高中物理選修32粵教版：章末質(zhì)量評(píng)估(二)

章末質(zhì)量評(píng)估(二)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分)1.對(duì)于如圖所示的電流i隨時(shí)間t作周期性變更的圖象，下列說(shuō)法中正確的是()A．電流大小變更，方向不變，是直流電B．電流大小、方向都變更，是溝通電C．電流有效值為0.2A，周期為0.01D．電流大小變更，方向不變，不是直流電，是溝通電解析：電流的大小和方向都隨時(shí)間成周期性變更的電流為溝通電，由題中圖象可知：電流的大小變更，方向始終為正，不發(fā)生變更，所以是直流電，電流最大值為0.2A，周期為0.01s，故A正確，BCD答案：A2.如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的位置起先計(jì)時(shí)，則在t＝eq\f(π,ω)時(shí)刻()A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B．線圈中的感應(yīng)電流最大C．穿過(guò)線圈的磁通量最大D．穿過(guò)線圈磁通量的變更率最小解析：一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈垂直中性面時(shí)，磁通量為零，磁通量變更率最大；每當(dāng)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向變更，在t＝eq\f(π,ω)時(shí)刻，即經(jīng)過(guò)eq\f(1,2)周期，線圈平面與磁場(chǎng)方向又平行了，此時(shí)又處于中性面，磁通量為零，磁通量變更率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流也最大．答案：B3．我國(guó)家庭照明電路用的溝通電的電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間變更的規(guī)律為u＝311sin100πt(V)，關(guān)于此溝通電下列說(shuō)法中正確的是()A．電壓的最大值是311VB．電壓的有效值是311VC．溝通電的頻率為100HzD．溝通電的周期為100s解析：溝通電的電壓瞬時(shí)值變更規(guī)律U＝Umsinωt＝311sin100πt(V)，所以Um＝311V，選項(xiàng)A對(duì)．正弦溝通電的電壓有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，選項(xiàng)B錯(cuò)．角速度ω＝100π，周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，選項(xiàng)D錯(cuò)．溝通電頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)．答案：A4．圖示為一正弦交變電流電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變更圖象．將阻值為10Ω的電阻R接到該交變電流上，不計(jì)電源的內(nèi)阻．下列說(shuō)法不正確的是()A．每秒鐘通過(guò)電阻R的電流方向變更100次B．該交變電流的頻率為25HzC．通過(guò)電阻R的電流有效值為eq\r(2)AD．電阻R消耗的電功率為20W解析：由題中圖象可知，在一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更2次，故1s內(nèi)變更的次數(shù)為n＝eq\f(1,0.04)×2＝50次，故A錯(cuò)誤；由題中圖象讀出該溝通電的周期為0.04s，依據(jù)頻率與周期的關(guān)系可知f＝eq\f(1,T)＝25Hz，B正確；溝通電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓為有效值，所以U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(20,\r(2))V＝10eq\r(2)V，依據(jù)歐姆定律得I＝eq\f(U,R)＝eq\f(10\r(2),10)A＝eq\r(2)A，C正確；電阻R消耗的電功率為P＝I2R＝20W，故D正確．答案：A5．如圖所示為某交變電流隨時(shí)間變更的圖象，此交變電流有效值是()A．3eq\r(2)A B．5AC.eq\r(17)A D．2eq\r(5)A解析：將交變電流與直流電流通過(guò)阻值都為R的電阻，設(shè)直流電流為I，則依據(jù)有效值的定義有：(eq\f(4\r(2),\r(2)))2R·eq\f(T,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3\r(2)))eq\s\up12(2)R·eq\f(T,2)＝I2RT，解得：I＝eq\r(17)A，故選C.答案：C6.如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，接線柱a、b接電壓U的直流電源時(shí)，無(wú)論電源的正極與哪一個(gè)接線柱相連，甲燈均能正常發(fā)光，乙燈完全不亮．當(dāng)a、b接電壓的有效值為U的溝通電源時(shí)，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光，則下列推斷正確的是()A．與甲燈串聯(lián)的元件x是電容器，與乙燈串聯(lián)的元件y是電感線圈B．與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器C．與甲燈串聯(lián)的元件x是二極管，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器D．與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是二極管解析：若x是電容器，y是電感線圈，則a、b接直流電源時(shí)，電容器不通直流，甲燈不亮，乙燈亮，與題意不符，A錯(cuò)誤．若x是電感線圈，y是電容器，則a、b接直流電源時(shí)，x通直流，無(wú)感抗，甲燈亮，y隔直流，乙燈不亮；當(dāng)a、b接溝通電源時(shí)，x對(duì)溝通有感抗，故甲燈亮度變?nèi)?，y能通電流，如容抗較小，則可使乙燈正常發(fā)光，B正確．若x是二極管，則a、b接直流電源時(shí)，正、反接時(shí)，二極管只能有一次導(dǎo)通，甲燈只能有一次亮，與題意不符，C錯(cuò)誤．若y是二極管，乙燈在直流電源正、反接時(shí)，有一次亮，而接溝通電源時(shí)，因二極管的單向?qū)щ娦?，乙燈?yīng)時(shí)亮?xí)r滅，與題意不符，D錯(cuò)誤．答案：B7．如圖所示電路中，L為電感線圈，C為電容器，當(dāng)開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合時(shí)()A．燈A中無(wú)電流通過(guò)，不行能變亮B．燈A中有電流通過(guò)，方向由a到bC．燈B漸漸熄滅，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)D．燈B漸漸熄滅，c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)解析：若開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，則電容器C和燈A將被短路，電容器放電，燈A中電流方向?yàn)橛蒪到a，A、B均錯(cuò)；由于在L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，在線圈L、燈B和電鍵形成回路，使得燈B漸漸熄滅，電流方向?yàn)閺腸到d，由于L是電源，所以c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)D正確．答案：D8．遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R，變壓器為志向變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()A.eq\f(I1,I2)＝eq\f(n1,n2) B．I2＝eq\f(U2,R)C．I1U1＝Ieq\o\al(2,2)R D．I1U1＝I2U2解析：志向變壓器原副線圈兩端的電壓與線圈的匝數(shù)成正比，有：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，由能量守恒定律可知：P1＝I1U1＝P2＝I2U2，故選項(xiàng)D正確；因此eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線兩端的電壓應(yīng)為升壓器副線圈兩端電壓與降壓器原線圈兩端電壓U3之差，因此依據(jù)歐姆定律有：I2＝eq\f(U2－U3,R)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；降壓器的輸入功率為：P3＝I2U3，因此有：I1U1＝Ieq\o\al(2,2)R＋I(xiàn)2U3，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．答案：D9．如圖所示，有一矩形線圈繞OO′軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流，通過(guò)滑環(huán)接一志向變壓器．線路中接有電壓表和電流表，不計(jì)矩形線圈和導(dǎo)線的電阻．滑動(dòng)接頭P可以上下移動(dòng)，副線圈上接有可調(diào)電阻R.下列推斷正確的是()A．當(dāng)P位置不動(dòng)、R增大時(shí)，電壓表的示數(shù)增大B．當(dāng)P位置不動(dòng)、R增大時(shí)，電壓表的示數(shù)減小C．當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí)，電流表的示數(shù)增大D．當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí)，電流表的示數(shù)減小解析：因不計(jì)矩形線圈和導(dǎo)線的電阻，電壓表的示數(shù)即電動(dòng)勢(shì)的有效值，電動(dòng)勢(shì)不變，電壓表示數(shù)不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；依據(jù)志向變壓器變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，副線圈輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1，因n1減小，U2會(huì)增大，由輸出功率等于輸入功率P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)＝P1＝U1I1知，電流表示數(shù)I1會(huì)增大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C10．兩個(gè)相同的電阻，分別通過(guò)正弦波形的溝通電和方波形的溝通電．兩種交變電流的最大值相等，波形如圖所示．在正弦波形溝通電的一個(gè)周期內(nèi)，正弦波形溝通電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q1與方波形溝通電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比eq\f(Q1,Q2)等于()A．3∶1 B．1∶2C．2∶1 D．4∶3解析：兩種交變電流的最大值為Im，對(duì)于正弦式電流有效值為：I1＝eq\f(\r(2),2)Im，對(duì)于方波，有效值為：I2＝Im，依據(jù)焦耳定律，得Q1＝Ieq\o\al(2,1)RT，Q2＝Ieq\o\al(2,2)RT，則Q1∶Q2＝1∶2.答案：B二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)11．線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流如圖，則()A．在A和C時(shí)刻線圈平面和磁場(chǎng)平行B．在A和C時(shí)刻線圈平面和磁場(chǎng)垂直C．在B時(shí)刻線圈中的磁通量最大D．若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為0.02s，則該交變電流的頻率為50Hz解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流e＝NBSωsin(ωt＋φ)(從中性面計(jì)時(shí))，所以A、C時(shí)刻說(shuō)明此刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直，即A對(duì)，B錯(cuò)．B、D時(shí)刻為中性面，即磁通量最大，C對(duì)．從圖象可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為0.02s，則該交變電流的頻率為50Hz，D對(duì)．答案：ACD12.如圖所示，變頻交變電源的頻率可在20Hz到20kHz之間調(diào)整，在某一頻率時(shí)，L1、L2兩只燈泡的炙熱程度相同，則下列說(shuō)法中正確的是()A．假如將頻率增大，L1炙熱程度減弱、L2炙熱程度加強(qiáng)B．假如將頻率增大，L1炙熱程度加強(qiáng)、L2炙熱程度減弱C．假如將頻率減小，L1炙熱程度減弱、L2炙熱程度加強(qiáng)D．假如將頻率減小，L1炙熱程度加強(qiáng)、L2炙熱程度減弱解析：某一頻率時(shí)，兩只燈泡炙熱程度相同，應(yīng)有兩燈泡消耗的功率相同，頻率增大時(shí)，感抗增大，而容抗減小，故通過(guò)L1的電流增大，通過(guò)L2的電流減小，故B項(xiàng)正確，同理可得C項(xiàng)正確．答案：BC13．如圖甲所示的電路中，志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，?均為志向電表，R是光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)、L是志向線圈、D是燈泡．原線圈接入如圖乙所示的正弦溝通電，下列說(shuō)法正確的是()圖甲圖乙A．溝通電的頻率為50HzB．電壓表的示數(shù)為22eq\r(2)VC．當(dāng)光照增加時(shí)，?的示數(shù)變小D．若用一根導(dǎo)線來(lái)代替線圈L，則燈D變亮解析：因溝通電的周期是0.02s，所以頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，故A正確；原線圈接入電壓的最大值是220eq\r(2)V，所以原線圈接入電壓的有效值是U1＝220V，依據(jù)志向變壓器變壓比：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，代入數(shù)據(jù)解得副線圈的電壓為：U2＝22V，故B錯(cuò)誤；有光照增加時(shí)，R阻值隨光強(qiáng)增大而減小，依據(jù)P＝eq\f(U2,R總)，得副線圈輸出功率增大，所以原線圈輸入功率增大，所以電流表?的示數(shù)變大，故C錯(cuò)誤；用導(dǎo)線代替線圈，對(duì)電流的阻礙減小，所以D變亮，故D正確．答案：AD14．圖甲中志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變更關(guān)系如圖所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()圖甲圖乙A．輸入電壓u的表達(dá)式u＝20eq\r(2)sin100πt(V)B．只斷開(kāi)S2后，L1、L2均正常發(fā)光C．只斷開(kāi)S2后，原線圈的輸入功率減小D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W解析：由乙圖可知原線圈的輸入電壓的周期為T＝0.02s，所以ω＝eq\f(2π,T)＝100π，可知其表達(dá)式為u1＝20eq\r(2)sin100πt(V)，故選項(xiàng)A正確；由題意可知變壓器原線圈的輸入電壓U1＝20V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副線圈的輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝4V，將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光，所以小燈泡的額定電壓為4V，只斷開(kāi)S2時(shí)，兩個(gè)小燈泡串聯(lián)，所以不能正常發(fā)光，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只斷開(kāi)S2時(shí)，副線圈電阻增大，其電流變小，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知原線圈電流減小，所以輸入功率減小，故選項(xiàng)C正確；若S1換接到2后，電阻R的功率PR＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)＝eq\f(42,20)W＝0.8W，故選項(xiàng)D正確．答案：ACD三、非選擇題(本題共4小題，共54分．解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程和重要演算步驟，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(12分)將交變電壓u＝220eq\r(2)sin100πt(V)接到“220V100W”的燈泡兩端，若燈泡燈絲電阻保持不變，求：(1)通過(guò)燈泡的電流的最大值；(2)燈泡的實(shí)際功率；(3)每秒鐘電流方向變更的次數(shù)；(4)通過(guò)燈泡的電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式．解析：(1)交變電壓的有效值U＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，燈泡的額定電壓為U＝220V，因此燈泡恰好正常發(fā)光．由“220V100W”知該燈泡電阻為R＝eq\f(U2,P)＝484Ω.通過(guò)燈泡的電流的最大值為Im＝eq\f(Um,R)＝eq\f(220\r(2),484)A＝0.64A(2)燈泡的實(shí)際功率與額定功率相同，P＝100W(3)周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s每秒鐘電流方向變更的次數(shù)n＝eq\f(t,T)×2＝eq\f(1,0.02)×2＝100(次)(4)通過(guò)燈泡的電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsinωt＝0.64sin100πt(A)答案：(1)0.64A(2)100W(3)100次(4)i＝0.64sin100πt(A16．(12分)如圖所示，志向變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300V，副線圈兩端電壓U2為220V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U＝2V，求：(1)原線圈n1等于多少？(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，表A2的示數(shù)I2＝5A，則表A1的示數(shù)I1為多少？(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，表A1的示數(shù)I1′等于多少？解析：(1)設(shè)伏特表所接線圈輸出端電壓為U3，則eq\f(U1,U3)＝eq\f(n1,n3)，n1＝eq\f(3300,2)×1＝1650.(2)U1I1＝U2I2，則I1＝eq\f(U2I2,U1)＝eq\f(220×5,3300)A≈0.33A.(3)S閉合時(shí)，I2′＝2I2＝10A，U1I1′＝U2I2′，I1′＝eq\f(U2I2′,U1)＝eq\f(220×10,3300)A≈0.67A.答案：(1)1650(2)0.33A(3)0.67A17．(12分)某發(fā)電站的輸出功率為104kW，輸出電壓為4kV，通過(guò)志向變壓器升壓后向80km遠(yuǎn)處用戶供電．已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ＝2.4×10－8Ω·m，導(dǎo)線橫截面積為1.5×10－4m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失．解析：(1)導(dǎo)線電阻r＝ρeq\f(2l,S)＝eq\f(2.4×10－8×2×80×103,1.5×10－4)Ω＝25.6Ω輸電線路損失功率為輸出功率的4%，則4%P＝I2r，代入數(shù)據(jù)，得I＝125A由志向變壓器P入＝P出及P＝UI，得輸出電壓U＝eq\f(P,I)＝eq\f(107,125)V＝8×104V.(2)輸電線路上電壓損失U′＝Ir＝125×25.6V＝3.2×103V.答案：(1)8×104V(2)3.2×103V18．(18分)有一臺(tái)內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供應(yīng)一個(gè)學(xué)校照明用電，如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻R＝4Ω，全校共22個(gè)班，每班有“220V，40W”的電燈6盞，若要保證電燈全部正常發(fā)光，求：(1)發(fā)電機(jī)輸出功率；(2)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)；(3)輸電效率；(4)若使電燈數(shù)減半且正常發(fā)光，發(fā)電機(jī)