高中物理選修：第5章 階段質(zhì)量檢測

PAGEPAGE1(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi))1．照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們在晚上七八點(diǎn)鐘用電高峰開燈時電燈比深夜時要顯得暗，這是因?yàn)榇藭r ()A．總電阻比深夜時大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小B．總電阻比深夜時大，干路電流小，每一支路的電流就小C．總電阻比深夜時小，干路電流大，輸電線上損失的電壓大D．干路電流一定，支路比深夜時多，分去了一部分電流解析：總電阻減小，總電流增大，線路電路造成的電壓損失ΔU＝IR線增大，電燈得到的電壓減小，所以燈泡在七八點(diǎn)鐘時顯得要暗些。答案：C2．一個理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1>n2，則 ()A．U1>U2，P1<P2 B．P1＝P2，I1<I2C．I1<I2，U1>U2 D．P1>P2，I1>I2解析：因?yàn)樽儔浩鳛槔硐胱儔浩鳎视衑q\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，P1＝P2，由題意知n1>n2，U1>U2，又因I1U1＝I2U2，則I1<I2，故B、C選項(xiàng)正確。答案：BC3．兩個相同的電阻分別通以如圖1所示的正弦式交流電和方波形交變電流，兩種交變電流的最大值相等，周期相等。則在一個周期內(nèi)，正弦式交流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q1與方波式交流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比等于 ()圖1A．3∶1 B．1∶2C．2∶1 D．4∶3解析：正弦式交流電有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))，所以Q1＝eq\f(U\o\al(2,1),R)T＝eq\f(U\o\al(2,m)T,2R)，方波形交流電的有效值U2＝Um，所以Q2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)T＝eq\f(U\o\al(2,m)T,R)，所以Q1∶Q2＝1∶2，B項(xiàng)正確。答案：B4．一個按正弦規(guī)律變化的交流電的圖象如圖2所示，由圖象可知()①該交變電流的頻率為0.2Hz②該交變電流的有效值為14.1A ③該交變電流的瞬時值表達(dá)式為i＝20sin0.02tA圖2④t＝eq\f(T,8)時刻，該交變電流的大小與其有效值相等A．①② B．②④C．③④ D．①③解析：由圖象可知T＝0.02s，頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz。電流最大值Im＝20A，故有效值為I＝eq\f(Im,\r(2))＝10eq\r(2)A，線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2πf＝100π，瞬時值表達(dá)式為i＝20sin100πtA，得t＝eq\f(T,8)代入瞬時值公式i＝20sin(100π×eq\f(1,8)×0.02)A＝10eq\r(2)A，由以可知②④正確。答案：B5．下列關(guān)于電容器的說法，正確的是 ()A．由于電容器的兩個極板是斷開的，所以所有的直流電都不能夠通過電容器B．交流電能夠通過電容器，電容器對交流電無阻礙作用C．電壓相同的交變電流若周期不同，通過電容器受到的阻礙作用不同，周期越大阻礙越小D．對于確定的電容器，交變電流通過時產(chǎn)生的容抗越小，說明交變電流的頻率越大解析：由于電容器兩個極板是斷開的，形不成閉合電路，所以直流電不能通過，A正確。交流電能夠通過電容器的實(shí)質(zhì)是電容器的充放電電荷在極板上聚集，對電流有阻礙作用，故B錯誤。根據(jù)交流電的頻率越高，電容器對交流電的阻礙作用就越小，故C錯誤，D正確。答案：AD6．如圖3所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3、R4均為定值電阻，開關(guān)S是閉合的?！餠1和○V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；○A1、○A2和○A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是 ()圖3A．U2變小、I3變小 B．U2不變、I3變大C．I1變小、I2變小 D．I1變大、I2變大解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與輸入電壓不變，所以輸出電壓與兩電壓表的示數(shù)均不變。當(dāng)S斷開時，因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故副線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將減小，C正確；因?yàn)镽1兩端的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確。答案：BC7．一交流發(fā)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為n1時，其交變電動勢e＝220sin100πtV，現(xiàn)有如下的說法，其中正確的是 ()A．在t＝0時，線圈中的磁通量為0B．該交流發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為50r/sC．若加在標(biāo)有“220V,100W”的燈泡的兩端，燈泡能正常發(fā)光D．若線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交變電壓的最大值、有效值增大一倍而頻率不變解析：因?yàn)榻蛔冸娏鞯乃矔r表示式為e＝Emsinωt，其中Em＝nBSω表示最大值，ω＝2πf。當(dāng)轉(zhuǎn)速用r/s作為單位時，轉(zhuǎn)速與頻率的數(shù)值相等。最大值為有效值的eq\r(2)倍，則該電動勢的最大值為220V，而燈泡的標(biāo)注值是有效值，所以選項(xiàng)C、D錯誤，選項(xiàng)B正確。當(dāng)t＝0時，e＝0，此時線圈處于中性面的位置，磁通量最大，因此選項(xiàng)A也不對。答案：B8.如圖4所示，在兩平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，當(dāng)兩板間加上如圖5所示的交變電壓后，能使電子有可能做往返運(yùn)動的是()圖4圖5解析：對A圖象可知，電子先做加速度減小的加速運(yùn)動，eq\f(1,4)T時刻速度最大，由eq\f(1,4)T到eq\f(1,2)T做加速度增加的減速運(yùn)動，eq\f(1,2)T時刻速度為零。從eq\f(1,2)T到eq\f(3,4)T電子反向做加速度減小的加速運(yùn)動，eq\f(3,4)T時刻速度最大，由eq\f(3,4)T到T做加速度增大的減速運(yùn)動，T時刻速度為零，回到原位置，即電子能做往復(fù)運(yùn)動。同樣的分析方法可得B、C也對。答案：ABC9．為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電站升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)變電站將高壓變?yōu)榈蛪?，某變電站將電壓u0＝11000eq\r(2)sin100πtV的交流電降為220V供居民小區(qū)用電，則變電站變壓器 ()A．原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B．副線圈中電流的頻率是50HzC．原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D．輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和解析：變壓器的輸入端電壓U1＝11000V，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)得n1∶n2＝50∶1，A項(xiàng)正確；變壓器不改變交變電流的頻率，故原、副線圈的頻率都為f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，B項(xiàng)正確；因原線圈匝數(shù)多，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知原線圈的電流小，所以原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要細(xì)，C錯；各用電器電流之和應(yīng)等于副線圈的電流，D錯。答案：AB10.如圖6甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計。在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化規(guī)律如圖乙所示，則在t1～t2時間內(nèi) ()圖6A．電流表A1的示數(shù)比A2的小B．電流表A2的示數(shù)比A3的小C．電流表A1和A2的示數(shù)相同D．電流表的示數(shù)都不為零解析：由于通過原線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間發(fā)生均勻變化，故副線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也應(yīng)隨時間發(fā)生均勻變化，所以副線圈將產(chǎn)生恒定電流，由于線圈L的內(nèi)阻不計，所以A1與A2的示數(shù)相同。由于電容的“隔直流、通交流”作用，故A3的示數(shù)為零，答案為C。答案：C二、非選擇題(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)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．(15分)有一個交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電的電動勢如圖7所示，試求：(1)當(dāng)t＝eq\f(1,200)s時，該交流電動勢的瞬時值；(2)當(dāng)電動勢的瞬時值為最大值的一半時，線圈平面與磁感線的夾角。圖7(3)已知線圈面積為16cm2，共25匝，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解析：(1)由題圖可以寫出該交流電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝5sineq\f(2π,0.02)tV＝5sin100πtV當(dāng)t＝eq\f(1,200)s時，電動勢的瞬時值為e＝5sin(100π·eq\f(1,200))V＝5V。(2)當(dāng)電動勢的瞬時值為最大值的一半時，有2.5＝5sinθ，所以sinθ＝0.5，故線圈平面與磁感線之間的夾角為30°。(3)因?yàn)镋m＝nBSω，又ω＝100π，所以B＝eq\f(Em,nSω)＝0.4T。答案：(1)5V(2)30°(3)0.4T12．(15分)某小河水流量為4m3/s，水流下落的高度為5m?，F(xiàn)在利用它來發(fā)電，設(shè)所用發(fā)電機(jī)的總效率為50%，g＝9.8m/s2，求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率。(2)若輸電導(dǎo)線的總電阻為4Ω，輸電導(dǎo)線上損失的電功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，則需用多大的電壓輸送電能？(3)輸電導(dǎo)線上的電壓損失。解析：(1)水由高處流下，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，推動水輪機(jī)做功，設(shè)水的流量為Q，則發(fā)電機(jī)的輸入功率為P1＝ρQgh所以輸出功率為P2＝ηP1＝ηρQgh＝50%×1.0×103×4×9.8×5W＝9.8×104W。(2)設(shè)輸電電壓為U，輸電線上的電流為I，電阻為R，損