人教版高中物理选修32第五章综合能力测试docx.docx

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高中物理学习材料

唐玲收集整理

第五章综合能力测试

本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，时间90分钟

第Ⅰ卷（选择题　共40分）

一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．（2010·北师大附中高二期中）在下列四幅交流电的图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（　　）

2．（2011·绵阳中学高二期末）如下图所示为一理想自耦变压器的电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡．在A、B两点间加上交变电压U1时，四个灯泡均能正常发光，若C、D两点间的电压为U2，则U1:

U2为（　　）

A．1:

1　　　　　B．2:

1

C．3:

1D．4:

1

3．下图是电子技术中常用的电路．a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“—”表示．关于负载电阻R中通过的电流，有以下说法，其中正确的是（　　）

A．甲图中R通过的是低频电流

B．乙图中R通过的是高频电流

C．丙图中R通过的是直流电流

D．丁图中R通过的是高频电流

4．如下图甲所示，R＝10Ω的电阻中有图乙所示的电流通过，则电压表的示数为（　　）

A．2

V　　　　　　　　B．10

V

C.

VD．20V

5．一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如下图所示，如果负载电阻的滑动片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（均为理想电表）（　　）

A．V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大

B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大

C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小

D．V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小

6．（2011·临沂模拟）电阻R1、R2和交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t的变化情况如图乙所示．则（　　）

A．通过R1的电流的有效值是1.2A

B．R1两端的电压有效值是6V

C．通过R2的电流的有效值是1.2

A

D．R2两端的电压有效值是6

V

7．（2011·中山模拟）面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中．甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为B＝B0cos

t，从图示时刻（t＝0时刻）起计时，则（　　）

A．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B0Scos

t

B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同

C．两线圈中产生的交变电流的有效值不同

D．从此刻起，T/4时间流过线圈截面的电量相同

8．（2010·山东）一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是（　　）

A．副线圈输出电压的频率为50Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31V

C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向右移动时，变压器的输出功率增加

9．如下图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较（　　）

A．W1＝W2B．W1>W2

C．W1

10．如下图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1:

n2＝3:

1，则图（a）中L1的功率和图（b）中L1的功率分别为（　　）

A．P、PB．9P、

P

C.

P、9PD.

P、9P

第Ⅱ卷（非选择题　共60分）

二、填空题（共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上）

11．一交流电压随时间变化的图象如下图所示，则此交流电的频率是________Hz，若将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________A.

12．如下图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5T，线圈匝数n＝50，每匝线圈面积为0.48m2，转速为150r/min，线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始计时．交变感应电动势瞬时值的表达式是________．

13．如下图所示为一理想自耦变压器，当它的滑键P向b方向移动时，R和R′保持不变，电压表读数将________，电流表的读数将________；若P的位置不动，滑动片Q向上滑动时，电压表的读数将__________，电流表的读数将________．（填“增大”、“减少”或“不变”，R表示滑动变阻器的总电阻）

三、论述·计算题（共4小题，42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

14．（10分）如下图所示，曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图，图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动，设线框由N＝800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S＝20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感应强度B＝0.010T，自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4.0cm，大齿轮的半径R3＝10.0cm，现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2V（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）

15．（10分）一理想变压器原、副线圈匝数比为4:

1，原线圈接入U1＝1410sin100πtV的交流电，副线圈通过电阻R＝1Ω的导线对标有“220V,40W”字样的白炽灯供电，问能供多少盏灯正常工作？

16．（2011·嘉定模拟）（10分）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω.

（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率．

（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1:

n2＝22:

1的变压器降压，求用户得到的电压．

17．（12分）（2011·河南大学附中高二期末）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S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝

T.如果用此发电机带动两个标有“220V11kW”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，电路如下图．求：

（1）发电机的输出电压为多少？

（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少？

详解答案

1答案：

C

解析：

我国日常生活所用交流电的峰值为311伏，周期为0.02s所以C项正确．

2答案：

D

解析：

四灯正常发光，电流相等，设为I，则I1＝I，I2＝3I.

＝

＝

，即

＝

而U2＝U

，U1＝U

＋IR＝U

＋U2＝4U2

∴

＝

，故D选项正确．

3答案：

AC

解析：

甲图中，电容器隔直流，R通过低频电流；乙图中，电容器可以和高频交流电形成通路；丙图中，电容器C很大，容抗较小，可以通过低频电流，则R中通过直流电流；丁图中，电感器L很大，f越高，感抗越大，阻碍高频电流通过，R中通过低频电流，故选项A、C正确．

4答案：

D

解析：

电压表的示数为有效值，先根据图象乙求出R中电流的有效值．取一个周期为0.2s，分为两段，Q1＝

2R×0.1＝0.8R，Q2＝0，Q＝I2R×0.2＝0.8R，有效值为I＝2A，所以U＝IR＝2×10V＝20V.

5答案：

C

解析：

理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故电压表V1，V2示数不变；滑片P向上移，使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流I2减小，由于变压比不变．故原线圈中的电流也将减小；输出功率P出＝U2I2减小，P入＝P出，因而输入功率也将减小．

6答案：

B

解析：

通过R1和R2的电流的有效值都是0.6A，故A、C错，R2两端的电压有效值是12V，故D错，R1两端的电压有效值是6V，故B正确.

7答案：

AD

解析：

由于线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动，所以其角速度为

，在面积相同的情况下，两者的磁通量变化规律均为Φ＝B0Scos

t，那么二者实际产生的交变电流是相同的，因此感应电动势达到最大值的时刻、交变电流的有效值、T/4时间内流过线圈截面的电量都是相同的．

8答案：

AD

解析：

副线圈输出电压的频率等于输入电压的频率f＝

＝50Hz，故选项A正确；原线圈输入电压的有效值，u1＝

V＝220V，由

＝

知，U2＝22V，故选项B错误；原、副线圈的电流比

＝

＝

，故选项C错误；变压器的输出功率P＝

，P向右移动时，RP减小，所以P变大，故选项D正确．

9答案：

B

解析：

匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab变速运动，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少．

10答案：

B

解析：

图（a）中L2的功率为P，则L2上电压为U2＝

，原线圈中电压U1＝3U2＝3

，L1两端电压与U1相等，则L1所消耗功率PL1＝

＝

＝9P，图（b）中L2、L3功率相同，变压器的输出功率为2P，原线圈电压U′1＝3U2＝3

，原线圈中电流I′1＝

，灯L1上消耗功率为P′L1＝I′

R＝

R＝

P，故B正确．

11答案：

50　200　0.14

解析：

由图知T＝0.02s，Um＝200V而f＝

∴f＝50Hz，电容器耐压值应不小于200V，

I＝

·

＝

A＝0.14A.

∵保险丝熔断电流指有效值

∴电路中保险丝熔断电流不能低于0.14A.

12答案：

e＝188sin（5πt）V

解析：

当线圈平面经过中性面时开始计时，则线圈在时间t内转过的角度为ωt，于是瞬时感应电动势e＝Emsinωt.

其中Em＝nBSω＝50×0.5×0.48×5πV≈188V，

所以e＝188sin（5πt）V.

13答案：

减小　减小　不变　增大

解析：

电源的电压设为U1，电压表的读数是副线圈两端电压，设为U2，那么U2＝

U1.当P向b移动时，n1变大，n2不变，所以U2变小即电压表示数将变小，如果R和R′不变，则副线圈中的电流将变小，原线圈中的电流将变小，即安培表的读数将变小．

当P的位置不变时副线圈两端电压不变，故电压表的示数不变，滑动变阻器的触头向上滑动时，总电阻减小，副线圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即安培表的示数将增大．

14答案：

ω3＝3.2rad/s

解析：

设摩擦小轮的角速度为ω，发电机输出电压为：

U＝

＝

①

设自行车车轮的角速度为ω1，小齿轮和大齿轮的角速度分别为ω2和ω3则有：

ωr0＝ω1R1②

ω1＝ω2③

ω3R3＝ω2R2④

解①②③④联立方程组可得：

ω3＝

代入数据可得：

ω3＝3.2rad·s－1

15答案：

165盏

解析：

原线圈电压有效值：

U1＝

＝

V＝1000V，

副线圈电压有效值：

U2＝

U1＝

×1000V＝250V，

每盏灯额定电流：

I0＝

＝

A＝

A，

由U2＝220V＋I2R＝220V＋NI0R，

得N＝

＝

盏＝165盏．

16答案：

（1）16.62kW　

（2）226.18V

解析：

（1）输电线上的电流强度为

I＝

＝

A＝52.63A

输电线路损耗的功率为

P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW

（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为

I′＝

＝

A＝4A

用户端在变压器降压前获得的电压

U1＝U′－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V

根据

＝

，用户得到的电压为

U2＝

U1＝

×4976V＝226.18V

17答案：

（1）1100V　

（2）5:

1　（3）20A

解析：

（1）根据Em＝NBSω＝1100

V

得输出电压的有效值为U1＝

＝1100V

（2）根据

＝

得

＝

（3）根据P入＝P出＝2.2×104W

再根据P入＝U1I1，解得I1＝20A