好教育单元训练金卷·高三·物理卷
第十二单元 （A）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 号码粘贴在答题卡上的指定位置。
位 封座2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂 黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
密 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一号场项符合题目要求，第8～13题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有不考 选错的得0分)
1．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是( ) A．在中性面时，通过线圈的磁通量最小
订 B．在中性面时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大 C．线圈通过中性面时，电流的方向发生改变 D．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 装 号【答案】C
证考【解析】在中性面时，通过线圈平面的磁通量为最大，但此时的磁通量的变化率为零，感应电准动势为零，选项A、B错误；线圈通过中性面时，电流的方向发生改变，选项C正确；通过线圈的 只 磁通量为零时，线圈平面与磁感线平行，此时感应电动势最大，选项D错误。
2．如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为7200 V的交变电压，r为输电线的等效电阻，且 r＝5 Ω，电器RL的规格为“220 V 880 W”，已知该电器正常工作，由此可知( )
卷 A．原、副线圈的匝数比为30∶1 11 名B．原线圈中的电流为90A
姓 C．副线圈中的电流为2 A 此 D．变压器的输入功率为880 W 【答案】A
级【解析】由电器RL正常工作，可得通过副线圈的电流I＝A＝4 A，故选项C错误；副线
班圈导线上的电压损失Ur＝4×5 V＝20 V，副线圈两端的电压U2＝220 V+20 V＝240 V，因此原、副
线圈的匝数比
，选项A正确；又P1＝P2＝U2I2＝240×4 W＝960 W，故选项D错
误；原线圈中的电流I1＝ A， 选项B错误。
3．某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置， 示意图如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断中正确的是( )
A．O～t1内电梯可能匀加速上升 B．t1～t2内电梯可能匀速上升 C．t1～t2内电梯可能在减速上升 D．t2～t3内电梯可能匀减速下降 【答案】C
【解析】0～t1内，电压表读数大于U0，可知压敏电阻B的阻值增大，则所受的压力小于A的重力，物块A失重，所以电梯不可能匀加速上升，选项A错误；t1～t2内，电压表读数大于U0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块A失重，则电梯可能匀减速上升，选项B错误，C正确；t2～t3内电压表读数大于U0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块A失重，则电梯加速度向下，选项D错误。
4．一个长为a、宽为b的单匝矩形线框，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则( )
A．线框产生的交变电动势的最大值为nπBab B．线框产生的交变电动势的有效值为2nπBab
C．从开始转动经过1
4周期，线框中的平均感应电动势为2nBab
D．感应电动势的瞬时值e＝2nπBabsin 2nπt 【答案】D
【解析】线框产生交变电动势的最大值Em＝BSω＝2nπBab，产生的感应电动势的瞬时值为e＝2nπBabsin 2nπt，选项A错误、D正确；该线框产生交变电动势的有效值E＝nπBab，选项B
错误；线框中的平均感应电动势E＝＝4nBab，选项C错误。
5．某工厂为了防止意外停电，配备了一台柴油发电机，发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流。现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象可能是( )
1
【答案】B 【解析】线圈转速为正常时的一半，据ω＝2πn＝知，周期变为正常时的2倍，又据Em＝NBSω知，最大值变为正常时的一半，我国电网交流电的周期为0.02 s，最大电压为220 V，则此发电
机发出交流电的周期为0.04 s，最大电压为110
V，选项B正确。
6．某水电站的输出功率恒为3×106 kW，现用总电阻为2.5 Ω的输电线对500 km外的用户供电，已知输电电压为500 kV，则下列说法正确的是( )
A．输电线上输送的电流大小为2×105 A B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D．输电线上损失的功率P＝，U为输电电压，r为输电线的电阻 【答案】B
【解析】由P＝UI可得输电电流为6×103 A，选项A错误；由ΔU＝Ir可得，输电线上由电阻造成的损失电压为1.5×104 V，选项B正确；输电线上损失的功率不可能比输出的总功率还高，选项
C错误；输电线上损失的功率P＝，选项D错误。 7．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。已知图甲中原、副线圈的匝数比为500∶1，图乙中原、副线圈的匝数比为1∶50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则输电线的输送功率为( )
A．5.5×103 W B．5.5×107 W C．2.2×104 W D．2.2×103 W
【答案】B
【解析】由
可得输送电压U1＝·U2＝1.1×105 V；由
可得输送电流I1＝·I2＝500 A；所以输电线的输送功率P＝U1I1＝5.5×107 W，选项B正确。
8．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴以较小的角速度ω转动，并通过两滑环与电刷和演示用的电流表相连，演示用的电流表的0刻度在表盘中央，则可以看到( )
A．线圈转动一周的过程中，电流表的指针左右摆动 B．线圈转动的周期越大，电流表指针偏转的最大角度越小 C．线圈转动的角速度越大，电流表指针偏转的最大角度越小 D．线圈转动时，电流表的指针只向一个方向偏转，不会左右摆动 【答案】AB
【解析】线圈在匀强磁场中以较小的角速度转动，可以认为电流表的示数反映了感应电流的大小、方向的变化；线圈转动一周，电流的方向变化两次，故电流表的指针将左右摆动，选项A正确、D错误；线圈转动的周期越大，即转动越慢，线圈中产生的感应电流越小，选项B正确；线圈转动
的角速度越大，线圈中产生的感应电流越大，选项C错误。
9．中国已投产运行的1000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程，图示是高压输电
的示意图。关于高压输电，下列表述正确的是( )
A．输送电压越高，输电线上的电流越大
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 【答案】BD
【解析】依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP＝I2R线，而R线＝ρ，由P＝UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，功率损耗越小，选项A、 C错误，选项B正
确；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，也会增加架线成本，因此并不是输电电压越高越好，选项D正确。
10．自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式理想自耦调压变压器的电路如图所示，其原线圈匝数可调，P为自耦变压器的滑片，Q为滑动变阻器的滑动触头，原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，下列说法正确的是( )
A．Q不动，P向下移动，则电流表的示数减小，电压表的示数增大 B．Q不动，P向上移动，则电流表的示数减小，电压表的示数减小 C．P不动，Q向上移动，则电流表的示数增大，电压表的示数不变 D．P不动，Q向下移动，则电流表的示数增大，电压表的示数不变 【答案】BC
【解析】当Q不变，P下移时，n1减小，U2增大，电压表的示数增大，滑动变阻器上消耗的功率变大，则变压器的输入功率增大，原线圈的电流I1也增大，电流表的示数增大，选项A错误；同
理可分析得，选项B正确；当P不动时，n1不变，由知U2不变，电压表的示数不变，Q上
移，R减小，原、副线圈的电流都增大，故选项C正确，同理可分析得，选项D错误。
11．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示。电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )
A．原、副线圈中的电流之比为1∶4 B．电压表的示数为55 V
C．若滑动变阻器接入电路的阻值为30 Ω，则1 min内产生的热量为3025 J D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小 【答案】ABD
【解析】原、副线圈的电压与匝数成正比，故副线圈两端的电压U2＝55 V，由P入＝P出，即
2
U1I1＝U2I2，得
，选项A、B正确；由Q＝×60＝6050 J，选项C错误；将滑动变阻器的滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大 ，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的示数不变，副线圈中的电流变小，则电流表的示数变小，选项D正确。
12．图示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈的匝数比为5∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端的电压u＝2202sin 100πt(V)，当用电器电阻R0＝5.5 Ω时，则( )
A．升压变压器的输出电压为1180 V B．升压变压器的输入功率为4650 W C．通过输电线的电流的有效值为8 A
D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小 【答案】AC
【解析】由所给的电压的表达式知，副线圈两端电压的有效值为220 V，电流I4＝＝40 A，输电线电流I3＝I4＝8 A，选项C正确；升压变压器的输出电压U2＝U线+U3＝I3R+U4＝1180 V，选
项A正确；升压变压器的输入功率P＝P线+
R+
＝9440 W，选项B错误；当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D错误。
13．图甲所示是交流发电机的模型示意图。两磁极间的磁场可以视作磁感应强度大小为B的匀强磁场，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO'转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则( )
A．电压表的示数为6 V
B．在t＝0.005 s时，穿过线圈的磁通量为最大 C．若线圈的转速改为25 r/s，则电动势的有效值为3 V D．若线圈的转速改为25 r/s，则通过电灯的电流为0.3 A 【答案】CD
【解析】电压表的示数是有效值，U＝R＝×9 V＝5.4 V，选项A错误；t＝0.005 s时，感
应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，选项B错误；原来线圈的转速n＝＝50 r/s，当线
圈的转速改为25 r/s时，感应电动势的最大值Um＝ V＝3
V，有效值为3 V，选项C正确；若
线圈的转速改为25 r/s，通过灯泡的电流为0.3 A，选项D正确。
二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．(10分)如图所示，在匀强磁场中有一个矩形线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、电流表A、定值电阻R、金属滑环K通
过导线串联。使矩形线圈绕bc、ad中点的轴以角速度ω＝10π rad/s匀速转动，线圈共20匝，线圈8的总电阻r＝5 Ω，ab＝0.2 m，bc＝0.5 m，定值电阻R＝45 Ω，磁感应强度B＝πT。
(1)写出从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式； (2)电阻R在0.05 s内产生的热量。
【解析】(1)在图示位置，线圈甲的磁通量为零，产生的感应电流最大 感应电动势的最大值Em＝nBSω＝160 V (2分)
故瞬时值的表达式e＝Em·cos ωt＝160cos (10πt) V。 (3分)
(2)电流的有效值I＝ A (2分)
所以0.05 s内R上产生的热量 Q＝I2Rt＝11.52 J。 (3分)
15．(12分)图甲为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 Ω，定值电阻R＝90 Ω与线圈连接成回路。 在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t的关系如图乙所示。 求：
(1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)线框中感应电动势的瞬时值表达式； (3)电路中交流电压表的示数。
【解析】(1)交流发电机产生的电动势的最大值Em＝nBSω (2分)
而Φm＝BS、ω＝，由Φ-t图线可知Φm＝2.0×10-2 Wb，T＝6.28×10 -2 s (2分)
所以，Em＝＝200 V。 (2分)
3
(2)线框中感应电动势的瞬时值表达式e＝Emcosωt＝200cos 100t (V)。 (2分)
电流表A2的示数I2＝＝1 A (2分)
(3)电动势的有效值 E＝Em＝100
V (1分)
变压器的输入功率P1等于输出功率P2 故P1＝P2＝U2I2＝20×1 W＝20 W。 (3分)
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值I＝ A (1分)
(2)将开关S断开后，U2不变，即电压表的示数保持不变 (1分) 交流电压表的示数为U＝I R＝90
V＝127 V。 (2分)
由于负载减少，负载总电阻增大，电流表A2的示数减小； (1分)
16．(12分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电副线圈的输出功率减小，原线圈的输入功率随之减小，电流表A2的示数减小。 (2分) 机的输出电压为400 V，输送的电功率P＝30 kW，输电线的总电阻为4 Ω。
(1)若发电机直接对用户输电，则输电线上损耗的功率为多少?
(2)若要求输电线上的损耗刚好占总功率的3%，则所用升压变压器原、副线圈的匝数比应为多 大?
【解析】(1)输电线上的电流I＝ A＝75 A (2分)
输电线上损耗的功率P 损'＝I2R＝22.5 kW。 (2分) (2)输电线上损耗的功率P损＝P×3%＝900 W (2分)
变压器副线圈的电流等于输电线上的电流，I2＝ A＝15 A (2分)
副线圈两端的电压应为U2＝＝2000 V (2分)
则升压变压器原、副线圈的匝数比为
。 (2分)
17．(14分)图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系 图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶1，两个相同的灯泡L1和L2的电丝的电阻值均为R＝40 Ω， 图中电压表和电流表均为理想电表。试求：
(1)开关S闭合时，变压器的输入功率和电流表A2的示数；
(2)闭合S开关，待电路稳定后，再将开关S断开，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。
【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1＝200 V (1分)
由
得U2＝＝20 V (2分)
开关S闭合时，两灯泡的并联电阻R并＝＝20 Ω (2分)
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