2019-2020年高三物理一輪復習第十章交變電流傳感器章末檢測提升.doc

2019-2020年高三物理一輪復習第十章交變電流傳感器章末檢測提升一、選擇題(本大題共10小題，共40分在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分)1下列有關傳感器的說法中錯誤的是 ()A土耳其大地震時用的生命探測儀利用了生物傳感器B“嫦娥二號”衛(wèi)星搭載的立體相機獲取月球數據利用了光傳感器C電子秤稱量物體質量是利用了力傳感器D火災報警器能夠在發(fā)生火災時報警是利用了溫度傳感器答案：D解析：生命探測儀是利用生物傳感器，立體相機是利用光傳慼器，電子砰是利用壓力傳感器，火災報警器是在煙霧濃度達到一定程度時能夠輸出電信號，使警鈴發(fā)聲或使紅燈閃爍，自動報警，利用了煙霧傳感器而不是利用了溫度傳感器，故A、B、C三項對，D項錯2(多選)某交變電壓為u6sin 314t(V)，則下列說法正確的是 ()A打點計時器接此電源時，打點周期為0.02 sB耐壓6 V的電容器不能直接接在此電源上C此電源能使額定電壓為6 V的小燈泡正常發(fā)光D額定電壓為6 V的小燈泡接在此電源上將被燒毀答案：ABC解析：根據uUmsin t和，以及U有效可知，此交變電流的周期為T0.02 s，電壓有效值為6 V，小燈泡的額定電壓指的是交流電壓的有效值，而電容器的耐壓值指的是交流電壓的最大值，選項A、B、C正確3圖甲、圖乙分別為兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓是正弦函數的一部分下列說法不正確的是()A圖甲、圖乙均表示交流電B圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u20sin100tC圖乙所示電壓的有效值為20 VD圖乙所示電壓的有效值為10 V答案：C解析：甲乙兩圖均表示交流電，它們的周期分別為為0.02 s和0.04 s，甲100，所以甲的電壓瞬時值表達式為u20sin 100t，根據T可知乙的電壓有效值為10 V，選項C錯誤4一臺發(fā)電機的結構示意圖如圖所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉軸勻速轉動磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場若從圖示位置開始計時電動勢為正值，下列圖象中能正確反映線圈中感應電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是()答案：D解析：由題圖可知發(fā)電機內部磁極與鐵芯之間的縫隙中為方向沿半徑的輻向磁場，所以距轉軸距離相等的各點磁感應強度大小相等，根據法拉第電磁感應定律可知回路中產生大小恒定的感應電動勢，A、B兩項錯誤；當線圈轉到豎直位置時，回路中感應電動勢方向發(fā)生變化，C項錯誤，D項正確5(xx安徽卷)圖示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器現將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，觀察到電流表A1的示數增大了0.2 A，電流表A2的示數增大了0.8 A，則下列說法正確的是()A電壓表V1示數增大B電壓表V2、V3示數均增大C該變壓器起升壓作用D變阻器滑片是按cd的方向滑動答案：D解析：電流表示數增大，滑動變阻器接入電路的阻值減小，故應從c向d滑動，故D項正確；電壓表V1、V2示數不變，故A、B兩項錯誤；原副線圈中的電流和匝數成反比，故應是降壓變壓器，C項錯誤6如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖，其中R2為用負溫度系數的半導體熱敏材料制成的傳感器，值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報警器當傳感器R3所在處出現火情時，顯示器的電流I及報警器兩端的電壓U的變化情況是 ()AI變大，U變大 BI變大，U變小CI變小，U變小 DI變小，U變大答案：C解析： 出現火情時，環(huán)境溫度升高，使得熱敏電阻R3的電阻減小，總電阻將變小，這部分獲得的電壓減小，即R2兩端電壓減小，所以R2電流減小，電流表讀數減小，外電路的總電阻減小，所以外電壓即報警器兩端的電壓減小，所以C項正確7(多選)一矩形線圈，在勻強磁場中繞垂直磁感線的對稱軸轉動，形成如圖所示的交變電動勢圖象，根據圖象提供的信息，以下說法正確的是 ()A線圈轉動的角速度為 rad/sB電動勢的有效值14.1 VCt1.0102 s時，線圈平面和磁場方向的夾角為30Dt1.5102 s時，穿過線圈平面的磁通量最大答案：ABC解析：角速度 rad/s，A項正確；電動勢的有效值E14.1 V，B項正確；電動勢的瞬時值e20sint(V)，將t 1.0102s代入該式，解得，這是線圈從中性面開始轉過的夾角，故線圈平面和磁場方向的夾角為30，C項正確；t1.5102s時，線圈平面與磁場平行，磁通量最小，D項錯8如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數為N，內阻不計，繞OO軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度做勻速轉動，從圖示位置開始計時，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調電阻R，下列判斷正確的是()A矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為eNBScos tB矩形線圈從圖示位置經過時間時，通過電流表的電荷量為0C當P位置不動，R增大時，電壓表讀數也增大D當P位置向上移動、R不變時，電流表讀數減小答案：A解析：由于線框轉動時兩邊同時切割磁感線，產生感應電流方向相同，則感應電動勢為e2NBL(L)sin(90t)NBScos t，A項正確；矩形線圈從圖示位置經過時間時，通過電流表的電荷量為q，B項錯誤；P位置不動，由于線圈內阻不變，輸出電壓不變，電壓表示數不變，C項錯誤；P位置向上移動，變壓器原、副線圈匝數比減小，輸出電壓變大，R不變，輸出電流增大，輸入電流也增大，電流表示數變大，D項錯誤9(多選)如圖所示，邊長為L、匝數為N，電阻不汁的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO轉動轉軸OO垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度轉動，下列判斷正確的是 ()A兩電壓表的示數之比U1U2n1n2B電壓表V1示數等于NBL2C當可變電阻R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數變大D當可變電阻R的滑片P向上滑動時，變壓器的輸入功率減小答案：AD解析：由理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數比可知，A項正確；電壓表V1示數為電壓的有效值，等于，B項錯誤；當可變電阻R的滑片P向上滑動時，R的有效阻值增大，U2不變，輸出功率減小，輸入功率減小，C項錯誤，D項正確10(多選)一臺發(fā)電機最大輸出功率為4 000 kW，電壓為4 000 V，經變壓器T1升壓后向遠方輸電輸電線路總電阻為R1 k.到目的地經變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V60 W)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則 ()AT1原、副線圈電流分別為103 A和20 ABT2原、副線圈電壓分別為1.8105 V和220 VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光答案：ABD解析：遠距離輸電的模型如圖所示，T1原線圈的電流為I1 A1103 A，輸電線上損失的功率為P損IR10%P1，所以I2 A20 A，選項A正確；T1的匝數比為；T1上副線圈的電壓為U250U12105 V，T2原線圈的電壓為U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，選項B正確；T2上原、副線圈的變壓比為，選項C錯誤；能正常發(fā)光的燈泡的盞數為：N6104，選項D正確二、填空與實驗題(本大題共2小題，共10分把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答)11(4分)(1)某同學為一城市設計路燈自動控制電路要求路燈白天自動熄滅，晚上自動開啟請你利用所學過的有關傳感器的知識在圖中幫他連接好這個自動控制電路(2)某小組用調壓變壓器供電測定和描繪一只標有“220 V，40 W”的白熾燈燈絲的伏安特性曲線該變壓器只有一組線圈，繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接220 V交流電源的火線與零線，輸出端有一個滑片P，移動它的位置，就可以使輸出電壓在0250 V之間連續(xù)變化，圖中畫出了調壓變壓器的電路圖符號實驗室備有交流電壓表(量程300 V、內阻約20 k)，交流電流表(量程0.6 A、內阻約10 )，滑動變阻器，開關，導線等實驗器材請在圖中完成實驗電路圖(要求在額定電壓下測得的數據誤差盡量小)答案：(1)如圖所示(2)如圖所示解析：(1)電磁鐵要和直流電源、光敏電阻串聯成一個回路，路燈通過銜鐵和火線、零線連接，電路如答案圖所示(2)原線圈和火線、零線連接，開關應串聯在火線上；左邊接燈泡，電流表內接電表讀數通過調壓變壓器調節(jié)，不需要滑動變阻器電路如答案圖所示12(6分)如圖甲、乙、丙、丁所示是四種常見的電容式傳感器示意圖電容器的電容C決定于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質這幾個因素如果某一物理量變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過測定電容器的電容就可以確定該物理量的變化.(1)圖甲可用來測定角度，當動片與定片之間的角度變大時，可使電容C_(填“變大”“變小”或“不變”)(2)圖乙可用來測定液面高度h.在導線芯的外面涂上一層絕緣物質，放入導電液體中，導線芯和導電液體構成電容器的_，導線芯外面的絕緣物質就是_液面高度h變大時，可使電容C_(填“變大”“變小”或“不變”)(3)圖丙可以測定_它是通過改變_而使電容C發(fā)生變化的(4)圖丁可以測定位移x.它是通過改變極板間的_，而使電容C發(fā)生變化的答案：(1)變小(2)兩個極板電介質變大(3)待測壓力F極板間距離(4)電介質解析：(1)題圖甲，是通過動片的旋進和旋出來改變電極之間的相對面積使電容C變化的角度變大，電極之間的相對面積減小，故電容C變小(2)圖乙，導線芯和導電液體相當于電容器的兩個極板，導線芯外面的絕緣物質相當于電介質，液面高度h變大時，相當于增大了兩板的正對面積，使電容C變大(3)圖丙用來測定待測壓力F.壓力F的變化可引起極間距離的變化，從而改變電容C.(4)圖丁是通過改變電介質插入板間的多少，即改變電介質而使電容C發(fā)生變化的三、計算題(本大題共4小題，共50分解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)13(10分)一正弦交變電壓的電壓u隨時間t變化的規(guī)律如圖所示(1)寫出該交變電壓的瞬時值表達式；(2)求出該交變電壓的有效值；(3)將該交變電壓接在匝數比為12的理想變壓器原線圈上，副線圈給R16 的小燈泡供電，求燈泡消耗的功率答案：(1)u10sin 50t V(2)7.1 V(3)12.5 W解析：(1)由題中圖象知電壓最大值為10 V，周期為0.04 s，其角頻率50 rad/s.所以瞬時值表達式為u10sin 50t V .(2)有效值為U5 V7.1 V.(3)副線圈輸出電壓U2U110 V.小燈泡的功率為P12.5 W.14(14分)三峽水利樞紐工程是流域治理開發(fā)的關鍵工程，是中國規(guī)模最大的水利工程樞紐控制的流域面積為1106 km2，占長江流域面積的56%，壩址處年平均流量Q4.511011 m3.水利樞紐的主要任務包括防洪、發(fā)電、航運三方面在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機組26臺，總裝機容量即26臺發(fā)電機組同時工作時的總發(fā)電功率P1.82107 kW.年平均發(fā)電量約為W8.401010 kWh，電站主要向華中、華東電網供電，以緩解這兩個地區(qū)的供電緊張局面閱讀上述資料，解答下列問題(水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2)(1)請畫出遠距離輸電的原理圖并在其上用相應的符號標明相應的物理量(2)若三峽電站上、下游水位差按H100 m計算，試推導三峽電站將水流的勢能轉化為電能的效率的公式并計算出效率的數值(3)若26臺發(fā)電機組全部發(fā)電，要達到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電時間t為多少天？(4)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，輸電功率P14.5106 kW，采用超高壓輸電，輸電電壓U500 kV，而發(fā)電機輸出的電壓約為U018 kV，要使輸電線上損耗的功率為輸送電功率的5%，求發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數之比和輸電線路的總電阻答案：(1)略(2)67.1% (3)192.3天(4)92502.78 解析： (1)遠距離輸電的原理圖如圖所示(2)電站能量轉化的效率效率100%67.1%.(3)依據P可知，每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電時間t 天192.3天(4)升壓變壓器原、副線圈的匝數之比9250由P1UI得I9.0103 A又P損I2R5%P1由以上各式解得R2.78 .15(12分)圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖乙所示，若只在ce間接一只Rce400 的電阻，或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式；(2)求只在ce間接400 電阻時，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數比.答案：(1)uab400sin 200t (V)(2)0.28 A或 A(3)解析：(1)由題圖乙知200 rad/s，電壓瞬時值uab400sin 200t (V)(2)電壓有效值U1200 V，理想變壓器P1P2，原線圈中的電流I1，解得I10.28 A(或 A)(3)設ab間匝數為n1，則，同理，由題意知，解得，代入數據得.16(14分)北京奧運場館的建設體現了“綠色奧運”的理念作為北京奧運會主場館之一的國家體育館“鳥巢”擁有9.1萬個座位，其扇型屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感，還隱藏著一座年發(fā)電量約為98 550 kWh時的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給體育館內的照明燈等使用假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1105 W求：(1)按平均每天太陽照射6 h計，該發(fā)電系統(tǒng)一年(365天計)能輸出多少電能？(2)假若輸出電壓為250 V，現準備向遠處輸電所用輸電線的總電阻為R線8 ，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，用戶獲得220 V電壓，求應選用匝數比多大的升壓變壓器答案：(1)2.19105 kWh(或7.8841011 J)(2)116解析：(1)該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率P1105 W，一年內發(fā)電時間t3656 h2 190 h一年內輸出的電能EPt2.19105 kWh7.8841011 J(2)依題意作出如圖所示的輸電示意圖升壓變壓器原線圈的電流為I1 A400 A設當輸電線上損失的電功率為輸送電功率的5%時，輸電線中的電流為I2，則IR線5%P所以I2 A25 A升壓變壓囂的匝敏比為116