xù)變化。因此用滑動(dòng)變阻器的“分壓式”接法，電路圖如圖所示。 (3)實(shí)物連線如圖： 答案：(1)c　(2)、(3)見解析 三、計(jì)算題(本題共2小題，共37分) 14. (17分)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表一只和可變電阻R以及若干“6 V、6 W”的相同燈泡．輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示。 (1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)； (2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個(gè)數(shù)； (3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值。 解析：(1)根據(jù)圖象可得原線圈電壓的最大值U1m＝ 27 V其有效值為U1＝＝27 V 根據(jù)＝代入數(shù)據(jù)可得U2＝9 V即為電壓表讀數(shù)。 (2)設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2 為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3 A 根據(jù)U1I1＝U2I2代入數(shù)據(jù)可得I2＝9 A 正常發(fā)光時(shí)每個(gè)燈泡中的電流為ID＝＝1 A 所以允許接入的燈泡個(gè)數(shù)為n＝＝9。 (3)電阻兩端電壓為UR＝U2－UD＝3 V 電阻阻值為R＝＝ Ω。 答案：(1)9 V　(2)9　(3) Ω 15. (20分)如圖甲所示，長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)。線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0～t1時(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場(chǎng)垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開始繞其豎直中心軸以角速度ω逆時(shí)針(從上往下看)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線框中電流逆時(shí)針方向?yàn)檎较?從左向右看)求： (1)0～t1時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電流大小； (2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量； (3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量。 解析：(1)0～t1時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E1＝n＝ 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流 I＝＝。 (2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nB1L1L2ω 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝nB1L1L2ω 通過電阻R的電流的有效值I＝ 線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t＝ 此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量 Q＝I2Rt＝πRω()2。 (3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中， 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)＝n＝ 平均感應(yīng)電流＝ 通過電阻R的電荷量q＝Δt＝。 答案：(1)　(2)πRω()2 (3)