【優(yōu)化方案】2020-2021學(xué)年高二下學(xué)期物理3-2(人教版)第五章章末過關(guān)檢測

一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求．)1．如圖所示為一溝通電的電流隨時(shí)間變化的圖象，此溝通電的有效值是()A．2eq\r(2)A B.eq\f(3\r(2),2)AC.eq\r(6)A D．3A解析：選C.依據(jù)正弦溝通電的最大值和有效值的關(guān)系，可知，在t1＝0～1s內(nèi)，此溝通電的有效值I1＝eq\f(Im1,\r(2))＝eq\f(2,\r(2))A＝eq\r(2)A；在t2＝1～3s內(nèi)，此溝通電的有效值I2＝eq\f(Im2,\r(2))＝eq\f(4,\r(2))A＝2eq\r(2)A；再依據(jù)焦耳定律，在一個(gè)周期T＝3s內(nèi)此溝通電通過一個(gè)電阻R產(chǎn)生的熱量為：Q＝Ieq\o\al(2,1)Rt1＋I(xiàn)eq\o\al(2,2)Rt2＝(eq\r(2))2×R×1＋(2eq\r(2))2×R×2＝18RJ，假設(shè)有恒定電流I通過此電阻R，則在同一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q′＝I2RT，則使Q′＝Q的恒定電流I的大小為：I＝eq\r(\f(18R,R×3))A＝eq\r(6)A．所以此溝通電的有效值為eq\r(6)A，故正確答案為C.2．如圖甲所示，抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C為電容器．已知通過R1的正弦式交變電流如圖乙所示，則()A．交變電流的頻率為0.02HzB．原線圈輸入電壓的最大值為200eq\r(2)VC．電阻R2的電功率約為6.67WD．通過R3的電流始終為零解析：選C.依據(jù)變壓器原理可知原、副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為0.02s、頻率為50Hz，A錯；由題圖乙可知通過R1的電流最大值為Im＝1A，依據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um＝20V，再依據(jù)原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200V，B錯；由于電容器有通溝通的作用，則有電流通過R3和電容器，D錯；依據(jù)正弦式交變電流的峰值和有效值關(guān)系、并聯(lián)電路特點(diǎn)可知通過電阻R2的電流有效值為I＝eq\f(ImR1,\r(2)R2)、電壓有效值為U＝eq\f(Um,\r(2))，電阻R2的電功率為P2＝UI＝eq\f(20,3)W，C對．3．一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動．在轉(zhuǎn)動過程中，線框中的最大磁通量為Φm，最大感應(yīng)電動勢為Em，下列說法中正確的是()A．當(dāng)線框磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動勢也為零B．線框轉(zhuǎn)動的角速度ω等于eq\f(Em,Φm)C．當(dāng)線框內(nèi)磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電動勢也在增大D．當(dāng)線框內(nèi)磁通量等于0.5Φm時(shí)，感應(yīng)電動勢等于0.5Em解析：選B.感應(yīng)電動勢是磁通量的變化率，線框磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動勢最大，A錯；由正弦式溝通電的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsinωt＝BSωsinωt＝Φmωsinωt，B對D錯；依據(jù)線圈從與磁場平行的位置轉(zhuǎn)到中性面的過程中，磁通量越來越大，磁通量的變化率越來越小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越來越小，C錯．故選B.4．在電路的MN間加一如圖所示的正弦溝通電，負(fù)載電阻為100Ω，若不考慮電表內(nèi)阻對電路的影響，則溝通電壓表和溝通電流表的讀數(shù)分別為()A．220V,2.20A B．311V,2.20AC．220V,3.11A D．311V,3.11A解析：選A.電壓表和電流表表示的都是有效值，依據(jù)圖象得出電壓的有效值是220V，依據(jù)歐姆定律得出電流的有效值是2.20A.5．如圖所示，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220V，電流表示數(shù)為10A，則高壓輸電線的送電功率為()A．2.2×103W B．2.2×102WC．2.2×108W D．2.2×104W解析：選C.由電流互感器知高壓輸電線中電流I＝1000A，由電壓互感器知高壓U＝220×103V，則高壓輸電線送電功率P＝UI＝2.2×108W.6．輸電導(dǎo)線的電阻為R，輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為()A．U1∶U2 B．Ueq\o\al(2,1)∶Ueq\o\al(2,2)C．Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1) D．U2∶U1解析：選C.由P＝UI得輸電線中的電流I＝eq\f(P,U)，輸電線上損失的功率P損＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R＝eq\f(P2R,U2)，即在輸送功率和輸電線電阻不變的狀況下，損失的功率與輸電電壓的平方成反比．所以兩次輸電線上損失的功率之比P損1∶P損2＝Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1)，選項(xiàng)C正確．7．(2022·日照高二檢測)如圖所示，T為抱負(fù)變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不行忽視，其余輸電線電阻可不計(jì)，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)()A．溝通電壓表V1和V2的示數(shù)確定都變小B．溝通電壓表只有V2的示數(shù)變小C．溝通電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大D．溝通電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變小解析：選B.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，整個(gè)電路電阻變小，電壓表V1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)變大，輸電線ab和cd的電壓增大，所以V2的示數(shù)變小，A3的示數(shù)變?。捎谳敵龉β试龃?，所以輸入功率增大，A1的示數(shù)增大，故只有選項(xiàng)B正確．二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．)8．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e－t圖象如圖所示，則()A．t1、t3時(shí)刻線圈通過中性面B．t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量最大C．t1、t3時(shí)刻線圈中磁通量變化率最大D．t2、t4時(shí)刻線圈平面與中性面垂直解析：選AD.t1、t3時(shí)刻，電動勢為零，線圈處在中性面位置，此時(shí)磁通量最大，磁通量變化率最小，A對C錯，t2、t4時(shí)刻，電動勢最大，線圈平面與中性面垂直，磁通量為零，B錯，D對．9．如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(\r(2),5π)T．單匝矩形線圈面積S＝1m2，電阻不計(jì)，繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動．線圈通過電刷與一抱負(fù)變壓器原線圈相接，A為溝通電流表．調(diào)整副線圈的滑動觸頭P，當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶2時(shí)，副線圈電路中標(biāo)有“36V,36W”的燈泡正常發(fā)光．以下推斷正確的是()A．電流表的示數(shù)為1AB．矩形線圈產(chǎn)生電動勢的有效值為18VC．從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開頭計(jì)時(shí)，矩形線圈電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律e＝18eq\r(2)sin90πtVD．若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將P適當(dāng)下移解析：選BC.由燈泡正常發(fā)光可得副線圈兩端電壓U2＝36V，I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(36,36)A＝1A，由于原副線圈匝數(shù)比為1∶2，此時(shí)原線圈兩端電壓U1＝eq\f(U2,n2)n1＝36×eq\f(1,2)V＝18V，電流I1＝eq\f(n2I2,n1)＝2A，故A錯誤，由于線圈內(nèi)阻不計(jì)，所以矩形線圈產(chǎn)生電動勢的有效值E＝U1＝18V，故B正確．矩形線圈產(chǎn)生電動勢的最大值Em＝eq\r(2)E＝18eq\r(2)V，由Em＝BSω得：ω＝eq\f(Em,BS)＝90πrad/s，若從中性面開頭計(jì)時(shí)，矩形線圈電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律e＝18eq\r(2)sin90πtV，故C正確；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，則U1增大，若保持U2不變，由U2＝eq\f(U1,n1)n2得：n2減小，應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D選項(xiàng)錯誤．10．(2021·高考山東卷)如圖甲是小型溝通發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，A為溝通電流表，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開頭計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，以下推斷正確的是()A．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC．0.01s時(shí)線圈平面與磁場方向平行D．0.02s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左解析：選AC.依據(jù)i-t圖象可知，電流最大值Im＝10eq\r(2)A，有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝10A，A選項(xiàng)正確；交變電流的周期T＝2×10－2s，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s.從圖示位置開頭轉(zhuǎn)動時(shí)，經(jīng)0.01s線圈回到水平狀態(tài)，線圈平面與磁場方向平行．依據(jù)右手定則，在0.02s時(shí)，線圈經(jīng)過一個(gè)周期，即在圖示位置，電阻R中的電流方向自左向右，因此選項(xiàng)A、C正確．11．如圖所示，在某溝通電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝600，n2＝120，電源電壓U1＝220V，原線圈中串聯(lián)一個(gè)0.2A的保險(xiǎn)絲，為保證保險(xiǎn)絲不被燒毀，則()A．負(fù)載功率不能超過44WB．副線圈電流最大值不能超過1AC．副線圈電流有效值不能超過1AD．副線圈電流有效值不能超過0.2A解析：選AC.由P入＝P出可知P入＝U1I1＝44W．又因eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故U2＝44V，故I2不能大于1A，負(fù)載功率不能超過44W.12．某種型號柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示．現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10－4Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時(shí)，下列說法中正確的是()型號AED6500S最大輸出功率60kW輸出電壓范圍220V～300VA.輸電線路中的電流為200AB．輸電線路損失的電功率為8000WC．發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300VD．假如該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦溝通電，則輸出電壓最大值是300V解析：選AB.I線＝I0＝eq\f(P0,U0)＝eq\f(4.4×104,220)A＝200A；線路損失電功率P線＝Ieq\o\al(2,線)R線＝8000W，線路兩端電壓U＝I線R線＝40V，所以發(fā)電機(jī)輸出電壓為260V；假如該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦溝通電，則輸出電壓最大值是260eq\r(2)V.三、非選擇題(本題共4小題，共42分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位．)13．(10分)如圖甲所示，在兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌兩端各接一只R＝1Ω的電阻，導(dǎo)軌間距L＝0.2m，導(dǎo)軌的電阻忽視不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T．一根電阻r＝0.3Ω的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌良好接觸，若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌的方向在PQ和MN之間運(yùn)動，其速度圖象如圖乙所示(正弦曲線)．求：(1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)整個(gè)電路在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量．解析：(1)由速度圖象得，某時(shí)刻導(dǎo)體棒運(yùn)動速度表達(dá)式v＝10sin(10πt)m/s(2分)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝BLv＝10BLsin(10πt)＝1.6sin(10πt)V(2分)(2)感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝10BL＝1.6V(1分)感應(yīng)電動勢的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(4,5)eq\r(2)V(1分)回路中的總電阻為R′＝r＋eq\f(R,2)＝0.8Ω(1分)電流I＝eq\f(E,R′)＝eq\r(2)A(1分)整個(gè)電路在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q＝I2R′t＝96J．(2分)答案：(1)e＝1.6sin(10πt)V(2)96J14．(10分)如圖所示，一抱負(fù)變壓器上繞有A、B、C三個(gè)線圈，匝數(shù)比nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，在副線圈B和C的兩端各接一個(gè)相同的電阻R，當(dāng)原線圈A與交變電源連接時(shí)，交變電流表A2的示數(shù)為I0，則交變電流表A1的示數(shù)為多少？解析：由eq\f(UB,UC)＝eq\f(nB,nC)＝2(1分)可得UC＝eq\f(1,2)UB，IC＝eq\f(1,2)I0(2分)對于抱負(fù)變壓器有P1＝P2＋P3，(2分)即IAUA＝I0UB＋I(xiàn)CUC(1分)所以IA＝eq\f(UB,UA)I0＋eq\f(UC,UA)IC＝eq\f(nB,nA)I0＋eq\f(nC,nA)×eq\f(1,2)I0(2分)解得IA＝5I0/8.(2分)答案：5I0/815．(10分)溝通發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動．一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(\r(2),π)T．假如用此發(fā)電機(jī)帶動兩個(gè)標(biāo)有“220V,11kW”的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)抱負(fù)變壓器，電路如圖所示．求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的溝通電流表的示數(shù)為多少？解析：(1)依據(jù)Em＝NBSω＝1100eq\r(2)V(2分)得輸出電壓的有效值為U1＝eq\f(Em,\r(2))＝1100V(1分)(2)依據(jù)eq\