2024-2025學年高二物理選擇性必修第二冊（粵教版）第三章測評卷

第三章測評卷(滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.根據(jù)交變電流瞬時值表達式i=5sin500t(A)可知,從開始計時起,第一次出現(xiàn)電流峰值所需要的時間是()A.2ms B.1ms C.6.28ms D.3.14ms2.下圖表示兩種電壓的波形,其中圖甲表示電壓按正弦規(guī)律變化,下列說法正確的是()A.圖甲表示交變電流,圖乙表示直流B.兩種電壓的有效值都是311VC.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u=220sin100πt(V)D.以上說法都不對3.(2024廣東開學考試)如圖甲所示,把小燈泡與教學用發(fā)電機相連接,勻速轉動手柄帶動線圈在兩磁極之間轉動,產生的電動勢e隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,小燈泡正常發(fā)光.下列說法正確的是()A.線圈轉動的快慢程度不會影響小燈泡的亮度 B.線圈轉動產生的電動勢e有效值為62VC.手柄勻速轉動的角速度為100πrad/s D.t=0時刻,線圈位于中性面4.如圖所示,理想變壓器原線圈輸入電壓U=Umsinωt,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動變阻器.V1和V2是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;A1和A2是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示.下列說法正確的是()A.I1和I2表示電流的瞬時值B.U1和U2表示電壓的最大值C.滑片P向下滑動過程中,U2不變、I1變大D.滑片P向下滑動過程中,U2變小、I1變小5.如圖所示的電路圖中,變壓器是理想變壓器,原線圈匝數(shù)n1=600,裝有熔斷電流為0.5A的保險絲,副線圈的匝數(shù)n2=120.要使整個電路正常工作,當原線圈接在180V的交流電源上時,副線圈()A.可接耐壓值為36V的電容器B.可接“36V80W”的安全燈C.可接電阻為14Ω的電烙鐵D.可串聯(lián)量程為0~0.6A的電流表測量其電路的總電流6.遠距離輸電示意圖如圖所示,線路總電阻為r,發(fā)電廠輸出電壓不變,三個回路的電流依次為I1、I2、I3,兩變壓器均為理想變壓器,左側變壓器輸入電壓為U1,輸出電壓為U2;右側變壓器輸入電壓為U3,輸出電壓為U4,以下選項錯誤的是()A.若用戶消耗的功率增大,I2隨之增大 B.若用戶消耗的功率增大,U4隨之增大C.U2=U3+I2r D.U1I1=I22r+U47.如圖所示,用理想變壓器給負載供電,變壓器輸入電壓不變,變壓器降壓后用總電阻為R的輸電線對用電器供電,設兩個燈泡的電阻相同,且都在發(fā)光,若將滑動變阻器的滑片P向N移動,會出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A.電流表的示數(shù)變大,燈泡L1、L2均變暗 B.電流表的示數(shù)變小,燈泡L1、L2均變暗C.電流表的示數(shù)變大,燈泡L1變亮,L2變暗 D.電流表的示數(shù)不變,燈泡L1變暗,L2變亮二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.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.如圖所示的電路中要使電流表讀數(shù)變大,可采用的方法有()A.將R上的滑片向上移動 B.將R上的滑片向下移動C.將開關S由1擲向2 D.將開關S由1擲向39.如圖所示,在遠距離輸電過程中,若保持原線圈的輸入功率不變,下列說法正確的是()A.升高U1會減小輸電電流I2 B.升高U1會增大線路的功率損耗C.升高U1會增大線路的電壓損耗 D.升高U1會提高電能的利用率10.在一阻值為R=10Ω的定值電阻中通入如圖所示的交變電流,則()A.此交變電流的頻率為0.5HzB.此交變電流的有效值約為3.5AC.在0~2s內電阻產生的熱量為250JD.在0~2s內電阻產生的熱量為25J三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(8分)某同學選用匝數(shù)可調的可拆變壓器來做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗,變壓器原線圈兩端所接的電源應是電壓為12V的低壓(選填“交流電源”或“直流電源”).先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓(選填“增大”“減小”或“不變”);然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓(選填“增大”“減小”或“不變”).上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系中采用的實驗方法是(選填“控制變量法”“轉換法”或“類比法”).

12.(8分)(2024廣東佛山高二期末)“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”的實驗裝置如圖所示.某同學已將學生電源連接了220V的交流電源,電壓擋調到6V,將學生電源經開關與可拆變壓器左側線圈上的“0”和“400”兩接線柱相連.(1)圖中連接了部分電路.現(xiàn)要使接在右側線圈上的電壓表獲得低于6V的電壓,請在實驗裝置圖中以筆畫線代替導線,完成剩余的電路連線.(2)將更大量程的電壓表與變壓器右側線圈上的“0”和“”(選填“200”“800”或“1400”)兩接線柱相連,觀測到該表示數(shù)為20.3V.若此時保持電路連通,僅將鐵芯橫梁從變壓器上取出,則該電壓表的示數(shù)將(選填“不變”“變大”“變小”或“變?yōu)?”).

(3)通過分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),每次實驗,變壓器副線圈輸出電壓總比理論值小,試指出造成這種結果的原因:.

13.(10分)如圖所示,圓形線圈共100匝,半徑為r=0.1m,在勻強磁場中繞過直徑的軸OO'(垂直磁場方向)勻速轉動,磁感應強度B=0.1T,角速度為ω=300πrad/s,電阻為R=10Ω(1)求線圈由圖示位置轉過90°時線圈中的感應電流.(2)寫出線圈中電流的表達式(磁場方向如圖所示,圖示位置為t=0時刻).(3)求線圈轉動過程中產生的熱功率.14.(13分)一居民小區(qū)有440戶,以前每戶平均消耗電功率為100W,使用的區(qū)間變壓器匝數(shù)比為165∶6,恰好能使額定電壓為220V的用電器正常工作.現(xiàn)在因用電器增加,每戶平均消耗的電功率為250W,若變壓器輸入電壓仍為6600V,區(qū)間輸電線路不變,為了使用電器正常工作,需換用區(qū)間變壓器,則換用的變壓器的匝數(shù)比為多少?15.(15分)風力發(fā)電作為新型環(huán)保能源,近年來得到了快速發(fā)展,如圖所示的風車陣中發(fā)電機輸出功率為100kW,輸出電壓是250V,用戶需要的電壓是220V,輸電線總電阻為10Ω,輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%.(1)畫出此輸電線路的示意圖.(2)求在輸電線路中設置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.(3)求用戶得到的電功率.答案：1.D由已知條件有2πT=Ω=500rad/s,則T=2π500rad/s,由表達式可知,從中性面開始計時,第一次出現(xiàn)電流峰值需Δt=T4=2π500×14s=π10002.D甲、乙都為交變電流,所以A錯誤;兩種電壓的最大值是311V,而非有效值,B錯誤;圖甲中交變電流的周期為2×10-2s,所以Ω=2πT=100πrad/s,但是最大值是311V,C錯誤;綜上所述,D3.D線圈轉動得越快,通過線圈的磁通量變化越快,電路中電流越大,小燈泡越亮,故A錯誤;線圈轉動產生的電動勢e有效值為6V,故B錯誤;線圈轉動的角速度為100πrad/s,手柄和線圈通過皮帶相連,二者線速度大小相等,由v=Ωr可知Ω與r成反比,從圖甲可知手柄轉動的圓周半徑大于線圈轉動的半徑,手柄勻速轉動的角速度應該小于100πrad/s,故C錯誤;當線圈平面轉到中性面時,通過線圈的磁通量變化率為零,此時感應電動勢為零,故D正確.4.C電壓表V1和V2分別測量變壓器原、副線圈的輸入、輸出電壓的有效值,電流表A1和A2分別測量原、副線圈電路中電流的有效值,A、B錯誤;滑動變阻器滑片P向下滑動時,接入電路的電阻變小,原、副線圈輸入、輸出電壓不變,由歐姆定律I=UR+R0可知,副線圈電路中的電流變大,副線圈輸出功率變大,由P入=P出,得原線圈的輸入功率變大,由P=IU可知,原線圈電路中的電流變大,C5.B根據(jù)U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=36V,又由I1I2=n2n1,在保險絲安全的條件下,副線圈中允許通過的最大電流為I2=n1n2I1=600120×0.5A=2.5A,最大輸出功率Pm=I2U2=2.5×36W=90W,B選項正確.交流電壓的最大值為362V,所以A選項錯誤.接14Ω的電阻時,流過電阻的電流將達到I2'=1876.B若用戶消耗的功率增大,則I3會變大,則由變壓器匝數(shù)比等于電流比的倒數(shù)可知,I2隨之增大,輸電線r上的電壓變大,則U3減小,U4減小,選項A正確,B錯誤;由串聯(lián)電路的特點可知,U2=U3+I2r,選項C正確;由能量關系可知,U1I1=I22r+U3I2=I22r+U4I3,7.C副線圈輸出電壓不變,滑動變阻器的滑片P向N移動的過程中,并聯(lián)部分電阻減小,副線圈中的電流增大,但因為燈泡L2兩端的電壓減小,所以通過燈泡L2的電流減小,又因為總電流增大,所以通過燈泡L1的電流增大,即燈泡L1變亮,燈泡L2變暗.副線圈上的電流增大,輸出功率變大,輸入功率變大,而輸入電壓不變,輸入電流變大,電流表的示數(shù)變大.故選C.8.BC在輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比n1n2一定的情況下,輸出電壓U2是一定的,當R減小時,由I2=U2R可知電流表讀數(shù)變大,故應將R上的滑片向下移動,選項B正確.在輸入電壓U1一定的條件下,減小原、副線圈匝數(shù)比n1n2,則輸出電壓U2(U2=n2n1U1)增大,故I2=9.AD提高輸電電壓U1,由于輸入功率不變,則I1將減小,又因為I2=n1n2I1,所以I2將減小,故A正確;線路功率損耗P損=I22R,因此功率損耗也減小,由ΔU=I2R可知電壓損耗減小,故B、C錯誤;因線路損耗功率減小10.ABC由圖知,交變電流的周期為2s,故頻率f=1T=0.5Hz,A正確根據(jù)有效值的定義,由I2RT=I12RT2+I22RT2=250J得,I11.答案交流電源增大減小控制變量法解析變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,故原線圈兩端所接的電源應是電壓為12V的低壓交流電源;根據(jù)U1U2=n1n2,保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓增大;根據(jù)U112.答案(1)見解析圖(2)1400變小(3)有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱等解析(1)變壓器的原線圈輸入電壓為6V,匝數(shù)為400,需要副線圈輸出電壓低于6V,則副線圈選擇200匝,連接電路如圖所示.(2)變壓器的副線圈若選擇800匝,由電壓比等于匝數(shù)比可得輸出電壓為12V,若選擇1400匝,可得輸出電壓為21V,而實際電壓為20.3V,則副線圈一定選擇的是“0”和“1400”兩接線柱相連;若此時保持電路連通,僅將鐵芯橫梁從變壓器上取出,就有較多的磁損,互感減弱,副線圈獲得的電壓變小.(3)變壓器副線圈輸出電壓總比理論值小,可能的原因是有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱等.13.答案(1)3A(2)i=3sin300πt(A)解析(1)當從題圖示位置轉過90°時,線圈中有最大感應電流.最大感應電動勢為Em=NBSΩ=100×0.1×π×0.12×300πV=30Im=EmR=3(2)由題意知i=ImsinΩt即i=3sin300πt(A)(3)感應電流的有效值I=Im2發(fā)熱功率P=I2R=(32)2×10W=45W.14.答案220∶9解析未換時輸電電流I=P總U用=440×輸送電壓U2=n2n1U1=由ΔU=U2-U用=IR線,得R線=0.1Ω換變壓器后I'=P總'U用線路電壓損失ΔU'=I'R線=50V變壓器輸出電壓U2'=U用+ΔU'=270V變壓器匝