2022年高三物理 第二章 交變電流、第三章 傳感器單元測試教科版選修3

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1、 2022年高三物理 第二章 交變電流、第三章 傳感器單元測試 教科版選修3 第Ⅰ卷(共40分) 一、選擇題(10個小題,共40分,每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確,全選對的得4分,選對但不全的得2分,選錯的得0分) 1.某同學(xué)在研究電容、電感對恒定電流與交變電流的影響時,采用了如圖所示的電路,其中L1、L2是二個完全相同的燈泡,已知把開關(guān)置于3、4時,電路與交流電源相通,穩(wěn)定后的二個燈泡發(fā)光亮度相同,則該同學(xué)在如下操作中能觀察到的實驗現(xiàn)象是( ) A.當(dāng)開關(guān)置于1、2時,穩(wěn)定后L1、L2兩個燈泡 均發(fā)光且亮度也相同 B.當(dāng)開關(guān)置于

2、1、2時,穩(wěn)定后L1、L2兩個燈泡 均發(fā)光,但L1比L2亮 C.當(dāng)開關(guān)置于3、4時,穩(wěn)定后,若只增加交流電 的頻率,則二個燈泡的亮度將同時變暗 D.當(dāng)開關(guān)置于3、4瞬間,L2立即發(fā)光,而L1亮度 慢慢增大 2.如圖是霓虹燈的供電電路,電路中的變壓器可視為理想變壓器,已知變壓器的原副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:20,加在原線圈兩端的電壓為u=311sin100Лt(V),霓虹燈正常工作的電阻R=440KΩ,則關(guān)于原、副線圈兩端電壓及原、副線圈中的電流,下列判斷正確的是 ( ) A.副線圈兩端電壓6220V,副線圈中的電流14.1mA B.副線圈兩端電壓440

3、0V,副線圈中的電流10mA C.原線圈中電流為500μA D.原線圈中電流為500mA 3.如圖所示是一理想變壓器的電路圖,若初級回路A、B兩點 接交流電壓U時,四個相同的燈泡均正常發(fā)光,則原、副線 圈匝數(shù)比為     ( )? A.4∶1   B.2∶1   C.1∶3   D.3∶1 4.如圖所示,處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中的單匝矩形線圈abcd,以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動,磁場方向垂直于紙面向里,線圈所圍面積為S,線圈導(dǎo)線的總電阻為R。t=0時刻線圈平面與紙面重合,且cd邊正在離開紙面向外運動。則 (

4、 ) a b c d B A.時刻t線圈中電流的瞬時值; B.線圈中電流的有效值; C.線圈中電流的有效值; D.線圈消耗的電功率. 5.如圖所示,某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié),原線 圈兩端電壓為一最大值不變的正弦交流電,在其它條件不變 的情況下,為了使變壓器輸入功率增大,可使  ( ) A.原線圈匝數(shù)n1增加 B.原線圈匝數(shù)n2增加  C.負載電阻R的阻值增大 D.負載電阻R的阻值減小 6.一電阻接在10V直流電源上,電熱功率為P;當(dāng)它接到電壓u =10sinωt(V)上時功率為 (

5、 ) A.0.25P B.0.5P C.P D.2P 7.某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電,后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電,輸送的電功率都是P,若輸電線路的電阻為R,則下列說法中正確的是 ( ) A.據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的電流降為原來的1/20 B.據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍 C.據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的1/400 D.據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍 8.火警報警系統(tǒng)的具體形式有很多,如圖所示,M是一小型理想變壓

6、器,接線柱a、b接在電壓u=311sin314t(V)的正弦交流電源上,變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖,其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,電流表A2為值班室的顯示器,顯示通過R1的電流,電壓表V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出),R3為一定值電阻。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,以下說法中正確的是: ( ) A.A1的示數(shù)不變,A2的示數(shù)增大 B.V1的示數(shù)不變,V2的示數(shù)減小 C.V1的示數(shù)不變,V2的示數(shù)增大 D.A1的示數(shù)增大,A2的示數(shù)減小 9.如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻,此光

7、電計數(shù)器的基本工作原理是 ( ) A.當(dāng)有光照射R1時,信號處理系統(tǒng)獲得高電壓 B.當(dāng)有光照射R1時,信號處理系統(tǒng)獲得低電壓 C.信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次 D.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次 10.小型水力發(fā)電站的發(fā)電機有穩(wěn)定的輸出電壓.它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓,然后通過輸電線路把電能輸送到遠處用戶附近的降壓變壓器,經(jīng)降低電壓后再輸送至各用戶.設(shè)變壓器都是理想的,那么在用電高峰期,隨用電器電功率的增加將導(dǎo)致 ( ) A.發(fā)電機的輸出電流變小 B.高壓輸電線路的功率損失變大

8、 C.升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小 D.升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變大 第Ⅱ卷 (共60分) 二、本題共2小題,共14分。把答案填在題中橫線上或按題目要求作答。 11.(8分) (1)用多用電表同一擋位測量熱敏電阻和光敏電阻的阻值時,下列描述正確的是( ) A.測熱敏電阻時,溫度越高,多用電表指針偏角越大 B.測熱敏電阻時,溫度越高,多用電表指針偏角越小 C.測光敏電阻時,光照越弱,多用電表指針偏角越大 D.測光敏電阻時,光照越弱,多用電表指針偏角越小 (2)利用傳感器和計算機可以測量快速變化的力。如圖所示是用這種方法獲得的彈性

9、繩中拉力隨時間的變化圖線。實驗時,把小球舉高到繩子的懸點O處,然后讓小球自由下落。從此圖線所提供的信息,判斷以下說法中正確的是 ( ) A.t1時刻小球速度最大 B.t2時刻繩子最長 C.t3時刻小球動能最小 D.t4與t3時刻繩子最長 12.(6分)如圖所示,甲為一信號源: (1)若要觀察此信號源發(fā)出的正弦交流電信號的波形,應(yīng)將信號源的a端與示波器面板上的_________接線柱相連,b端與___________接線柱相連。 (2)若示波器所顯示的輸入波形如圖乙所示,要將波形上移,應(yīng)調(diào)節(jié)面板上的_________旋鈕;要使

10、此波橫向展寬,應(yīng)調(diào)節(jié)________旋鈕;要使屏上能夠顯示3個完整的波形應(yīng)調(diào)節(jié)_____________旋鈕。 三、本題共3小題;共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 13.(13分)如圖所示N匝矩形線圈以自己的長邊為軸在勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,線圈邊長分別為a和b,磁感應(yīng)強度為B,M、N是兩個集流環(huán),外電路負載電阻為R,線圈電阻為r。當(dāng)線圈從圖示位置開始連續(xù)轉(zhuǎn)動起來后,求: (1)電流表和電壓表的示數(shù)是多少? (2)線圈產(chǎn)生的交流電的功率是多少? (3)線圈勻

11、速轉(zhuǎn)動一周時,外力做多少功? 14.(15分)在圖甲中,電源的電動勢E=9.0V,電源內(nèi)電阻可忽略不計;G為小量程的電流表,電流表內(nèi)阻Rg保持不變,R為熱敏電阻,其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙的R-t圖線所示。閉合開關(guān)S,當(dāng)R的溫度等于20oC時,電流表示數(shù)I1=2mA,則當(dāng)電流表的示數(shù)I2=3.6mA時,熱敏電阻R的溫度為多少? 15.(18分)如圖(1)所示為一根豎直懸掛的不可伸長的輕繩,下端拴一小物塊A,上端固定在C點且與一能測量繩的拉力的測力傳感器相連,已知有一質(zhì)量為 m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)(未穿透),接著兩者一起繞C點在

12、豎直面內(nèi)做圓周運動,在各種阻力都可忽略的條件下測力傳感器測得繩的拉力F隨時間t的變化關(guān)系如圖(2)所示.已知子彈射入的時間極短,且圖(2)中t=0為A、B開始以相同速度運動的時刻,根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖)提供的信息,對反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量(例如A的質(zhì)量)及A、B一起運動過程中的守恒量,你能求得哪些定量的結(jié)果? 參考答案 1.D;2.BD;3.D;4.C;5.BD;6.B;7.C;8.BD;9.BD;10.B 11.(1)AD;(2)B 12.答案:(1)Y輸入,地 (2)↑↓;X增益,掃描范圍和掃描微調(diào)。 13.【解析】:感應(yīng)電動勢最大值 感應(yīng)電流的最大值

13、其有效值即電流表示數(shù): 電壓表示數(shù)是: (2)交流電功率: (3)旋轉(zhuǎn)一周所用時間:,外力做的功等于交流電產(chǎn)生的電功,則: 14.【解析】:這是典型的溫度傳感器應(yīng)用問題,由圖線知t1=20℃時,R=4kΩ 據(jù)全電路歐姆定律有  ,代入數(shù)據(jù)得 Rg=500Ω 同理有 ,代入數(shù)據(jù)得?。絰xΩ 由圖線知這時  t2=120℃ 15.【解析】:由圖2可直接看出,A、B一起做周期性運動,則運動的周期① 令表示A的質(zhì)量,表示繩長.表示B陷入A內(nèi)時即時A、B的速度(即圓周運動最低點的速度),表示運動到最高點時的速度,F(xiàn)1表示運動到最低點時繩的拉力,F(xiàn)2表示運動到最高點時繩的拉力, 由圖2可知 ② ③ 根據(jù)動量守恒定律, 在最低點和最高點處得 ④ 用牛頓定律可得 ⑤ ⑥ 根據(jù)機械能守恒定律可得 ⑦  由以上各式可解得,反映系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是   ⑧ ⑨ A、B一起運動過程中的守恒量是機械能E,若以最低點為勢能的零點,則 ⑩ 由④⑧⑩式解得

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