河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高二物理下学期第一次周考试题

河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高二物理下学期第一次周考试题

河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高二物理下学期第一次周考试题 ‎ 第I卷（选择题）‎ 一、选择题(每题5分，共60分，10、11、12题是多选题）‎ ‎1．下图中能将电压升高供给电灯的变压器是：（　　）‎ A. A B. B C. C D. D ‎2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是 ( 　)‎ A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变 B. 线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次 C. 线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次 D. 线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次 ‎3．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ （4题图）‎ A. 电流做周期性变化，是交流电 C. 电流的最大值是‎0.2A B. 电流的周期是0.02s D.电流的有效值是‎0.2A ‎4．如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3∶1，次级接三个相同的灯泡，设其中一个灯泡电流为I，电压为U;初级线圈中串有一个相同的灯泡L，则 （ ）‎ A. 灯L的电压为3U B. 灯L的电流为3I C. 灯L的电压为U D. 灯L的电压无法计算 ‎5．下列所列数据不属于交流电有效值的是（　　）‎ A. 交流电表的示数 B. 电容器的耐压值 C. 灯泡的额定电压 D. 保险丝的额定电流 ‎6．如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是(　 　)‎ A. 这也是一种交流电 B. 电流的变化周期是0.01 s C. 电流的有效值是‎1 A D. 电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J ‎7．如图所示表示一交流电电流随时间变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值的大小为Im，则该交流电的有效值为（ ）‎ A. B. C. D. Im ‎8．一理想变压器的初级线圈为n1=100匝，次级线圈n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为48．4Ω的小灯泡接在副线圈n2与n3上，如图所示．当原线圈与e=220sinωt的交流电源连接后，变压器的输入功率是（ ）‎ ‎ （9题图）‎ A．10W B．20W C．250W D．500W ‎9．在电路两端加上正弦交流电，保持电压最大值不变，使频率减小，发现各灯亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是（ ）‎ A． M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 C．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻 D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 ‎10．如图所示的理想变压器，左端输入有效值不变的正弦交流电u，电压表和电流表都是理想电表，忽略小灯泡电阻的变化，则开关S闭合后与闭合前相比较，下列说法正确的是（ ）‎ A. L1变亮B. L2变亮C. 电流表A的示数变小D. 电压表V的示数变小 ‎11．理想变压器在正常工作时，原、副线圈中相同的物理量是( 　)‎ A. 每匝线圈中磁通量的变化率 B. 交变电流的频率 C. 原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D. 原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 ‎12．图甲为交流发电机的原理图，正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，电流表为理想交流电表，线圈中产生的交变电流随时间的变化如图乙所示，则(　　)‎ A. 电流表的示数为‎10 A B. 线圈转动的角速度为50 rad/s C. 0.01 s时线圈平面和磁场平行 D. 0.01 s时线圈的磁通量变化率为零 第II卷（非选择题）‎ 二、实验题题（每空2分，共6分）‎ ‎13．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材 A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）‎ B．条形磁铁 C．直流电源 D．多用电表 E、开关、导线若干 ‎（1）上述器材在本实验中不必用到的是_________（填器材前的序号）；‎ ‎（2）本实验中还需要用到的器材有____________________。‎ ‎14．两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联，组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路.现在甲电路两端加恒定电压U，L1灯发光；而在乙电路两端加最大电压为U，的正弦交变电压，L2灯也发光.比较两灯的明暗程度，是L1灯的亮度________L2灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)‎ 三、解答题 ‎15(10分）．如图所示，线圈abcd的面积S＝‎0.05 m2‎，共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝T，线圈以角速度ω＝100π rad/s匀速转动。‎ ‎(1)若线圈经图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值e的表达式 ‎(2)求通过电阻R的电流的有效值。‎ ‎16（12分）．如图 （a）是一理想变压器的电路连接图，图（b）是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10：1，当开关S闭合时，电流表A2的示数为‎2A，求：‎ ‎（1）电压表的示数 ‎（2）变压器的输入功率．‎ ‎17（12分）．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为 ‎200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为16kW，该村的用电电压是220V．‎ ‎（1）输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）如果该村某工厂用电功率为80kW，则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏？‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】A图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；B图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；C图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；D图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故D错误；故选C．‎ ‎【点睛】电压与匝数成正比，当输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数时，输出的电压就比输入的电压大，此时的变压器就是升压变压器．原线圈必须接交流电源.‎ ‎2．C ‎【解析】线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次，选项A错误，C正确；线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变两次，选项BD错误；故选C.‎ ‎3．C ‎【解析】由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流电，而是直流电，电流的周期是0.01s，最大值是‎0.2A，ABD错误，C正确，选C.‎ ‎【点睛】交流电是指大小和方向随时间做周期性的变化．而直流是方向不变，大小可变也可不变，当电流的方向和大小都不变时，电流为恒定直流．‎ ‎4．C ‎【解析】试题分析：本题需要先根据原副线圈电流比公式得出原线圈中的电流，由于四个灯泡相同，根据电流比求出L两端的电压 副线圈中总电流为，根据原副线圈电流比公式，可得原线圈中的电流为 ‎，和副线圈中其中任意灯泡的电流相同，故可得灯L两端的电压为U， C正确；‎ ‎5．B ‎【解析】交流电表的示数是有效值；电容器的耐压值，是指的最大值不是有效值；灯泡的额定电压是有效值；保险丝的额定电流是有效值，故本题选B，ACD错误。‎ ‎6．C ‎【解析】交流电的特点是电流方向变化；电流的变化周期是0.02s，根据有效值的定义得： ，带入数据解得： I=‎1A，电流通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为100J.‎ ‎7．A ‎【解析】设电流的有效值为I．取一个周期时间，由电流的热效应得：‎ 解得： ，故选A.‎ ‎8．A ‎【解析】‎ 试题分析：根据副线圈的接法知道，副线圈2和3的接法相反，电动势抵消一部分，相当于灯泡接在10匝的副线圈上，根据表达式知原线圈电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比知灯泡两端的电压为：‎ ‎×220=22V，灯泡功率，故选A．‎ 考点：变压器 ‎【名师点睛】本题的难点在于认清楚副线圈的理解方式，两个副线圈的匝数抵消一部分，结合变压器的变压原理和功率公式即可求解。‎ ‎9．C ‎【解析】‎ 试题分析：交流电频率减小，灯1变亮，阻抗变小，说明M是电感线圈；灯2变暗，阻抗变大，说明N为电容器．灯3亮度不变，说明L为电阻，故C正确，ABD错误．故选．C 考点：电感；电容；电阻 ‎【名师点睛】解答此题要知道：线圈的感抗与交流电的频率成正比，电容器的容抗与频率成反比，而电阻与频率没有关系．交流电频率减小，灯泡变暗，阻抗变大，变亮，阻抗变小。‎ ‎10．AD ‎【解析】试题分析：设理想变压器副线圈所接电路的总电阻为，原副线圈的电流分别为，原副线圈的电压分别为，开关闭合后， 减小，但副线圈的输出功率增大，而原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定也随着增大，左端输入有效值不变的正弦交流电，而，因此原线圈的电流增大，而灯泡的电阻不变，故灯泡的功率也增大，即变亮，A正确；灯泡的电压增大，故原线圈的电压将减小，由电压之比得： 可知也将减小，即电压表的示数变小，D正确；灯泡两端电压减小，因此变暗，B错误；由理想变压器的电流之比，‎ 可知增大， 也增大，即电流表的示数变大，C错误。‎ 考点：变压器的构造和原理 ‎【名师点睛】本题主要考查理想变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解．结合电路动态分析进行分析即可。‎ ‎11．ABC ‎【解析】理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同，故 A正确；变压器不改变交流电的频率，即频率相同．故B正确；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．所以原副线圈的功率相等，故C正确；原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势与输入电压和匝数比决定，当匝数不同时，电动势不同．故D错误；故选ABC.‎ 点睛：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定．‎ ‎12．AD ‎【解析】由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10A，周期T=0.02s，由于电流表的示数为有效值，故示数I=Im=‎10A，选项A正确；角速度ω==100π rad/s，选项B错误；0.01s时线圈中的感应电流为0，则穿过线圈的磁通量为最大，磁通量变化率为0，故线圈平面与磁场方向垂直，选项C错误，D正确；故选AD．‎ 点睛：此题考查交流电的产生和描述，知道电表示数为有效值，知道中性面的特点：感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量变化为零，磁通量最大．‎ ‎13．（1）BC ‎（2）（低压）交流电源 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）理想变压器是根据电磁感应原理工作的，需要交流电源，对直流电源没有作用，实验中是通过电流变化导致副线圈中磁通量发生变化，从而产生感应电流的，所以不需要磁铁，故BC不必用到 ‎（2）实验中需要产生交流电的电源，所以还需要低压交流电 考点：考查了“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验 ‎【名师点睛】变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要的器材有：可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈），多用电表（测电压），导线、开关，低压交流电源．‎ ‎14． 大于 ‎【解析】考点：自感现象和自感系数．‎ 分析：由题，乙电路两端正弦交变电压的最大值为U，有效值等于U，与甲电路的电压相等．根据两个电路中电感L的感抗关系，分析电路中电流关系，判断两灯亮度关系．‎ 解：据题，乙电路两端所加正弦交变电压的最大值为d，有效值等于d，与甲电路的两端电压相等．乙电路中所加的交流电，电感L2有感抗，甲电路所加的是恒定电压，L1没有感抗，则甲电路中总阻抗小于乙电路中总阻抗，甲电路中电流大于乙电路中电流，所以L1灯的亮度 大于L2灯亮度．‎ 故答案为：大于 点评：本题只要懂得电感线圈对交流电流有阻碍作用，就能分析出两电路中电流的大小关系．基础题．‎ ‎15．（1）e =500cos（100πt）V（2）25A ‎【解析】（1）感应电动势最大值为：Em=NBSω 得：Em＝100××0.05×100π＝500V 由于从垂直于中性面的位置开始计时，则瞬时值表达式为：‎ e=Emcos（ωt）=500cos（100πt）V ‎（2）流过电阻R的最大电流为： ‎ 通过电阻R的电流有效值为： ‎ 点睛：本题考查对交流发电机原理的理解能力．记住有效值和最大值的关系；瞬时值表达式要注意计时起点，不同的计时起点表达式的初相位不同．‎ ‎16．（1）20V（2）40W ‎【解析】（1）由图（b）可知输入电压的有效值 由 得 ‎（2）变压器的输入功率P1等于输出功率P2‎ 故P1=P2=U2I2=20×2W=40W ‎17．（1）1：10； 230：11；（2）2600盏．‎ ‎【解析】（1）根据如图所示输电线路，设高压输电线电流I2，输电电压为U2，由题意可知：P损=I22r；‎ 所以有： ‎ 而 根据电流与匝数成反比，则有： ‎ U3=U2﹣I2R线=（500×10﹣40×10）V=4600 V 根据电压与匝数成正比，则： ‎ ‎（2）据降压变压器输入功率等于输出功率有：P3=P4=200﹣16=184 kW；‎ 灯可以消耗的功率是：P灯=104kW；‎ 所以还可装灯的盏数为： 盏；‎