高三物理测试卷交变流电、电磁声和电磁波

2005－2006学年度高三物理测试卷：交变流电、电磁声和电磁波本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150分考试用时120分钟。第Ⅰ卷（选择题共40分）一、每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。1．（99年全国高考）如图18-总-3是4种亮度可调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯泡相同，且都是“220V40W”，当灯泡消耗的功率都调至20W时，哪种台灯消耗的功率最小（）2．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e=102sin20πt(V)，则下列说法正确的是（）A．t=0时线圈位于中性面B．t=0时穿过线圈的磁通量为零C．t=0时导线切割磁感线的有效速度最大D．t=0.4秒时电动势第一次出现最大值3．测电笔中的氖管起辉电压为86.6V，把它接到70.7V50Hz的余弦交流电源上，则氖管（）A．不能发光B．能发光，每秒发光50次C．能发光，每秒发光100次D．增大电源电压，每次发光时间减少4．一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P，当把它接到一交流电源上时，消耗的功率是p/4，则该交流电源的电压的最大值是（）A．5VB．7.07VC．10VD．14.14V5．用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压不变，用下面哪几种方法可以使变压器输入功率变大（除改变给定因素，其他条件不变）（）A．增多变压器原线圈的匝数B．减小负载电阻的阻值C．增大负载电阻的阻值D．增多变压器副线圈的匝数6．理想变压器的原线圈通入i=Imsinωt的交变电流，一灯泡和交流电流表串联后接在副线圈两端，读数是0.4A，当t=T83时，原线圈的电流i=30mA，由此可知，此变压器的原副线圈的匝数之比为（）A．40﹕3B．3﹕402C．402﹕3D．4﹕307．如图18-检-1所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表。开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是（）A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小B．等效电阻R上消耗的功率变大C．原线圈中电流表示数变大D．灯泡L1和L2变亮8．在远距离输电时输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P/，用户得到的电功率为P用，则P/、P用的关系正确的是（）A．LSup2/B．SuLpp22/C．LSUPP2用D．)1(2SULPPP用9．图19-1-6是LC电路振荡过程中某时刻的电场、磁场的示意图，由图可以判定（）A．电容器放电，电流为顺时针方向，磁场能向电场能转化B．电容器充电，电流为顺时针方向，电场能向磁场能转化C．电容器充电，电流为逆时针方向，磁场能向电场能转化D．电容器放电，电流为逆时针方向，电场能向磁场能转化10．按着麦克斯韦磁场理论，以下说法中正确的是（）A．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场B．变化的电场周围产生磁场，变化磁场周围产生电场C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场D．振荡电场周围产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围产生同频率的振荡电场第Ⅱ卷（非选择题共110分）二、本题共三小题。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图例：11．为了保证用电安全家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，图19-总-1是保护开关的电路原理间图。发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联起来，220V交变电流在MNO、QRK与发电厂之间流过；铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流，J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流，推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的发生。（1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是什么？（2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈为什么会产生感应电流？12．如图是示波器示波器的面板图，若要测量外部交流电压信号，应将信号输入线接在和接线柱上。这时“衰减”旋钮不能置于“”，“扫描范围”为能置于档。若信号水平方向的幅度过小或过大，应该用旋钮进行调整，若信号过于偏于屏幕下方，应该用旋钮进行调整。（用图中的符号表示）13．如图18-检-4所示，L1和L2是输电线，1是______互感器，2是______互感器。在图中空圈内填入所用的电表的符号，若已知变压比为100﹕1，变流比为1000﹕1，并且知道伏特表示数为220V，安培表示数为100A，则输电线路中的功率为_________W。三、本题共7小题，90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。14．某收音机接受电磁波的波长范围在577m到182m之间，该收音机调谐电路的可变电容器的动片完全旋出时，回路的总电容为39pF，求：（1）该收音机接收的电磁波的频率范围是多少？（2）该收音机调谐电路的可变电容器的动片完全旋入时，电路的总电容是多大？10分15．一台接在220V交流电上的理想变压器有两个副线圈，12V的副线圈匝数N1为60匝，输出电流为4.5A；60V的副线圈匝数为N2，输出电流为0.75A，求：（1）副线圈N2匝数，原线圈N0匝数（2）原线圈的输入功率和输入电流。10分16．某小型发电机矩形线圈面积为200cm2，共50匝，电阻为0.05Ω，用电磁铁做磁场产生频率为50Hz的单相正弦交变电流，外电路由110盏“220V40W”的灯泡组成，当灯泡全部正常发光时，磁场的磁感应强度为1T，试求：（1）输电导线的电阻多大？若只用11盏电灯，为了使电灯正常发光，而发出的交变电流频率又不能变化，则电磁铁磁场的磁感应强度应调到多大？12分17．如图所示，每边质量为m、长为L的正方形均质导线框在人的控制下可绕水平轴OO匀速转动，角速度为，线框处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框的总电阻为R，当线框平面由水平位置匀速转到竖直位置过程中，导线框始终是闭合的，求在这过程中人对导线框所做的功。14分18．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度srad/2，外电路电阻R=4Ω。求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过90°角的过程产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数。14分19．某发电站能通过燃烧煤来发电，每1kg煤放热500J热能，热能发电效率为0.8，发电站通过升压器，输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是100KW，输出电压为250V，升压器原副线圈的匝数比为1﹕25，输电线上的功率损失为输出功率的4%，用户需要的电压为220V，则（1）煤的主要成份有_________________________。（2）输电线的电阻和降压器的匝数比为多少？（3）若有60KW分配给生产用电，其余电能用于照明，那么可装25W的电灯多少盏？15分20．在真空中速度v=6.4×107m/s的电子束连续的射入两平行板间，如图18-总-4所示，极板长度L=8.0×10-2m，间距d=5.0×10-3m，两极板不带电时，电子将沿极板间的中线通过，在极板上加以个50Hz的交变电压u=U0sinωt，如果所加电压的最大值U0超过某值Uc时，电子束将有时能通过两极板，有时间断而不能通过（电子电量e=1.6×10-19C，电子质量m=9.1×10-31kg）（1）Uc的大小为多少？（2）求U0为何值时，才能使通过与间断的时间之比1t﹕Δt2=2﹕1。15分参考答案题号12345678910序号BACBBDADBDDCD11．答（1）电流互感器a侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相互抵消，b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流。（2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，a侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流。12．Y地外xx增益13．电压，电流，1中为V，2中为A，9102.214.LCfc25.199×105~1.648×106Hz，------------------5分（2）392pF，fC当可变电容器动片完全旋出是电容最小，波长最小，代入公式求得自感系数L；当动片完全旋入时，电容最大，代入公式求得最大电容。-----------5分15．由221100NUNUNU，可得N0、N1；（1）800，1100，--------------------5分由221100INININ，可得I0，输入功率P0=U0I0。（2）174W，0.8A16．（1）0.05Ω，由Em=NBS*2πf算出电动势的最大值Em，算有效值E=Em/2=222V，--------------------4分每盏灯流过电流为40/220A，干路中的电流为110×40/220=20A，由闭合电路欧姆定律E=220+20(0.05+R)，得R=0.05Ω；-------------------4分同理只有11盏灯时，先算电源电动势的有效值，再算最大值，进而得到电磁铁的磁场磁感应强度。0.992T--------------------4分17．转动过程中电动势的最大值为Em=BL2有效值为E=22BL-------------------4分转动所用的时间为tt=2----------------2分线框产生的电能为ww=tRE2解得w=RLB442-------------------4分线框的重力势能减少为2mgL所以线框转动过程中人做的功为RLB442－2mgL-------------------4分18．Em=nBS=(v)------------------3分e=nBScost当t=600时e=1.57(v)------------------4分E=tn=2(v)------------------3分U=rRREm2=1.8(v)-----------------4分19．（1）煤的主要成份是碳C，它燃烧生成多种物质，同时放出大量的能量。--------3分（2）升压变压器U1/U2=n1/n2，得副线圈电压U2=112Unn6250V，副线圈电流VUPI1622-------------3分电线电阻R上损失的功率PRI%422，得R=15.6欧姆。降压变压器原线圈电压U3=U2-I2R=6250-16×15.6=6000(V)降压变压器原副线圈匝数比：1274343UUnn------------------4分（3）由能量守恒：P=PR+P生产+P照明，得P照明=（1-4%）×100×103-60×103=3.6×104（W）可装电灯的盏数n=P照明/P电灯=3.6×104/25=1440（盏）--------------------5分20．电子通过的时间为t=vL=1.25×10－9s交流电的周期为2×10－2s电子通过的不同的时刻可以认为电压是不变的--------------------5分临界的情况是2)(22vLmdeUdcUc=222eLvmd-------------------5分代入数据得到Uc=91（v）要使1:2:21tt则应有U0sinCUT6代入数据解得U0=105（v）-------------------5分