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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(cè)試 教科版選修3
第Ⅰ卷(共40分)
一、選擇題(10個(gè)小題,共40分,每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,選錯(cuò)的得0分)
1.某同學(xué)在研究電容、電感對(duì)恒定電流與交變電流的影響時(shí),采用了如圖所示的電路,其中L1、L2是二個(gè)完全相同的燈泡,已知把開關(guān)置于3、4時(shí),電路與交流電源相通,穩(wěn)定后的二個(gè)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是( )
A.當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí),穩(wěn)定后L1、L2兩個(gè)燈泡
均發(fā)光且亮度也相同
B.當(dāng)開關(guān)置于
2、1、2時(shí),穩(wěn)定后L1、L2兩個(gè)燈泡
均發(fā)光,但L1比L2亮
C.當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí),穩(wěn)定后,若只增加交流電
的頻率,則二個(gè)燈泡的亮度將同時(shí)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(jí)回路A、B兩點(diǎn)
接交流電壓U時(shí),四個(gè)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的單匝矩形線圈abcd,以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)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(shí)刻線圈平面與紙面重合,且cd邊正在離開紙面向外運(yùn)動(dòng)。則 (
4、 )
a
b
c
d
B
A.時(shí)刻t線圈中電流的瞬時(shí)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(fù)載電阻R的阻值增大
D.負(fù)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(shí)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(bào)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(bào)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(bào)警器上的電壓(報(bào)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(shí),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(dòng)計(jì)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(jì)數(shù)器的基本工作原理是 ( )
A.當(dāng)有光照射R1時(shí),信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓
B.當(dāng)有光照射R1時(shí),信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓
C.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次
D.信號(hào)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(jī)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(yuǎn)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(jī)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(jí)線圈兩端的電壓變小
D.升壓變壓器次級(jí)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(cè)量熱敏電阻和光敏電阻的阻值時(shí),下列描述正確的是( )
A.測(cè)熱敏電阻時(shí),溫度越高,多用電表指針偏角越大
B.測(cè)熱敏電阻時(shí),溫度越高,多用電表指針偏角越小
C.測(cè)光敏電阻時(shí),光照越弱,多用電表指針偏角越大
D.測(cè)光敏電阻時(shí),光照越弱,多用電表指針偏角越小
(2)利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測(cè)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(shí)間的變化圖線。實(shí)驗(yàn)時(shí),把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)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(shí)刻小球速度最大
B.t2時(shí)刻繩子最長(zhǎng)
C.t3時(shí)刻小球動(dòng)能最小
D.t4與t3時(shí)刻繩子最長(zhǎng)
12.(6分)如圖所示,甲為一信號(hào)源:
(1)若要觀察此信號(hào)源發(fā)出的正弦交流電信號(hào)的波形,應(yīng)將信號(hào)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(gè)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(jì)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(zhǎng)邊為軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈邊長(zhǎng)分別為a和b,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,M、N是兩個(gè)集流環(huán),外電路負(fù)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(dòng)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(dòng)一周時(shí),外力做多少功?
14.(15分)在圖甲中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V,電源內(nèi)電阻可忽略不計(jì);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(shí),電流表示數(shù)I1=2mA,則當(dāng)電流表的示數(shù)I2=3.6mA時(shí),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(zhǎng)的輕繩,下端拴一小物塊A,上端固定在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩的拉力的測(cè)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(diǎn)在
12、豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在各種阻力都可忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(2)所示.已知子彈射入的時(shí)間極短,且圖(2)中t=0為A、B開始以相同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖)提供的信息,對(duì)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(yùn)動(dòng)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(dòng)勢(shì)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(shí)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(shí),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 =xxΩ
由圖線知這時(shí) t2=120℃
15.【解析】:由圖2可直接看出,A、B一起做周期性運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)的周期①
令表示A的質(zhì)量,表示繩長(zhǎng).表示B陷入A內(nèi)時(shí)即時(shí)A、B的速度(即圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的速度),表示運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度,F(xiàn)1表示運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力,F(xiàn)2表示運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力,
由圖2可知 ② ③
根據(jù)動(dòng)量守恒定律,
在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處得 ④
用牛頓定律可得 ⑤
⑥
根據(jù)機(jī)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(yùn)動(dòng)過程中的守恒量是機(jī)械能E,若以最低點(diǎn)為勢(shì)能的零點(diǎn),則
⑩ 由④⑧⑩式解得