2014高三物理试题下册

高三物理试题下册一、单项选择题

1.(2011年浙江宁波模拟)如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为1∶n，副线圈接一定值电阻R，则(　　)

A.若ab之间接直流电压U，则R中的电流为nUR

B.若ab之间接直流电压U，则原、副线圈中的电流均为零

C.若ab之间接交流电压U，则原线圈中的电流为n2UR

D.若ab之间接交流电压U，则副线圈中的电流为UnR

解析：选C.若ab之间接直流电压U，则副线圈两端的电压为0，则R中的电流为0，但原线圈中的电流不为零，选项A、B均错;若ab之间接交流电压U，则副线圈两端的电压为U2=nU，副线圈中的电流为I2=nUR，则原线圈中的电流为I1=n2n1I2=n2UR，选项C正确而D错误.

2.(2011年广东中山模拟)如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知变压比为1000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为(　　)

A.2.2×103 W　　　　　　 B.2.2×10-2 W

C.2.2×108 W      D.2.2×104 W

解析：选C.根据U1U2=n1n2=I2I1得，U1=2.2×105 V，I1=1000 A，所以输电线的输送功率P=U1I1=2.2×108 W，C正确.

3.(2010年高考四川理综卷)如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内(　　)

A.电流表A1的示数比A2的小

B.电流表A2的示数比A3的小

C.电流表A1和A2的示数相同

D.电流表的示数都不为零

解析：选C.理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由图乙知原线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律E=nΔΦΔt=nΔBΔt•S知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A1、A2的示数相同，A3的示数为0，C选项符合题意.

4.(2011年宁夏银川模拟)如图所示为一理想变压器在两种情况下工作的示意图.其中灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，原、副线圈匝数比为n1∶n2=4∶1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为(　　)

A.P，P        B.16P，14P

C.14P,16P        D.16P,4P

解析：选B.对甲图，由n1∶n2=4∶1知U1=4U2，而P=U22R得P1=U21R=16P，对乙图：n1I1=n2I2+n3I3,2n2I2=n1I1，I1=2n2n1I2=12I2，而P=I22R得P1′=I21R=14P，故B项正确.

二、双项选择题

5.(2010年高考山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是(　　)

A.副线圈输出电压的频率为50 Hz

B.副线圈输出电压的有效值为31 V

C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小

D.P向右移动时，变压器的输出功率增加

解析：选AD.由原线圈输入电压的变化规律可知，输入交变电压的周期为0.02 s，频率为50 Hz，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz，选项A正确;原线圈输入电压的最大值为310 V，有效值为220 V，根据变压公式，副线圈输出电压的有效值为22 V，选项B错误;由变压器交流公式知，原、副线圈的电流比只与匝数比有关，选项C错误;滑动变阻器的滑动触头向右移动，电阻减小，副线圈输出电流增大，输出功率增加，选项D正确.

6.(2011年东北地区名校联考)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u=202sin100πt(V).氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有(　　)

A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz

B.开关接通后，电压表的示数为100 V

C.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

解析：选AB.在解题时要注意变压器的三个决定关系，副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B正确;交流电每个周期内氖管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小.

7.(2011年山东济南模拟)为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压.某变电所将电压u0=110002•sin100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器(　　)

A.原、副线圈匝数比为50∶1

B.副线圈中电流的频率是50 Hz

C.原线圈的导线比副线圈的要粗

D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

解析：选AB.u0=110002sin100πt V中的110002指的是电压的最大值，有效值为11000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A正确;由ω=100π得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B正确;电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误;居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，D错误.

8.(2010年高考全国卷Ⅱ)图中为一理想变压器，其原线圈与电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动头.现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止.用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值;电功率指平均值).下列四个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是(　　)

解析：选BC.副线圈的匝数与P移动的距离成正比，而P移动的距离与时间成正比，因此副线圈的匝数与时间成正比，即n2∝t，根据变压规律U1U2=n1n2，得U2=U1n2n1∝t，选项C正确;电流I2=U2RD∝tRD，即图象的斜率表示灯泡的电阻的倒数，其随着电压的升高而减小，选项B正确;I1应随时间变大，选项A错误;功率N2=U2I2∝t2RD，图象应为曲线，选项D错误.

三、非选择题

9.(2011年长沙模拟)如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20 V，内阻不计，它通过一个R=6 Ω的指示灯连接变压器.变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V,0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计.求：

(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比;

(2)发电机的输出功率.

解析：(1)彩色小灯泡额定电流IL=PU=124 A，次级线圈总电流I2=24IL=1 A.

变压器输入功率等于I1U1=I2U2=6 W，

变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E=U1+I1R=U2I2I1+I1R=6I1+6I1，

代入E值解得I1=13 A(I1=3 A应舍去，据题意是降压变压器，应I1

(2)发电机输出功率P=I1E=6.67 W.

答案：(1)3∶1　(2)6.67 W

10.收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U1=220 V的交流电源上，变压器有两个次级线圈.次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝.如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3 A时，初级线圈的电流I1=0.114 A.求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留三位有效数字).

解析：由U1U2=n1n2及U1U3=n1n3知

U2=n2n1U1=351210×220 V=6.36 V

U3=n3n1U1=19251210×220 V=350 V

不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律有P1=P2+P3

即：I1U1=I2U2+I3U3

解得I3=I1U1-I2U2U3=0.0662 A.

答案：0.0662 A　350 V

1.(2010年高考江苏卷)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　)

A.升压变压器的输出电压增大

B.降压变压器的输出电压增大

C.输电线上损耗的功率增大

D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

解析：选CD.对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U1∶U2=n1∶n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确;由P=UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU=I2R线增大，功率损耗ΔP=I22R线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确;因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为ΔPP1=I22R线P1=P1U1•n1n22R线P1=P1n21R线U21n22∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确.

2.(2011年广东调研)水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代、利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一.某小河水流量为40 m3/s，现欲在此河段安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电.

(1)设发电机输出电压为500 V，在输送途中允许的电阻为5 Ω，允许损耗总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少?

(2)若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高?(g取10 m/s2)

解析：(1)设送电电流为I，损耗的功率为P耗，导线电阻为R线，由P耗=I2R线得;

I= P耗R线= 1000×103×0.055 A

=100 A

设送电电压为U送，由P=IU得：

U送=PI=1000×103100 V=1×104 V

则升压变压器原、副线圈匝数比：

n原n副=U原U副=50010000=120.

(2)发电时水的重力势能转化为电能，故：

50%mgh=Pt

其中：mt=ρVt=1×103×40 kg/s

=4×104 kg/s

所以h=Ptmg×0.5

=1000×1034×104×10×0.5 m=5 m.

答案：(1)1∶20　(2)5 m

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