2020版高考物理教科版大一轮复习训练：第十一章 单元质量检测（十一） Word版含解析.pdf

单元质量检测单元质量检测(十一十一) 时间：40 分钟 一、选择题(17 题为单项选择题，811 题为多项选择题) 1小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势 与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V，6 W”的小灯泡连接形 成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为 n5 r/s 时，小灯泡恰好正 常发光，则电路中电流的瞬时表达式为( ) Aisin 5t(A) Bisin 10t(A) Ci1.41sin 5t(A) Di1.41sin 10t(A) 解析 因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为 I 1 A，则电流的 P U 最大值为 Im A1.41 A。因为转速 n5 r/s，且 2n，所以 10 2 rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为 i1.41sin 10t A，选项 D 正确。 答案 D 2(2016·广东湛江调研)如图 1，实验室一台手摇交流发电机的内阻 r1.0 ， 外接 R9.0 的电阻。闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产 生的电动势 e10sin 10t(V)，则( )2 图 1 A该交变电流的频率为 10 Hz B该电动势的最大值为 10 V C外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 W D电路中理想交流电流表的示数为 1 A 解析 由发电机产生的感应电动势表达式 e10sin 10t(V)可知，该交变电流2 为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为 eEmsin t，由两式 对照可知 Em10 V， 10 rad/s， 又由于 2f， 解得 f5 Hz， 故选项 A、 B2 错误；理想交流电流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路的欧姆定 律有 I1 A， 外接电阻 R 所消耗的电功率 PI2R9 W， 故选项 C 错误， D E Rr 正确。 答案 D 3 远距离输电的原理图如图 2 所示， 升压变压器原、 副线圈的匝数分别为 n1、 n2， 电压分别为 U1、U2，电流分别为 I1、I2，输电线上的电阻为 R。变压器为理想变 压器，则下列关系式中正确的是( ) 图 2 A. BI2 I1 I2 n1 n2 U2 R CI1U1I R DI1U1I2U2 2 2 解析 由于理想变压器的电流比与匝数比成反比，即 ，A 错误；由于 R 两 I1 I2 n2 n1 端的电压不等于 U2，故 B 错误；由能量关系可得 U1I1I RP用，故 C 错误； 2 2 由功率关系，P入P出可得 I1U1I2U2，D 项正确。 答案 D 4 图3甲中理想变压器原、 副线圈的匝数之比n1n251， 电阻R20 ， L1、 L2 为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电 压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示。现将 S1接 1、S2闭合，此时 L2正常发光。 下列说法正确的是( ) 图 3 A输入电压 u 的表达式 u20sin(50t) V2 B只断开 S2后，L1、L2均正常发光 C只断开 S2后，原线圈的输入功率增大 D若 S1换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W 解析 周期是 0.02 s，则 100 rad/s，所以输入电压 u 的表达式为 u20 2 sin(100t) V，A 错误；只断开 S2后，负载电阻变大为原来的 2 倍，电压不变， 副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2的功率均变为额定功率的四分之一，均无 法正常发光，故 B 错误；只断开 S2后，原线圈的输入功率等于副线圈的功率都 减小，C 错误；若 S1换接到 2 后，电阻 R 两端电压有效值为 4 V，R 消耗的电功 率为 P0.8 W，D 正确。 U2 R 答案 D 5(2015·安徽理综，16)如图 4 所示电路中，变压器为理想变压器，a、b 接在电 压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器。现将变阻器的 滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表 A1的示数增大了 0.2 A，电流表 A2的示数增大了 0.8 A，则下列说法正确的是( ) 图 4 A电压表 V1示数增大 B电压表 V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿 cd 的方向滑动 解析 由于 a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表 V1示数不变， 选项 A 错误 ； 由理想变压器原理公式且 U1、 n1、 n2不变， 则 U2不变， 即 V2 U1 U2 n1 n2 的示数不变，V3的示数 U3U2I2R0应减小，故选项 B 错误；由公式 得： I1 I2 n2 n1 4，则 n1n2，该变压器起降压作用，故 C 错误 ； 又 I2，I2 n1 n2 I2 I1 0.8 0.2 U2 R0R 增大，R 应减小，故滑片应沿 cd 方向滑动，故 D 正确。 答案 D 6如图 5 甲所示，交流发电机的矩形线圈边长 abcd0.2 m，adbc0.4 m， 线圈匝数为 50 匝，线圈的总电阻 r1 ，线圈在磁感应强度 B0.2 T 的匀强磁 场中绕垂直磁场的虚线轴以 r/s 的转速匀速转动，外接电阻 R9 ，电压表 100 为理想交流电表，则( ) 图 5 A图甲中交流电压表的示数为 80 V2 B图甲中电阻 R 上消耗的电功率为 1 152 W2 C 如图乙所示， 在外电路接上原、 副线圈匝数比 n1n231 的理想变压器时， 电阻 R 上消耗的电功率最大 D 如图乙所示， 在外电路接上原、 副线圈匝数比 n1n213 的理想变压器时， 电阻 R 上消耗的电功率最大 解析 线圈转动的角速度 2n200 rad/s，发电机产生正弦式交变电流，电 动势最大值 EmNBS160 V，电动势的有效值 EEm80 V，交流电压 2 2 2 表 V 的示数为外电压的有效值 U72 V，选项 A 错误；电阻 R 上消耗 RE Rr 2 的电功率 P1 152 W，选项 B 错误；将理想变压器和电阻 R 等效为电路中 U2 R 的一个电阻 R， ， 电源的输出功率 P出()2R， 当 Rr1 时， P R R U1 I1 U2 I2 n n E Rr 出最大， ，选项 C 错误，D 正确。 n1 n2 R R 1 3 答案 D 7若某小区变压器输入电压为 6 600 V，经过变压器降压，然后经过一段输电线 路给小区供电，该居民区有 440 户。以前每户平均消耗电功率 100 W，使用的降 压变压器匝数比为 1656，恰好能使额定电压为 220 V 的用电器正常工作。现 在因家用电器增加，每户平均消耗电功率为 250 W。若输入电压为 6 600 V、输 电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用变压器，则此变压器原、副线圈 匝数比应为(变压器皆可视为理想变压器)( ) A1109 B2209 C301 D2009 解析 居民小区有居民 440 户，以前每户平均消耗电功率 100 W，消耗的总功率 为 44 000 W，此时输电线路上的电流为 I1 A200 A，使用的变压器匝 44 000 220 数比为 1656，所以变压器副线圈上的电压为 U2×6 V240 V，输电线 6 600 165 路上的电压为 240 V220 V20 V， 输电线电阻为 0.1 。 家用电器增加， 20 200 每户平均消耗电功率为 250 W 时，消耗的总功率为 110 000 W，此时输电线路上 的电流为 500 A，输电线路上的电压为 500×0.1 V50 V，所以变压器副线圈上 的电压为 220 V50 V270 V，此时变压器原、副线圈匝数比为 6 600270 220 9，B 正确。 答案 B 8如图 6 是温度自动报警器的工作原理图，图中 1 是电磁铁、2 是衔铁、3 是触 点、4 是水银温度计。则下列说法正确的是( ) 图 6 A温度低于警戒温度时，电铃报警 B温度高于警戒温度时，电铃报警 C温度低于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮 D温度高于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮 解析 当温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁线圈没有电流通 过，电磁铁没有磁性。此时指示灯通过常闭触点与工作电源接通，指示灯亮，选 项 C 正确，D 错误；温度升高，水银面上升，因水银是导体，当温度上升到金 属丝下端所指温度时，控制电路被接通，电磁铁线圈就有电流通过，电磁铁产生 磁性吸引衔铁，使触点开关闭合，工作电路形成回路，电铃就响起来，发出报警 信号，选项 A 错误，B 正确。 答案 BC 9(2017·安徽黄山模拟)如图 7 所示，理想变压器原、副线圈上接有四个完全相 同的灯泡，若四个灯泡恰好都能正常发光，则下列说法正确的是( ) 图 7 AU1U234 BU1U243 C若将 L1短路，则副线圈的三个灯泡仍能正常发光 D若将 L2短路，则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的 倍 4 3 解析 设灯泡的额定电压为 U，额定电流为 I，则副线圈电压为 3U，电流为 I， 原线圈的灯泡正常发光，电流也为 I，所以原、副线圈的匝数比为 1： 1，原线圈 两端电压为 3U，所以 U1U243，选项 A 错误，B 正确；若将 L1短路，则 原线圈的电压增大，则副线圈两端电压也增大，三个灯泡不能正常发光，选项 C 错误 ； 若将L2短路， 设副线圈的电流为I， 原线圈的电流也为I， 因此2IRIRU1 4U，则 IR U，即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的 ，选项 D 4 3 4 3 正确。 答案 BD 10如图 8 所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的 电压随时间按正弦规律变化，如图 9 甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如 图乙所示。若图 9 甲、乙中的 U0、T 所表示的电压、周期值是相等的，则以下 说法正确的是( ) 图 8 图 9 A第一次灯泡两端的电压有效值是U0 2 2 B第二次灯泡两端的电压有效值是 U0 3 2 C第一次和第二次灯泡的电功率之比是 29 D第一次和第二次灯泡的电功率之比是 15 解析 第一次所加正弦交流电压的有效值为 U1U0，A 项正确；设第二次所 2 2 加交流电压的有效值为 U2， 则根据有效值的定义有T· · ， 解得 U2 U R （2U0）2 R T 2 U R T 2 U0，B 项错 ； 根据电功率的定义式 P可知，P1P215，C 项错、D 10 2 U2 R 项正确。 答案 AD 11如图 10 所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交 变电源上。闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理 想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A。以下判断正确的是( ) 图 10 A变压器输入功率为 484 W B通过原线圈的电流的有效值为 0.6 A C通过副线圈的电流的最大值为 2.2 A D变压器原、副线圈匝数比 n1n2113 解析 用电器正常工作，则知变压器输出电压 U260 V，理想变压器输入功率 等于输出功率，则 P1P2U2I260×2.2 W132 W，故 A 错；通过原线圈的 电流为 I1 A0.6 A，故 B 对；通过副线圈的电流最大值为 I2m2.2× P1 U1 132 220 A3.1 A，故 C 错；变压器原、副线圈匝数比为，故 D 对。2 n1 n2 U1 U2 220 60 11 3 答案 BD 二、非选择题 12(2016·江苏单科，10)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值 R 随温度 t 的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约 10 ，R 随 t 的升高而增大，实 验电路如图 11 所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。 图 11 实验时闭合 S， 先将开关 K 与 1 端闭合， 调节金属电阻的温度， 分别记下温度 t1， t2，和电流表的相应示数 I1，I2，。然后将开关 K 与 2 端闭合，调节电阻箱 使电流表的示数再次为 I1，I2，分别记下电阻箱相应的示数 R1，R2，。 (1)有以下两电流表，实验电路中应选用_。 A量程 0100 mA，内阻约 2 B量程 00.6 A，内阻可忽略 (2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由 9.9 调节至 10.0 ，需旋转图中电阻箱 的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是_。 将旋钮 a 由“0”旋转至“1” 将旋钮 b 由“9”旋转至“0” 将旋钮 c 由“9”旋转至“0” (3)实验记录的 t 和 R 的数据见下表 温度 t()20.040.060.080.0100.0 阻值 R()9.610.411.112.112.8 请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 Rt 图线。 由图线求得 R 随 t 的变化关系为 R_。 解析 (1)电路中的最大电流约 I100 mA，故电流表应选用 A。 E RRmr (2)调节电阻箱时按照先调大再调小的原则，旋转各旋钮的正确操作顺序是 。 (3)Rt 图象如图所示 由 Rt 图象知，R0.04t8.8()。 答案 (1)A (2) (3)见解析 0.04t8.8