高考物理二輪總復(fù)習(xí) 回歸基礎(chǔ)題綜合檢測 交變電流電磁場和電磁波綜合檢測_第1頁
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文檔簡介

1、2011年高考物理二輪總復(fù)習(xí)回歸基礎(chǔ)提分綜合檢測第十三章交變電流、電磁場和電磁波綜合檢測一、選擇題(本題共12小題,共48分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)1現(xiàn)代生活中人類與電磁波結(jié)下了不解之緣,你認(rèn)為下列陳述中哪些符合事實(shí)()A電磁波是電磁場由產(chǎn)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播形成的B在真空中電磁波的傳播速度小于真空中的光速C空間有變化的電場(或磁場)存在,一定能形成電磁波D把手機(jī)放在抽成真空的玻璃盒中,手機(jī)接收不到電磁波的信號(hào),所以撥打該手機(jī)號(hào)碼,手機(jī)不會(huì)響鈴(或振動(dòng))【解析】根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,周期性變化的

2、電場產(chǎn)生周期性變化的磁場,周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場,周而復(fù)始,由近處向遠(yuǎn)處傳播就形成了電磁波,選項(xiàng)A正確;在真空中電磁波的傳播速度等于真空中的光速,實(shí)際上,光就是某些頻率的電磁波,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;如果電場(或磁場)是均勻變化的,那么由變化的電場(或磁場)引起的磁場(或電場)是穩(wěn)定的,不能形成電磁波,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電磁波可以在真空中傳播,玻璃并不能屏蔽電磁波,選項(xiàng)D錯(cuò)誤綜上所述,本題正確答案為A.【答案】A2(·北京清華大學(xué)附中)如圖所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形原、副線圈匝數(shù)比n1n2101,串聯(lián)在原線圈中電路中的電流表示數(shù)為1A,下列說法中不正確的是()A變壓器的輸

3、出功率為200WB變壓器的輸出功率為200WC變壓器輸出端的交流電的頻率為50HzD穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為Wb/s【解析】由圖象知,電壓的最大值Um200V,有效值U200V,周期T0.02s,頻率f50Hz,輸出功率PUI200W,由變壓器變壓比公式,得U220V,U2的最大值U2m20V,而U2mn2,所以的最大值應(yīng)為 Wb/s,只有A說法不正確,故選A.【答案】A3(2010·天津南開原中學(xué))如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比101,b是原線圈的中心接頭,電壓表和電流表均為理想電表從某時(shí)刻開始在線圈c、d兩端加上交變電壓,其瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin100

4、tV.下列說法正確的是()A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),電壓表的示數(shù)為22VB當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),電壓表的示數(shù)為220VC單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)均變大D單刀雙擲開關(guān)與a連接,滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過程中,電壓表和電流表的示數(shù)均變小【解析】cd兩端電壓有效值U1220V,當(dāng)開關(guān)與a連接時(shí)n1n2101,由知,U222V,即示數(shù)為22V,A、B錯(cuò);因?yàn)槭緮?shù)是有效值而不是最大值,雙擲開關(guān)由a扳向b,原線圈匝數(shù)n1變小,所以U2變大,IU/R,所以I變大,C正確;當(dāng)開關(guān)與a連接時(shí),副線圈電壓U2不變,示數(shù)不變,示數(shù)隨R增大而減小,D錯(cuò)【答案】C4多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈

5、、調(diào)速電風(fēng)扇,過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的,缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低,且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的,如圖所示為一個(gè)經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓,即在正弦交流電的每一個(gè)周期中,前面的被截去,從而改變了電燈上的電壓則現(xiàn)在的電燈上的電壓為()AUmB.C.D.【解析】由有效值的定義知T×,得U.【答案】C5年1月10日開始的低溫雨雪冰凍造成我國部分地區(qū)嚴(yán)重災(zāi)害,其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重此次災(zāi)害牽動(dòng)億萬人的心為消除高壓輸電線上的冰凌,有人設(shè)計(jì)了這樣的熔冰思路:利用電流的熱效應(yīng)除冰若在正常供電時(shí),高壓線

6、上送電電壓為U,電流為I,熱耗功率為P;除冰時(shí),輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P,則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)()A輸電電流為3I B輸電電流為9IC輸電電壓為3U D輸電電壓為U【解析】由PI2R線,9PIR線,聯(lián)立解出Ix3I,故選項(xiàng)A對(duì);由P()2R線,9P()2R線聯(lián)立解出UxU,故選項(xiàng)D對(duì)【答案】AD6(·福州模擬)下列關(guān)于電磁波的說法中正確的是()A麥克斯韋電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在B電磁波可以由均勻變化的磁場產(chǎn)生C雷達(dá)可以利用自身發(fā)射的電磁波的反射波來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位D隨身攜帶的移動(dòng)電話(手機(jī))內(nèi),只有無線電接收裝置,沒有無線電發(fā)射裝置【解析】選項(xiàng)A符合物理史實(shí)

7、電磁波由周期性變化的磁場產(chǎn)生,B錯(cuò)誤雷達(dá)用電磁波的反射確定目標(biāo)位置,C正確手機(jī)內(nèi)應(yīng)有發(fā)射電磁波的裝置,D錯(cuò)誤【答案】AC7面積為S的兩個(gè)完全相同的單匝金屬線圈分別放置在如圖甲、乙所示的磁場中甲圖中有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場,線圈在磁場中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng);乙圖中的磁場的變化規(guī)律為BB0cost,從圖示時(shí)刻(t0時(shí)刻)起計(jì)時(shí),則()A兩線圈中的磁通量變化規(guī)律均為B0ScostB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兩線圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值不同D從此刻起,T/4時(shí)間內(nèi)流過線圈截面的電荷量相同【解析】由于線圈在磁場中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),所以其角度為,在面積相同的情況下兩者的

8、磁通量變化規(guī)律均為B0Scost,那么二者實(shí)際產(chǎn)生的交變電流是相同的,因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻、交變電流的有效值、T/4時(shí)間內(nèi)流過線圈截面的電荷量都是相同的【答案】AD8(·山東理綜)某小型水電站的電能輸送示意圖如下,發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V,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220V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【解析】本題主要考查遠(yuǎn)距離輸電和變壓器工作原理,意在考查考生運(yùn)用相關(guān)的物理規(guī)律處理實(shí)際問題的能力由于輸

9、電線上有電阻,所以考慮到電壓損失,則有升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓,根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)之比的關(guān)系,可知要讓用電器正常工作,必須有>,A正確,B、C錯(cuò)誤;考慮到輸電線上也有電功率的損失,可知D也正確【答案】AD9(·海南)一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW,電壓為4000V,經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電輸電線路總電阻R1k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓,負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(“220V 60W”)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%,變壓器T1和T2的損耗可忽略,發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),則()AT1原、副線圈電流分別為103A和20ABT2原、

10、副線圈電壓分別為1.8×105V和220VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6×104盞燈泡(“220V60W”)正常發(fā)光【解析】本題考查遠(yuǎn)距離輸電,意在考查考生對(duì)遠(yuǎn)距離輸電過程中的升壓和降壓及線路上的電壓和功率損失情況的計(jì)算能力;因?yàn)檩旊娋€路上損失的功率是發(fā)電機(jī)輸出功率的10%,由PIR可得:輸電電流I2A20A,由于I1A103A,所以A正確;又由,U250U150×4000V200000V,又由UI2R20000V,則U3U2U1.8×105V,負(fù)載燈泡的額定電壓為220V,所以U4220V,所以B正確;由,故C錯(cuò)誤;T2的輸出功率P輸出

11、PP0.9P3.6×106W,所以正常發(fā)光的負(fù)載燈泡數(shù)量為N6×104個(gè),D正確【答案】ABD10用U1U和U2kU兩種電壓送電能,若輸送功率、輸電線上損耗功率、輸電線的長度和材料都相同,則兩種情況下輸電線的截面直徑之比d1d2為()Ak B. Ck2 D.【解析】設(shè)輸送電壓為U,輸電線電阻為R,則P耗()2R··因P耗相同,所以由上式可得U·d必為定值,d1d2U2U1k,選項(xiàng)A正確【答案】A11一個(gè)閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為時(shí),線圈中產(chǎn)生的的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為E0,周期為T0,外力提供的功率為P0.若使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

12、為2,線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為E,周期為T,外力提供的功率為P.則E、T和P的大小為()AE2E0,TT0,P2P0BEE0,TT0,P2P0CE2E0,TT0,P2P0DE2E0,TT0,P4P0【解析】設(shè)線圈為n匝,面積為S,所在區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度度B,當(dāng)角速度為時(shí)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0NBS,周期T0,外力提供的功率P0.當(dāng)角速度為2時(shí)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2NBS2E0,周期TT0,外力提供的功率P4P0.故選項(xiàng)D對(duì)【答案】D12如圖所示為一臺(tái)理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)分別為n1400匝,n2800匝,如果導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì),那么可以確定()A這是一臺(tái)升壓變壓器B副線圈兩端電壓

13、是原線圈兩端電壓的一半C通過副線圈的電流是通過原線圈電流的一半D變壓器輸出電功率是輸入電功率的一半【解析】由公式,n1<n2,故為升壓變壓器,則C也正確【答案】AC二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共18分)13如圖為示波器面板一位同學(xué)在做“練習(xí)使用示波器”的實(shí)驗(yàn)時(shí),進(jìn)行了如下的操作(1)打開電源后,首先在屏上調(diào)出了一個(gè)最圓最小的亮斑,但亮斑位于屏上的左上角若想將這個(gè)亮斑調(diào)到屏幕的正中央,他應(yīng)該調(diào)節(jié)_和_旋鈕(填旋鈕對(duì)應(yīng)的數(shù)字);(2)為觀察示波器的水平掃描作用,他調(diào)節(jié)相應(yīng)的旋鈕,看到屏上的亮斑從左向右移動(dòng),到達(dá)右端后又很快回到左端之后,他順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掃描微調(diào)旋鈕以增大掃描頻率,此時(shí)屏上觀察到的現(xiàn)

14、象是_;(3)為觀察按正弦規(guī)律變化的電壓的圖線,他把掃描范圍旋鈕置于左邊第一擋(10Hz100Hz)要由機(jī)內(nèi)提供豎直方向的按正弦規(guī)律變化的電壓,他應(yīng)將_旋鈕(填旋鈕對(duì)應(yīng)的數(shù)字)置于_擋【解析】(1)將左上角的亮斑調(diào)到屏幕正中央,調(diào)節(jié)豎直位移()和水平位移()旋鈕、即可(2)增大掃描頻率后,亮斑移動(dòng)逐漸變快,最后亮斑成為一條亮線(3)要觀察到清晰的正弦曲線,應(yīng)將掃描范圍置于左邊第一擋后,要將衰減旋鈕置于“”擋,即調(diào)節(jié)置于“”擋【答案】(1)(2)一條亮線(3)14在“練習(xí)使用示波器”的實(shí)驗(yàn)中:(1)為觀察亮斑在豎直向上的偏移,應(yīng)該將掃描范圍旋鈕置于“外X擋”,使亮斑位于屏的_,然后,應(yīng)把“DCA

15、C”開關(guān)置于_位置,以備給示波器輸入一個(gè)直流電壓(2)為給示波器輸入一個(gè)Y方向的直流電壓(要求電壓從零開始逐漸增加),請(qǐng)將下圖所示器材與示波器連成正確的電路(3)調(diào)節(jié)變阻器改變輸入電壓,可以看到亮斑向上的偏移隨之改變,電壓越高,向上的偏移越_;調(diào)換電池正、負(fù)極,改變輸入電壓,可以看到亮斑向_偏移【解析】本題考查示波器原理及示波器的使用方法(1)掃描范圍旋鈕置于“外X”時(shí),機(jī)內(nèi)不提供X方向的掃描電壓,故亮斑僅出現(xiàn)在屏的中心;然后,應(yīng)把“DCAC”開關(guān)置于直流“DC”位置,以備給示波器輸入一個(gè)直流電壓(2)因輸入電壓要從零開始逐漸增加,所以示波器應(yīng)接在分壓電路上,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)儀器連接應(yīng)如下圖所示(3

16、)若再加大Y向電壓,則亮斑會(huì)加大其在豎直方向的位移,即電壓越高,向上的偏移越大;調(diào)換電池正、負(fù)極后,亮斑向下偏移【答案】(1)中心DC(2)見解析圖(3)大下三、計(jì)算題(本題共包括4小題,共54分,解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15將電阻R1和R2如圖(甲)所示接在變壓器上,變壓器原線圈接在電壓恒為U的交流電源上,R1和R2上的電功率之比為21;若其他條件不變,只將R1和R2改成如圖(乙)接法,R1和R2上的功率之比為18,若(甲)圖中原線圈的電流I1,(乙)圖中原線圈電流為I2,求:(1)兩組副線圈的匝

17、數(shù)之比;(2)I1和I2之比【解析】(1)(甲)圖中R1和R2串聯(lián),電流相同,功率與電阻成正比,所以有R12R2設(shè)(乙)圖三組線圈的匝數(shù)分別是n1、n2、n3,兩組副線圈上的電壓分別是U2和U3,易得U2UU3U由(乙)圖中R1和R2上的功率之比為18,即(U/R1)(U/R2)18聯(lián)立式解得.(2)設(shè)(甲)圖中輸出功率為P1,則P1(U)2/(R1R2)設(shè)(乙)圖中輸出功率為P2,則P2(U)2/R1(U)2/R2以R12R2,n32n2代入,可得:.由于輸入功率等于輸出功率,所以(甲)、(乙)兩圖中輸入功率之比也為,根據(jù)PIU,電壓恒定,所以兩圖中電流之比I1I223.【答案】(1)12(

18、2)2316如圖所示,圓形線圈共100匝,半徑為r0.1m,在勻強(qiáng)磁場中繞過直徑的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1T,角速度為rad/s,電阻為R10,求:(1)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí),線圈中的感應(yīng)電流為多大?(2)寫出線圈中電流的表達(dá)式(磁場方向如圖所示,圖示位置為t0時(shí)刻)【解析】(1)當(dāng)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí),線圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),EmNBS30V,則Im3A.(2)由題意知,iImsint,而Im3A.rad/s,所以:i3sintA.【答案】(1)3A(2)i3sintA17某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站,發(fā)電機(jī)輸出功率為9kW,輸出電壓為50

19、0V,輸電線的總電阻為10,允許線路損耗的功率為輸出功率的4%,求:(1)村民和村辦小企業(yè)需要220V電壓時(shí),所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少?(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送,村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少?【解析】建立如圖甲所示的遠(yuǎn)距離輸電模型,要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比,先要知道原、副線圈兩端的電壓之比本題可以從線路上損耗的功率為突破口,先求出輸電線上的電流I線,再根據(jù)輸出功率求出U2,然后再求出U3.(1)由線路損耗的功率P線IR線可得I線A6A又因?yàn)镻輸出U2I線,所以U2V1500VU3U2I線R線(15006×10)V1440V根據(jù)理想變壓器規(guī)律,所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別是13和7211.(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送(模型如圖乙所示),由P輸出UI線可得I線A18A所以線路損耗的功率P線IR線182×10W3240W用戶得到的電壓U用戶UI線R線(50018×10)V320V用戶得到的功率P用戶P輸出P線(90003240)W5

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