2020年高考物理總復習 10單元過關檢測 新人教版選修3-2

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1、單元過關檢測 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本大題共10個小題，每小題5分，共計50分．每小題至少有一個答案正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)) 1．如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉 軸OO′以恒定的角速度ω轉動，從線圈平面與磁場方向平行時 開始計時，則在0～這段時間內(nèi)(　　) A．線圈中的感應電流一直在減小 B．線圈中的感應電流先增大后減小 C．穿過線圈的磁通量一直在減小 D．穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小 解析：線圈從圖示位置開始計時，其瞬時感應電流為i＝Imcos ωt，在0～內(nèi)，ωt由0 到，所以感應電流在減小

2、，感應電動勢在減小，因此也在減小，A、D正確，B錯 誤．但線圈平面與磁場方向的夾角在增大，因而穿過線圈的磁通量增大，C錯誤． 答案：AD 2． 如圖所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220 V和10 A，已知圖(甲)中 原、副線圈匝數(shù)比為100∶1，圖(乙)中原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，則(　　) A．圖(甲)中的電表是電壓表，輸電電壓為22 000 V B．圖(甲)是電流互感器，輸電電流是100 A C．圖(乙)中的電表是電壓表，輸電電壓為22 000 V D．圖(乙)是電流互感器，輸電電流是10 A 解析：根據(jù)輸入端的連接關系可知，題圖(甲)為電壓互感

3、器，圖中電表為電壓表；圖(乙) 為電流互感器，圖中的電表為電流表．根據(jù)變壓器的電壓、電流與匝數(shù)的關系可得，圖 (甲) 中原副線圈電壓關系為＝，所以輸電電壓U1＝22 000 V；圖(乙)中原副線中 (乙) 電流關系為＝，所以輸電電流I1＝100 A，故A正確． 答案：A 3．(2020年北京海淀期末)如圖所示，矩形導體線圈abcd在勻強磁場中繞垂直 于磁感線的對稱軸OO′勻速轉動，沿著OO′方向觀察，線圈沿逆時針 方向轉動．已知勻強磁場的磁感應強度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊 長為L1，ad邊的邊長為L2，線圈電阻為R，轉動的角速度為ω，則當線 圈轉至圖示位置時(　　)

4、A．線圈中感應電流的方向為abcda B．線圈中的感應電動勢為2nBL2ω C．穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大 D．線圈ad邊所受安培力的大小為 解析：由右手定則可知，ad棒中的電流從a到d，選項A錯誤；圖示位置兩根導體棒 ad、bc同時切割磁感線，感應電動勢E＝2nBL2v＝2nBL2·ω＝nBL2·L1ω，選項B錯誤； 此位置穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，選項C正確；ad邊所受安培 力的大小為F安＝nBIL2＝nBL2＝，選項D正確． 答案：CD 4．(2020年浙江理綜)如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800 和n2＝200的兩個線圈，上線圈

5、兩端與u＝51 sin 314t V的交流電 源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是 (　　) A．2.0 V　　　　　　　 B．9.0 V C．12.7 V D．144.0 V 解析：若未考慮鐵芯的漏磁因素，上線圈電壓有效值U1＝＝36 V，按變壓器的變壓 比＝得U2＝U1＝9.0 V，而實際上副線圈磁通量Φ2<Φ1，由U＝n得>，則 應選A. 答案：A 5．如圖所示，理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為n1，次級線圈的匝數(shù)為n2， 初級線圈的兩端a、b接正弦交流電，電壓表V的示數(shù)為220 V，負 載電阻為R＝44 Ω，電流表A1的示數(shù)是

6、0.20 A．下列說法正確的是 (　　) A．初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為2∶1 B．初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為5∶1 C．電流表A2的示數(shù)為1.0 A D．電流表A2的示數(shù)為0.4 A 解析：由P入＝P出得：220×0.2＝I×44，I2＝1 A，C正確、D錯誤．U2＝I2R2＝44 V， 所以匝數(shù)比＝＝＝，B正確、A錯誤． 答案：BC 6． 如圖所示，一個匝數(shù)為10的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸 勻速轉動，周期為T.若把萬用電表的選擇開關撥到交流電壓擋，測得a、 b兩點間的電壓為20.0 V，則可知：從中性面開始計時，當t＝T/8時，穿過線圈的磁通量的變化率

7、約為(　　) A．1.41 Wb/s B．2.0 Wb/s C．14.1 Wb/s D．20.0 Wb/s 解析：由于電壓表測量的是交變電流有效值，由此可以計算出交變電壓的最大值為Em ＝E＝20 V；交變電壓的瞬時表達式為：e＝20sin t；當t＝T/8時的瞬時值 為：e＝20 V；由法拉第電磁感應定律知，對應該時刻磁通量的變化率為＝2.0 Wb/s， 故B正確． 答案：B 7． 如圖所示，P為一理想自耦變壓器的滑片，Q為滑動變阻器的滑 動觸頭．在輸入交變電壓一定的條件下，下列說法正確的是 (　　) A．Q不動，P向下移動，電流表示數(shù)減小，電壓

8、表示數(shù)增大 B．Q不動，P向上移動，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小 C．P不動，Q向上移動，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)不變 D．P不動，Q向下移動，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)不變 解析：題圖為升壓自耦變壓器，當Q不變P下移時，n1減小U2增大，副線圈電流I2＝ 增大，原線圈電流I1增大， 讀數(shù)增大，故A錯誤；當Q不變P上移時n1增大U2 減小， 讀數(shù)減小，I2減小，I1也減小，B正確；當P不動時n1不變，由＝知 U2不變， 讀數(shù)不變，Q上移R減小I2增大I1增大， 讀數(shù)增大，C正確，D錯 誤． 答案：BC 8． 如圖甲，兩個相同的燈泡串聯(lián)，并和電壓表、電流表一起連接在正弦交

9、變電源上，每只 燈泡的電阻R＝110 Ω.如圖乙是交變電源輸出電壓隨時間t變化的圖象，則(　　) A．電壓表讀數(shù)是311 V B．電流表讀數(shù)是 A C．每只小燈泡兩端電壓隨時間變化的規(guī)律是UR＝ 311cos (100πt) V D．通過每只燈泡的電流隨時間變化的規(guī)律是i＝cos (100πt) A 解析：由題圖乙，輸出電壓最大值為311 V，則有效值為220 V，故電壓表示數(shù)應為220 V，A錯．電流表示數(shù)為1 A，B錯．燈泡兩端電壓隨時間變化規(guī)律為UR＝cos (100πt) V，C錯．電流i＝cos (100πt) A，D正確． 答案：D 9． 某小型水電站的電

10、能輸送示意圖如下圖所示，發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電 阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別 為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則(　　) A.> B.< C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 解析：由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率， P出－P損＝P入，故D正確.＝，＝，因為U1＝200 VU3＝U2 －U線，故>，A正確． 答案：AD 10．(2

11、020年福建理綜)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20 Ω， L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關．原線圈接正弦交變電源，輸入 電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光．下列 說法正確的是(　　) A．輸入電壓u的表達式u＝20sin (50πt) V B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光 C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大 D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W 解析：由圖象可知Um＝20 V，T＝0.02 s，故ω＝＝100π rad/s，即輸入電壓u的 表達式u＝20

12、sin (100πt)V，所以A項錯誤．斷開S2后兩燈泡串聯(lián)，總電壓仍為4 V， 所以L1、L2均不能正常發(fā)光，B項錯誤．根據(jù)P入＝P出＝可知斷開S2后R增大，P入 變小，C項錯誤．若S1接2，由P＝可得P＝ W＝0.8 W，故答案為D. 答案：D 二、非選擇題(本題共6小題，共50分，解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11．(4分)當光照射到光敏電阻上時，光敏電阻的阻值________(填“變大”、“不變”或“變 小”)．半導體熱敏電阻是利用半導體材料的電阻率隨________變化而改變的特性制成 的． 解析：本題考查傳感器中兩個常用元件

13、光敏電阻和熱敏電阻的性質．光敏電阻的感光元 件，它的阻值隨光照強度的增強而減小，它可把光學量變?yōu)殡娮柽@一電學量，常用以制 造光控開關，熱敏電阻對溫度反應敏感． 答案：變小　溫度 12．(6分)如下圖(a)所示是在溫度為10 ℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi) 的電阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖 線如下圖(b)所示，當a、b端電壓Uab＜0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內(nèi)的 電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當Uab＞0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，則恒 溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在________℃.并簡

14、述其原理． 解析：當Uab＝0時，設通過R1與R2的電流是I1、通過R3及Rt的電流是I2，則有I1R1 ＝I2R3、I1R2＝I2Rt，兩式相比得Rt＝R3＝20 kΩ，從圖可得，Rt＝20 kΩ時對應的溫 度約是35 ℃. 答案：35　其原理為：當熱敏電阻的溫度(即恒溫箱內(nèi)的溫度)高于35 ℃時，其電阻將小 于20 kΩ，則I2將增大，R3兩端電壓增大，b點電勢將降低，使得Uab＞0，據(jù)題意，此 時電壓鑒別器使S斷開，電熱絲停止工作，溫度就逐漸降低；當熱敏電阻的溫度低于35 ℃時，其電阻將大于20 kΩ，則I2將減小，R3兩端電壓減小，b點電勢將升高，使得 Uab＜0，

15、據(jù)題意，此時電壓鑒別器使S閉合，電熱絲工作，溫度又逐漸升高．這樣就使 得恒溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在35 ℃了． 13．(9分)如圖(乙)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 兩端加如圖(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，才能使副線圈電路中電流表的示數(shù)不超過2.0 A? 解析：(1)U1＝＝220 V 由＝ 得U2＝U1＝11 V. (2)I2＝≤2.0 A 得出R≥ Ω＝5.5 Ω. 答案：(1)11 V　(2)R≥5.5 Ω 14．(9分)交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場

16、中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉 動．一小型發(fā)電機的線圈共220 匝，線圈面積S＝0.05 m2，線圈轉動的頻率為50 Hz， 線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應強度B＝ T．用此發(fā)電機所發(fā)出的交流電帶動兩個標 有“220 V、11 kW”的電動機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個 理想變壓器，電路如圖所示，求： (1)發(fā)電機的輸出電壓為多少？ (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)的交流電流表的示數(shù)為多大？ 解析：(1)根據(jù)Em＝NBSω＝1 100 V 得輸出電壓的有效值為U1＝＝1 100 V. (2)根據(jù)＝得＝5∶1. (3)根

17、據(jù)P入＝P出＝2.2×104 W 再根據(jù)P入＝U1I1，解得I1＝20 A. 答案：(1)1 100 V　(2)5∶1　(3)20 A 15．(10分)如圖甲所示，邊長為L、電阻為R/2的正方形線框abcd通過 滑環(huán)與一阻值為R的電阻連成閉合回路，線框置于均勻輻向磁場中， 圖乙是磁場與線框的俯視圖，線框的ab、cd兩邊所在處的磁感應強 度大小均為B，在線框繞其中心軸以角速度ω勻速轉動的過程中， 求： (1)電流表的示數(shù)： (2)兩滑環(huán)間的電壓； (3)線框轉動一周的過程中外力對線框所做的功． 解析：(1)線框在轉動過程中，ab、cd兩邊切割磁感線，且速度方向始終跟磁場垂直

18、， 切割的速度v＝ω 產(chǎn)生的感應電動勢E＝2BLv＝BωL2 故I＝＝ (2)兩滑環(huán)間的電壓為路端電壓U＝BωL2 (3)線框做勻速轉動，外力對線框所做的功等于回路中產(chǎn)生的電能 故W＝t＝ 答案：(1)　(2)BωL2　(3) 16．(12分)三峽水利樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關鍵工程，是中國規(guī)模最大的水利工程， 樞紐控制流域面積1.0×106 km2，占長江流域面積的56%，壩址處年平均流量為Q＝ 4.51×1011 m3，水利樞紐的主要任務包括防洪、發(fā)電、航運三方面．在發(fā)電方面，三峽 電站安裝水輪發(fā)電機組26臺，總裝機容量(指26臺發(fā)電機組同時工作時的總發(fā)電功率)

19、 為P＝1.82×107 kW，年平均發(fā)電量約為W＝8.40×1010 kW·h.該工程于2020年全部竣 工，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個地區(qū)的供電緊張局面．閱讀上述資 料，解答下列問題(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)： (1)若三峽電站上、下游水位差按H＝100 m計算，試推導三峽電站將水流的勢能轉化為 電能的效率η的公式，并計算出效率η的數(shù)值． (2)若26臺發(fā)電機組全部建成并發(fā)電，要達到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機組平均年發(fā) 電時間t為多少天？ (3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，送電功率為P1＝4.5×106 kW，采用超高壓輸電， 輸電電壓為U＝5×105 V，而發(fā)電機輸出的電壓約為U0＝1.8×104 V．要使輸電線上損 耗的功率等于輸送電功率的5%，求：發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和輸電 線路的總電阻． 解析：(1)電站能量轉化效率為： η＝＝＝×100% 代入數(shù)據(jù)： η＝×100%≈67.1%. (2)據(jù)P＝，有t＝＝≈192.3天． (3)升壓變壓器匝數(shù)比為： ＝＝＝. 據(jù)P1＝IU，得I＝9.0×103 A. 由P損＝I2R＝5%P1，得R＝2.78 Ω. 答案：(1)η＝×100%　67.1%　(2)192.3天　(3)9∶250　2.78Ω