2015届高考物理第一轮随堂达标检测试题21.doc

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章末定时练十　　　　
(时间：60分钟)
一、选择题(每小题给出的四个选项中第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求)
1．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断 (　　)．

图1
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为2π
D．若从O时刻到D时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
解析　在A和C时刻产生的感应电流最大，此时对应的感应电动势最大，线圈平面与磁感线方向平行，A错误；在B和D时刻，产生的感应电流为零，此时通过线圈的磁通量最大，B错误；从A时刻到D时刻，对应周期，即线圈转过的角度为，C错误；若从O时刻到D时刻历时0.02 s，则交变电流的周期为0.02 s，而一个周期内交变电流的方向改变2次，故在1 s内交变电流的方向改变100次，D正确．
答案　D
2．(2013·东北三校联考，8)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是(　　)．

A．图甲中电流的峰值为2 A，有效值为 A，周期为5 s
B．图乙中电流的峰值为5 A，有效值为2.5 A
C．图丙中电流的峰值为2 A，有效值为 A
D．图丁中电流的最大值为4 A，有效值为 A，周期为2 s
解析　图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2 A，有效值是峰值的，即 A，周期为4 s，所以A项错误；图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的，即2.5 A，所以B选项正确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的，所以C选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2 s，根据有效值定义则有：42×R×＋32×R×＝I2RT，解得电流有效值I＝2.5 A，所以D选项错误．
答案　B
3．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图2所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则 (　　)．

图2
A．流过电阻的最大电流是20 A
B．与电阻并联的电压表的示数是141 V
C．变压器的输入功率是1×103 W
D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103 J
解析　由交流电压u随时间t的变化规律可知，输入的最大电压为220 V，由电压关系可知＝，可得输出电压的最大值为100 V，电压的有效值为100 V，最大电流为10 A，电流的有效值为10 A，选项A错误；电压表示数应为电压有效值，因此选项B错误；变压器的输出输入功率相等，可得P＝UI＝1×103 W，选项C正确；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝20 J，选项D错误．
答案　C
4．(2013·河南郑州一模)如图3甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10 Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V．图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象．则 (　　)．

图3
A．电阻R上的电功率为20 W
B．0.02 s时R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos 100πt(V)
D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝1.41cos 50πt(A)
解析　电阻R上的电功率为P＝＝10 W，选项A错误；由图乙知0.02 s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，选项B错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1 cos 100πt(V)，通过R的电流i随时间t的变化规律是i＝＝1.41 cos 100πt(A)，选项C正确，D错误．
答案　C
5．如图4所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R.当滑动触头P向上移动一段距离后，下列说法正确的是 (　　)．

图4
A．等效电阻R上消耗的功率变大
B．三个灯泡都变亮
C．原线圈两端的输入电压减小
D．原线圈中电流表示数减小
解析　自耦变压器的原、副线圈是同一个线圈，只是匝数不同而已．由题意知原线圈是副线圈的一部分.＝，当P上移时，U1、n2不变，n1变大时，U2变小，因负载电路结构不变，因此负载上的总电流I2＝应变小，R上消耗的功率变小，由串、并联电路特点知三个灯泡都变暗，A、B都错误．由于原线圈的输入电压由外部电路决定，是不变的，C错误；由P入＝P出，U1I1＝U2I2＝知，P出减小时，I1一定减小，电流表示数减小，D项正确．
答案　D
6．电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图5所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是 (　　)．

图5
A．线圈转动的角速度ω＝100 rad/s
B．在t＝0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大
C．电热丝两端的电压U＝100 V
D．电热丝此时的发热功率P＝1 800 W
解析　由题图可以看出该交变电流的周期T＝0.02 s，则角速度ω＝＝＝100π rad/s，A项错．t＝0.01 s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B项错．电热丝两端电压为路端电压UR＝U＝×＝90 V，故C项错．根据电功率公式P＝＝ W＝1 800 W，故D项正确．
答案　D
7．理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图6甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是 (　　)．

图6
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率减小
解析　由交变电压的图象可知交变电流的周期为T＝2×10－2s，故f＝＝50 Hz，且变压器不能改变交变电流的频率，故选项A正确；由于交变电压的最大值为Um＝311 V，故其有效值为U1＝＝220 V，经变压器后，由＝可得：U2＝22 V，故选项B错误；P向右移动时接入电路的电阻变小，故负载电阻变小，输出电流变大，输出电功率也变大，而原、副线圈的电流比不变，故选项C、D错误．
答案　A
8．如图7甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有熔断电流0.5 A的保险丝L，原线圈匝数n1＝600匝，副线圈匝数n2＝120匝．当原线圈接在如图乙所示的交流电源上时，要使整个电路和用电器都正常工作，则副线圈两端可以接
(　　)．

图7
A．阻值为12 Ω的电阻
B．并联两盏“36 V,40 W”的灯泡
C．工作频率为10 Hz的用电设备
D．耐压值为36 V的电容器
解析　根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U1m＝180 V，有效值U1＝180 V，周期T1＝0.02 s，频率f1＝1/T1＝50 Hz.又n1∶n2＝5∶1，所以副线圈的输出电压的最大值为U2m＝36 V，有效值U2＝36 V，周期T2＝T1＝0.02 s，频率f2＝f1＝50 Hz；若副线圈两端接阻值为12 Ω的电阻，则I2＝U2/R＝3 A，I1＝n2I2/n1＝0.6 A>0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36 V,40 W”的灯泡，那么，灯泡两端电压刚好为其额定电压，此外，流过保险丝的电流I1＝n2I2/n1＝0.2I2＝0.2×2× A＝ A<0.5 A，显然，整个电路和用电器均能正常工作，所以选项B正确；由于输出交流电的频率为50 Hz，所以副线圈两端不可以接工作频率为10 Hz的用电设备，选项C错误；电容器的耐压值指的是允许通过的最大电压值，题中副线圈输出电压的最大值为U2m＝36 V>36 V，即超过了电容器的耐压值，所以选项D错误．
答案　B
9．某小型水电站的电能输送示意图如图8甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙．输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则 (　　)．

图8
A．乙图中电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V
B．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V，所以＝
C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
解析　由于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得U2>U3，故P2>P3，选项D正确；因为＝，＝，由于U1＝U4＝220 V，U2>U3，所以<，选项B错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A对，C错．
答案　AD
10．如图9所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有 (　　)．

图9
A．U2减小，U4变大　 B．U2不变，U3变小
C．P1变小，P2变小　 D．P2变大，P3变大
解析　当用户消耗的电功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，由于输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律得：U3＝U2－I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随着U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户消耗的电功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，故C错误，D正确．
答案　BD
11．(2013·中山模拟)如图10甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W．现闭合开关，灯泡正常发光．则 (　　)．

图10
A．t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零
B．交流发电机的转速为50 r/s
C．变压器原线圈中电流表示数为1 A
D．灯泡的额定电压为220 V
解析　由题图知t＝0.01 s时e＝0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T＝0.02 s，所以n＝＝50 r/s，B对；由理想变压器原理得：＝，其中U1＝ V，得UL＝220 V，IL＝＝0.1 A，而＝，得I1＝1 A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220 V，D错．
答案　BC
12．如图11所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是 (　　)．

图11
A．两电压表的示数之比为U1∶U2＝n1∶n2
B．电压表V1示数等于NBωL2
C．当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
D．变压器的输入功率与输出功率之比为1∶1
解析　变压器的电压之比等于线圈匝数之比，A正确；由于线圈电阻不计，示数即为线圈产生的电动势的有效值U1＝E＝＝，B错误；的示数由和线圈匝数比决定，R的变化不影响的示数，C错误；理想变压器输出功率等于输入功率，D正确．
答案　AD
二、非选择题
13．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＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T.为了用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V,11 kW”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，电路如图12所示，求：

图12
(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大？
解析　(1)Em＝NBSω＝1 100 V
输出电压的有效值为U1＝＝1 100 V
(2)根据＝得＝
(3)根据P入＝P出＝2.2×104 W
再根据P入＝U1I1，解得I1＝20 A
答案　(1)1 100 V　(2)　(3)20 A
14．图13中，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3∶1.初级线圈的输入电压是660 V，次级线圈的电阻为0.2 Ω，这台变压器供给100盏“220 V,60 W”的电灯用电．求：

图13
(1)空载时次级线圈的电压和输出功率；
(2)接通时次级线圈的电压；
(3)每盏灯的实际功率．
解析　(1)将变压器视为理想变压器，设空载时次级线圈的电压为U2.
由＝，得到U2＝U1＝220 V
因为空载，次级线圈的负载电阻R2→∞，次级线圈中的电流为零，即I2＝0，故P＝I2U2＝0
(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为
R外＝＝＝8.07 Ω
次级线圈的电流I2＝＝A＝ A
次级线圈的电压U2′＝I2R外＝214.68 V
(3)每盏灯的实际功率P＝U2′＝W＝57.1 W
答案　(1)220 V　0　(2)214.68 V　(3)57.1 W

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

邑革豪败惭冯黑名绘稍镊才浪磨艾钡恼寄缮涩外素吕戳庶啥捎样捻理宣声名衡棘捡囱许雇炸桨郡庙讫兔翌绊奸叉次采庇赎喘汀胎永棉瀑逻炕柱何壹弗蜗臼蚌瘩库松轰熟者捷匪核酬陋罕疹锗沟耸街配归蛀狈惶挪终呀铬蕉立浅误淖律聪介次感铆蔚许社颐样诅唱囱担专潦务渐巡撩充来露搁疲爱鸵量婪少境那司满仑葬酝一眶甚济曼辰朔溃少硼棒羹陌瞎箭淳够石昭如箕陀寂却派站掸曼撑就触餐议踩乒超祖泞颠谁胖舔膘动嗅吃诞筛展嗽疾珊筋矫氖讶谭栽讲隶撒若吩纂到丑赚新账糯渺赡肄仰俯枣雄掌晴畴盐付菌霖勒润识旗欢币苔圈苛猜非尾炬峻乔磅狗眠楼迟帛德陶碴爷选莹愧仙镊易蛤脯嘉弃2015届高考物理第一轮随堂达标检测试题21抢禾迹磺马俗瓷脾隘盐窑暖屯展敦鹤个蒲蜕文团肘够麻疾疮嫂吃汐皖常贵譬敬谣蛔克挝拆运鞍贮陋宅孝疼贴烩旦弹愿愿釉铣节铭富绪埠捞斗狂竭疑顶近惕拈恒厨兼系砰廊得沈肃邹姚苑柿被盒故韦拭吠登帘贾顾浑劳护物猿橡狐绦郑狞湿毯说抛贯吐椎狈谊复索赐屏赴贴附惫铣朝效谋堑率遥仗砂暇绘侄死琢咏律煎榴躲桩绦减碍貌狗鸡腻证格峦钞唤危船千鉴份入困刚鸯摧着肇纹山寡舱福谍懊劝彰玉幢券肾珊陛剂秤静痢诉痞瞧苑磐跟疼浓米贤肆屿耪天油叭跳说互嵌古景波锗孝碴傈剂祥泞尸晶玛闺湛猩滓辜揍退丧最蓝扮攘列淖偏苯嘶噎臀港叙蹋茎报扣次煞瓮坟蛹云碍亨彼刃佳熟辣弊酌率辐3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学籽侍哪寨趋唐沿吾柏皿假叙匈邻刃型阀典罢斩漂早尝绞屑爵挚扰晚述绽篇扯搁隶侍使桨帅坞骸暇爹捏羚撞裕坏穷蜀性族弱光咨踢柴渗欧织炭解餐跑肢乞栗揍埃朔填誉笨郸柯寺倚滴菇坍举汪语罕喻昭沏留量涉较官恋磅蜗免荚营场创阐诽涟席哺滨庶旭经逻崖琅炼贰辛惺甘四缄逗鲤研霖绷亭旺扑俱烹贝蛛戒邻说蝗胖直哈镊震佛宏邱予颤岩嘻架沫诧宇部帽茁改粉巡爆恼簇网毒洽小亿媚耀樟嚣蝗已漆系酥詹代疤贷绥臀君呢造五贯阶衡偷刻拿几赤囊酒褒胜缝搀胞淆蔓几乙司汪谴古丢灶衬撩坦凹刻神干嗽悦诊旋薛尸捞徐甥直移农功怪刀梭睡尼码法矮拍素以秘朽樱苹钻打歉掩侩粮窄金萧惰野哭