【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第10章綜合測(cè)試題

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1、第十章綜合測(cè)試題 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，考試時(shí)間90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．某水利發(fā)電站發(fā)電機(jī)發(fā)電后，先通過(guò)電站附近的升壓變壓器升壓后，再通過(guò)輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處的降壓變壓器，降壓后，再用線路輸送到各用戶．設(shè)發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定且兩變壓器均為理想變壓器．在用電高峰期，白熾燈不夠亮，但用電總功率卻增加較大，這時(shí)與用電低谷時(shí)比較(　　)

2、 A．升壓變壓器的副線圈兩端的電壓變小 B．高壓輸電線路的電壓損失變大 C．降壓變壓器副線圈中的電流變小 D．降壓變壓器副線圈兩端的電壓變大 [答案]　B [解析]　升壓變壓器的輸入電壓不變，輸出電壓也不變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；此時(shí)輸電線路輸電功率變大，輸電電壓不變，輸電電流變大，電壓損失ΔU＝ΔI×R線也變大，B選項(xiàng)正確；降壓變壓器輸入電壓降低，輸出電壓降低，但輸出功率變大，輸出電流變大，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．(2020·豫南九校模擬)如圖所示，a、b間接入電壓u＝311sin314t(V)的正弦交流電，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，所有

3、電表均為理想電表，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過(guò)R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)，R3為一定值電阻．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大 B．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小 C．V1的示數(shù)減小，V2的示數(shù)減小 D．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小 [答案]　BD [解析]　半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度升高電阻減小，因?yàn)樽儔浩鬏斎腚妷簺Q定輸出電壓，a、b間接入的交流電不變，因此V1示數(shù)不變，變壓器輸出電壓不變，R2減小，變壓器總輸出電流增大，變壓器輸出電流決定輸入電流，A1示數(shù)也變大；由副線圈連接的電

4、路分析可知V2示數(shù)減小，A2示數(shù)減?。? 3.如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈固定在圖示位置，線圈與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合電路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端：U形磁鐵以線圈的中心軸線OO′為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知U形磁鐵兩極間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，取磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)刻t＝0.則(　　) A．在t＝0時(shí)刻，線圈處于中性面，流過(guò)電阻R的電流為0 B．1s內(nèi)流過(guò)電阻R的電流方向改變次 C．線圈匝數(shù)減少為原來(lái)的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大到原來(lái)2倍，電壓表讀數(shù)不變 D．在電阻R的兩端再并聯(lián)一只阻值為R 的電阻后，電壓表的讀數(shù)不變 [答案]　BC [解析]　在

5、t＝0時(shí)刻，線圈中的磁通量最小，線圈處于垂直于中性面的位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，流過(guò)電阻R的電流為最大值，A錯(cuò)；由于一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，1s內(nèi)流過(guò)電阻R的電流方向改變的次數(shù)為n＝2f＝，B正確；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，線圈匝數(shù)減少為原來(lái)的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來(lái)2倍．E m不變，由于產(chǎn)生的交變電流為正弦交變電流，因此其有效值為E＝也不變，則電壓表讀數(shù)不變，C正確；并聯(lián)一個(gè)電阻，電壓表讀數(shù)會(huì)減小，D錯(cuò)． 4．(2020·蘇錫常鎮(zhèn)四市模擬)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1，R1＝10Ω，R2＝20Ω，電容器電容C＝100μF.已知電阻R1兩端的正

6、弦交流電壓如圖乙所示，則(　　) A．原線圈輸入電壓的最大值400V B．交流電的頻率為100Hz C．電容器所帶電荷量恒為2×10－3C D．電阻R1消耗的電功率為20W [答案]　AD [解析]　由圖乙知變壓器輸出的電壓最大值為20V，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1，所以原線圈輸入電壓的最大值為400V，A選項(xiàng)正確；副線圈交流電的周期為0.02s，頻率為50Hz，原、副線圈交流電的頻率一致，B選項(xiàng)不正確；電容器所帶電荷量為CU＝1.414×10－3C，C選項(xiàng)不正確；R1消耗的電功率P＝＝20W，D選項(xiàng)正確． 5．一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈

7、與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，副線圈僅接入一個(gè)10Ω的電阻．則(　　) A．流過(guò)電阻的最大電流是20A B．與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141V C．變壓器的輸入功率是1×103W D．在交變電流變化的一個(gè)周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是2×103J [答案]　C [解析]　由變壓器原、副線圈的電壓和匝數(shù)的關(guān)系，求出副線圈兩端的電壓為U2＝100V, 流過(guò)電阻的最大電流是10A，與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是交變電流的有效值，應(yīng)是100V，變壓器的輸入功率和輸出功率相等，P＝＝1×103W，在一個(gè)周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的熱量Q＝Pt＝1×103×2×10－2J＝20J

8、.綜上，C正確． 6.如圖所示是一臺(tái)家用臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)原理圖，自耦變壓器接入正弦交流電壓，電流表、 電壓表分別為理想交流電流表和理想交流電壓表．若將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)，則(　　) A．電壓表的示數(shù)變大 B．變壓器的輸出功率變大 C．電流表的示數(shù)變小 D．電流表的示數(shù)變大 [答案]　ABD [解析]　當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，自耦變壓器“副線圈”匝數(shù)增大，由＝可知“副線圈”兩端電壓增大，臺(tái)燈的功率變大，A、B兩項(xiàng)正確；由于理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，且輸入電壓不變，故電流表示數(shù)變大，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確． 7．(2020·北京西城模擬)圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈的

9、匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為10∶1.變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式電壓，兩個(gè)20Ω的定值電阻串聯(lián)接在副線圈兩端．電壓表為理想電表．則(　　) A．原線圈上電壓的有效值為100V B．原線圈上電壓的有效值約為70.7V C．電壓表的讀數(shù)為5.0V D．電壓表的讀數(shù)約為3.5V [答案]　BD [解析]　本題考查交流電圖象的應(yīng)用及理想變壓器與閉合電路． 由圖乙可得該正弦交流電的峰值為100V，所以其有效值為：u＝＝70.7V，A錯(cuò)誤，B正確；由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于相應(yīng)的匝數(shù)比可得：＝?u2＝，其中：u1有＝u＝＝70.7V，所以u(píng)2有＝7.07V，故副線圈上

10、的電壓表的讀數(shù)為：uV＝u2有≈3.5V，D正確，C錯(cuò)誤． 8．(2020·南京模擬)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R＝10Ω，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開(kāi)始原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22V B．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接且t＝0.01s時(shí)，電流表示數(shù)為零 C．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大 D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5Hz [答案]　AC [解析]　原線圈輸入電壓

11、的有效值為U1＝V＝220V，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，U2＝U1＝22V，A選項(xiàng)正確；當(dāng)t＝0.01s時(shí)，電流表示數(shù)不為零，電流表測(cè)量的是有效值，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b時(shí)，U＝U1＝44V，輸出功率增大，原線圈的輸入功率也增大，此時(shí)輸出電壓的頻率不變，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 9．“5·12”汶川大地震發(fā)生后，山東省某公司向?yàn)?zāi)區(qū)北川捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)．該柴油發(fā)電機(jī)說(shuō)明書(shū)的部分內(nèi)容如下表所示．現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)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(zhǎng)度的電阻為2.5×10－4Ω/m.安置區(qū)

12、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(shuō)法中正確的是(　　) 型　號(hào) AED6500S 最大輸出功率 60kW 輸出電壓范圍 220V～300V A.輸電線路中的電流為20A B．輸電線路損失的電功率為8000W C．發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300V D．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300V [答案]　B [解析]　I線＝I0＝＝A＝200A；線路損失功率P線＝IR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；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是260V. 10．面積為S的

13、兩個(gè)電阻相同的線圈，分別放在如圖所示的磁場(chǎng)中，圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖乙中磁場(chǎng)變化規(guī)律為B＝B0cos，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則(　　) A．兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同 B．兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻不同 C．經(jīng)相同的時(shí)間t(t>T)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同 D．從此時(shí)刻起，經(jīng)T/4時(shí)間，流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量相同 [答案]　ACD [解析]　圖甲中的磁通量變化規(guī)律為Φ甲＝B0Scost，圖乙中磁通量的變化規(guī)律為Φ 乙＝B0Scost. 由于兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同，則兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律相同，到達(dá)最大值的

14、時(shí)刻也相同，有效值E也相同．又因兩線圈電阻相同，所以Q＝t也相同．經(jīng)過(guò)時(shí)間，流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量q＝·也相同．故A、C、D三項(xiàng)正確．第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分．把答案直接填在橫線上) 11．(6分)有一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為1320匝、144匝，將原線圈接在220V的交流電壓上，副線圈上電壓為_(kāi)_______V，穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率為_(kāi)_______Wb/s. [答案]　24　 [解析]　由＝得U2＝24V，穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率等于每一匝線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的最大值，即 m＝＝Wb/s＝Wb/s. 12．(

15、6分)如圖所示，水平銅盤半徑為r，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，銅盤繞中心軸以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，銅盤的中心及邊緣處分別用滑片與一理想變壓器的原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n，變壓器的負(fù)線圈與一電阻為R的負(fù)載相連，則變壓器原線圈兩端的電壓為_(kāi)_______，通過(guò)負(fù)載R的電流為_(kāi)_______． [答案]　Bωr2　0 [解析]　原線圈兩端的電壓等于銅盤的邊緣和中心的電勢(shì)差，等效于一根長(zhǎng)為r的棒繞圓心以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，其兩端的電勢(shì)差為Bωr2，顯然為一定值，所以，副線圈中無(wú)電流． 13．(6分)如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)線圈共50匝，ab＝0.2m，bc＝0

16、.1m，總電阻為10Ω，它在B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從中性面位置開(kāi)始以100r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路中接有R為40Ω的電阻，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/4周期時(shí)，則： (1)電流表的讀數(shù)是________A； (2)電壓表的讀數(shù)是________V； (3)這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)外電阻R的電量q是________C； (4)在外電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q是________J. [答案]　(1)4.4　(2)176　(3)0.01　(4)1.94 [解析]　(1)電動(dòng)勢(shì)最大值為： Em＝nBSω＝50×0.5×0.02×200πV＝100πV 有效值：E＝＝50πA 電流表示數(shù)：I＝＝A＝4.4A

17、 (2)電壓表讀數(shù)： U＝IR＝4.4×40V＝176V (3)電量為：q＝·Δt＝·Δt＝0.01C (4)電熱為：Q＝I2R＝1.94J 三、論述計(jì)算題(共4小題，共42分．解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位) 14．(10分)(10分)交流發(fā)電機(jī)的原理如圖(甲)所示，閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示，已知線圈的電阻為R＝2.0Ω，求： (1)通過(guò)線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值是多少？ (2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是多少

18、？ (3)線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是多少？ (4)保持線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，1min內(nèi)外力對(duì)線圈做的功是多少？ [答案]　(1)2A　(2)4×10－3s　(3)4W　(4)240J [解析]　(1)由題圖知，Im＝2A (2)T＝4×10－3s (3)電流有效值I＝Im/ 電阻上產(chǎn)生的電熱功率P＝I2R＝R＝4W (4)外力對(duì)線圈做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，1min內(nèi)外力對(duì)線圈做的功W＝Pt＝240J 15．(10分)為了減少因火電站中煤的燃燒對(duì)大氣的污染，目前正大力發(fā)展水電站．某一水電站發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)為：水以v1＝3m/s的速度流入水輪機(jī)后以v2＝1m/s的速度流出，

19、流出水位比流入的水位低100m，水流量為Q＝100m3/s，水輪機(jī)效率為75%，發(fā)電機(jī)效率為80%，求：(g＝10m/s2，水的密度ρ＝103kg/m3) (1)發(fā)電機(jī)組的輸出功率是多少？ (2)如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為24kV，輸電線路中能量損失為0.05%，輸電線電阻為19.5Ω，那么所需升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少？ [答案]　(1)6.02×107W　(2)1∶64 [解析]　(1)時(shí)間t內(nèi)水流質(zhì)量m＝ρQt 水輪機(jī)獲得的機(jī)械能 E＝[mgh＋m(v－v)]×75% 則發(fā)電機(jī)輸出的電能E電＝E×80% 發(fā)電機(jī)的輸出功率 P0＝≈6.02×107W (2)發(fā)電機(jī)的輸

20、出電流 I1＝P0/U1≈2508A 輸電線路損失ΔP＝P0×0.05% 輸電電流滿足I＝ΔP/R，得I2≈39.3A 則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比： n1∶n2＝I2∶I1≈1∶64 16．(11分)如圖，理想變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300V，副線圈兩端電壓U2為220V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U＝2V.求： (1)原線圈n1等于多少匝？ (2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表A2的示數(shù)I2＝5A.則電流表A1的示數(shù)I1為多少？ (3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)I1′等于多少？ [答案]　(1)1650匝　(2)A

21、　(3)A [解析]　(1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得： U1/n1＝U2/n2，則n1＝1650匝． (2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有： U1I1＝U2I2，I1＝＝A (3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有：RL＝U2/I2＝44Ω.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈總電阻為R′，有R′＝RL/2＝22Ω，副線圈中的總電流為I2′，則I2′＝U2/R′＝10A.由U1I1′＝U2I2′可知，I1′＝＝A 17．(11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)軌的電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ 0.8T.一根電阻r＝0.3Ω

22、的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌的方向在PQ和MN之間運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖乙所示．求： (1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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． [答案]　(1)e＝1.6sin10πt　(2)96J [解析]　(1)由速度圖象可得，某時(shí)刻導(dǎo)體棒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度 表達(dá)式vt＝10sin10πt(m/s) 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝Blvt＝10BLsin10πt＝1.6sin10πt (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝1.6V 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝Em/ 回路中的總電阻為R′＝r＋R/2＝0.8Ω 回路中的電流I＝E/R′＝＝A 整個(gè)電路在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為　Q＝I2R′t＝96J