河北省武邑中学2022学年高二物理上学期周考试题11.27含解析

河北省武邑中学2022-2022学年高二物理上学期周考试题（11.27，含解析）一、选择题1、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（　　）A．10WB．20WC．250WD．500W【答案】A【解析】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。2、如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯灯泡相同，且都是“220V,40W”；当灯泡所消耗的功率都调于20W时，哪种台灯消耗的功率最小（　　）A．B．C．D．【答案】C【解析】试题分析：-16-从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题．台灯的消耗功率包含灯泡和其他辅助器件的总功率．由A、B、C、D四选项分析可知：C中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率（台灯消耗功率）只有灯泡的功率20W．而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20W．故选C。考点：电功率【名师点睛】本题考查滑动变阻器及变压器在控制电路中的作用；要知道电路中电功率消耗与那些因素有关．掌握选择题的解答技巧。3、钳型电流表的外形和结构如图（a）所示，图（a）中电流表的读数为1.2A，图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（　　）A．这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB．这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC．这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A【答案】C【解析】考点：变压器【名师点睛】该知识点题目比较简单，且题目单一，只要记住了原副线圈的输入功率和输出功率关系，输入电压和输出电压的关系一切题目都能顺利解出。4、某正弦交流电的电流i随时间t变化的图像如图所示；由图可知：-16-A．电流的最大值为10AB．电流的有效值为10AC．该交流电的周期为0.03sD．该交流电的频率为0.02Hz【答案】B【解析】试题分析：根据图象，该交流电的最大电流为10A，周期为0.02s，故AC错误；电流有效值：，故B正确；该交流电的频率为：，选项D错误；故选B。考点：交流电【名师点睛】本题考查的是学生读图的能力，根据图象读出交流电的最大值和周期，再逐项计算即可。5、一气体放电管，当其两电极间的电压超过500V时，就放电而发光；在它发光的情况下逐渐降低电压．要降到500V时才熄灭．放电管两电极不分正负．现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000V，频率为50Hz．若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为（　　）A．10分钟B．25分钟C．30分钟D．35分钟【答案】B【解析】考点：交流电-16-【名师点睛】本题考查了交流电表达式的灵活应用，写出交流电的表达式，灵活应用数学知识即可正确解答。6、如图所示，理想变压器原线圈接入交流电u=Umsinωt，副线圈接有一电压表和电阻为R的负载，电压表的示数为10V，在t=T/4（T为交变流的周期），原线圈两端电压的瞬时值100V，由此可知变压器原副线圈的匝数比为（　　）A．10：1B．1:10C．10：1D．1：10【答案】C【解析】考点：变压器；交流电的有效值【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。7、如图甲所示，AB两端接直流稳压电源，UAB=100V，R0=40Ω，滑动变阻器的总电阻R=20Ω;滑动片处于变阻器中点；如图乙所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB=100V，R0=40Ω，滑动片处于线圈中点位置．则下列分析中正确的是（　　）A．甲图中UCD=50V，且R0中的电流为1.25AB．乙图中UCD=200V，且R0中的电流的有效值为5AC．甲图中UCD=80V，且R0中的电流的最大值约为2.83AD．乙图中UCD=80V，且R0中的电流的最大值约为2.83A【答案】B【解析】-16-试题分析：R的上半部分与R0串联的总电阻为：R′=R0+=50Ω；由欧姆定律可得流过R0的电流为：；R0两端的电压为：U0=I0R0=2A×40Ω=80V；即CD两端的电压为80V，通过R0的电流为2A．由乙图可知AB之间的线圈是原线圈，CD之间的线圈是副线圈，滑片处于线圈中点位置时原副线圈匝数比为1：2，根据电压与匝数成正比可求出CD两端的电压为：U2=2U1=200V，通过R0的电流为：，故选B.考点：变压器；欧姆定律【名师点睛】本题考查欧姆定律的就用，只需明白电路结构即可顺利求解．对变压器要知道输入电压和输出电压的关系该题就能顺利解出。8、矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220sin 100πt，关于这个交变电流，下列说法正确的是（）A．交变电流的频率为100HzB．电动势的有效值为220VC．电动势的峰值约为311VD．t=0时，线圈平面与中性面垂直【答案】BC【解析】考点：交流电【名师点睛】对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义。9、如图所示，两只阻值相同的电阻分别通以正弦波和方波电流，电流的最大值相等，则两只电阻产生的热功率的比是：-16-A．1：4B．1：2C．1：lD．2：l【答案】B【解析】试题分析：设电阻为R，根据交变电流的图象可知：正弦交流电流的有效值为：，方波电流的有效值为：I2=1V，据P=I2R得两只电阻产生的热功率的比是：，故选B.考点：交流电的有效值【名师点睛】本题考查了求解交流电有效值的方法：电流热效应法．注意在不同类型交流电中的不同列式。10、一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电；输电线路总电阻R=1kΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（　　）A．T1原、副线圈电流分别为103A和20AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220VC．T1和T2的变压比分别为1：50和40：1D．有6×104盏“220V　60W”灯泡正常发光【答案】ABD【解析】-16-用户得到的电压即为降压变压器的输出电压U4=220V④由③④可知B正确．降压变压器的匝数比②由①②知C错误用户得到的功率P3=P2-10%P2=0.9×4000KW=3600KW可供灯泡正常发光的盏数，故D正确．故选ABD。考点：远距离输电【名师点睛】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压，不是发电机的输出电压．本题突破点是由输电线上的损失功率，从而算出电线上的电流。11、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为1:5，原线圈两端的交变电压为u=20sin100πtV 氖泡的两端电压达到100V时开始发光，下列说法正确的有（）A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变【答案】AB【解析】-16-考点：变压器；交流电【名师点睛】本题主要考查变压器的知识，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。12、电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律）、安培定则（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，如图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是（　　）A．发电机能发电的主要原理是库仑定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B．发电机能发电的主要原理是安培定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C．发电机能发电的主要原理是欧姆定律；变压器能变压的主要原理是库仑定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律D．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律；变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律【答案】D【解析】考点：发电机和电动机的原理；电流的磁效应【名师点睛】本题考查了发电机和电动机的原理，以及电流的磁效应及应用；知道发电机和电动机的原理是本题的关键。-16-13、有一个电子器件，当其两端电压高于100V时导电，等于或低于100V时则不导电，若把这个电子器件接到100V、50Hz的正弦交变电流电源上，这个电子器件将（　　）A．不导电B．每秒钟导电50次C．每秒钟导电100次D．每次导电的时间为0.005s【答案】CD【解析】试题分析：100V、50Hz的正弦交变电流电源中100V指的是有效值，其最大值为100V，则电子器件的电压在100V＜u≤100V范围内可以导电，所以A错误；结合交流电的特点，每个周期内有两次100V＜u≤100V，所以每秒内导电50×2=100次，所以C正确，B错误；由于，所以一个周期内-以及-2π内导电每个周期内分两次共有一半时间导电，则每次导电时间为，所以D正确．故选CD。考点：交流电【名师点睛】本题属于基础题，考查了交变电流有效值与最大值的关系，可以结合交变电流的图象进行分析。14、家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，它主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、变压器、镇流系统、冷却系统、控制系统、外壳等组成．接通电路后，220V交流电经变压器变压，在次级产生3.4V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2000V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器（炉腔），被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，关于上述微波炉，下列说法正确的是（　　）A．微波是由于原子外层电子受激发而产生的B．微波是由于原子内层电子受激发而产生的C．微波炉变压器的降压匝数比为1100：17D．微波炉变压器的升压匝数比为17：10000【答案】C-16-【解析】考点：变压器【名师点睛】此题考查了电磁波在实际生活上的应用，我们需要了解微波炉的工作原理，产生机理。15、图甲是某小型家用电器电源部分的主要工作电路图，工作时Ⅰ部分变压器原线圈A、B两端与输出电压为220V的交流电源相连接，通过电路元件的工作最后在Ⅲ部分E、F两端输出6.0V的直流电．当A、B两端输入如图乙所示的交变电压时，在Ⅱ部分的M、N两端输出的电压如图丙所示．Ⅲ部分的自感线圈L的直流电阻可忽略不计．关于该电路及其工作过程，下列说法中正确的是（　　）A．Ⅰ部分的变压器是降压变压器B．Ⅱ部分的自感线圈L的作用是阻碍直流成分，导通交流成分C．Ⅲ部分的电容器C的作用是阻碍交流成分，导通直流成分D．M、N两端输出电压的有效值为2U0【答案】A【解析】考点：变压器；电容和电感【名师点睛】-16-本题考查的就是物理学中各种器材的作用，要知道二极管的作用是通过正向的电流，阻止负向的电流，电容器C的作用是通交流阻直流，自感线圈L的作用是通直流阻交流，了解不同的器材的特点即可轻松解答本题。二、计算题：16、如图所示为交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈为n匝的矩形线圈，边长ab=L1、ad=L2绕OO′轴在磁感强度为B的磁场中以角速度ω转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r，外电路负载电阻为R．试求：（1）电路中伏特表的示数；（2）线圈每转动一周，外力所做的功。【答案】（1）（2）【解析】-16-考点：交流电；能量守恒定律【名师点睛】据题境明确感应电动势的瞬时值，知道电压表示数为有效值，与电路知识向衔接是解题的关键；灵活应用能量守恒的角度求外力做的功.17、如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W；该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电．已知风叶的半径为r=1m，风能的利用效率为η1=4%，风力发电机的线圈共有N=200匝，磁场的磁感应强度为B=0.1T，线圈的面积为S1=0.2m2，空气的密度为ρ=1.3kg/m3，太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S=1m2，光能的利用效率为η2=20%，π取3，结果保留2位有效数字．-16-（1）若某天是无风的晴天，太阳光照6小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工作多少小时？（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？（3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正常工作7小时，则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A，则此时风叶的转速为多少？【答案】（1）10h（2）2h（3）5r/s【解析】又E3+E4=10×7h解得v=10m/s，E4=86400J设风力发电机转动产生交流电的峰值电压为Um，Um=NBSω=NBS2πn，所以解得即风速为10m/s，风叶的转速为5r/s-16-考点：能量守恒定律；动量定理【名师点睛】此题考查了能量守恒定律及动量定理的应用；解题时要善于建立物理模型是解决实际问题的关键，注意电能与风能及光能之间的转化关系。18、如图甲矩形线框abcd的边ab=2L，ad=3L，OO/为线框的转动轴，aO=bO/=2L；匀强磁场垂直于线圈平面，磁感应强度为B，OO'刚好与磁场界重合．线圈总电阻为R．当线圈绕OO'以角速度ω匀速时，试求：（1）线圈的ab边第一次出磁场前的瞬时，回路中电流的大小和方向．（2）从图示位置开始计时，取电流沿abcda方向正，请在图乙中画出线圈中电流i随时间t变化关系图（画两个周期）．（2）线圈中电流有效值.【答案】（1）（沿adcba方向）（2）图像如图；（3）【解析】-16-   考点：交流电的产生【名师点睛】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，会求感应电动势和感应电流的最大值并能画出图象，理解有效值的定义。19、如图所示，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B0，电阻为R、边长为L的正方向线框abcd水平放置，OO′为过ad、bc两边中点的直线，线框全部位于磁场中．现将线框右半部固定不动，而将线框左半部以角速度ω绕OO′为轴向上匀速转动，如图中虚线所示，要求：（1）写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式；（2）若线框左半部分绕OO′向上转动90°，求此过程中线框中产生的焦耳热；（3）若线框左半部分转动60°后固定不动，此时磁感应强度随时间按B=B0+kt变化，k为常量，写出磁场对线框ab边的作用力随时间变化的关系式。【答案】（1）e＝B0ωL2sinωt（2）（3）【解析】-16-试题分析：（1）线框在转动过程中，ab边的线速度：产生的感应电动势：e＝B0L(ω•)sin(ωt)＝B0ωL2sinωt考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路欧姆定律；焦耳定律【名师点睛】考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，及焦耳定律的应用，掌握安培力表达式的内容，注意只有是正弦式交流电时，最大值与有效值才存在倍的关系。-16-