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1、2022年高中物理 交变电流 传感器单元综合测试 新人教版必修2本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分。考试时间为90分钟。第卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题包括10小题，每小题4分，共40分。)1闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流iImsint，若保持其他条件不变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为()Ai2Imsin2tBi4Imsin2tCi2Imsint Di4Imsint2在如图1所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻.下列
2、说法中正确的是()图1AL的作用是“通低频，阻高频”BC的作用是“通交流，隔直流”CC的作用是“通高频，阻低频”D通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比3在图2所示两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V；若分别在c、d与g、h的两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为()图2A220 V,220 V B220 V,110 VC110 V,110 V D220 V,04一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的磁通量随时间t的变化如图3所示，下列说法中正确
3、的是()图3At1时刻感应电动势为零Bt2时刻感应电动势最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大5利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 ，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A1 kW B1.6103 kWC1.6 kW D10 kW6一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图4所示.如果负载电阻的滑动片向上移动.则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为
4、理想电表)()图4AV1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大BV1、V2不变，A1、A2增大，P增大CV1、V2不变，A1、A2减小，P减小DV1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小7.在如图5所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光.正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定()图5A电源的电动势E一定小于击穿电压UB电容器所带的最大电荷量一定为CEC闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等8汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油.柴油机是靠压缩汽缸内
5、的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的.但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图6所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了.下列说法中正确的是()图6A柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D汽油机的点火
6、装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数9如图7是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()图7A常温时上下触点是接触的B双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C原来温度控制在80断开电源，现要求60断开电源，应使调温旋钮下调一些D由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些10有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图8所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()图8A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆
7、表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻11.青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能.用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制.光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大.利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开.电磁开关的内部结构如图10所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4
8、两接线柱分别与弹簧片和触点连接.当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通.励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.图10(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图.蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干.(2)回答下列问题：如果励磁线圈的电阻为200 ，励磁线圈允许加的最大电压为_V，保护电阻R2的阻值范围为_.在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通.为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明.任意举出一个其
9、它的电磁铁应用的例子.三、计算题(每小题10分，共40分)12如图12所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线圈匝数n40，电阻r0.1 ，长l20.05 m，宽l20.04 m，角速度100 rad/s，磁场的磁感应强度B0.2 T线圈两端外接电阻R9.9 的用电器和一个交流电流表.求：图12(1)线圈中产生的最大感应电动势；(2)电流表的读数；(3)用电器上消耗的电功率.13有条河流，流量Q2 m3/s，落差h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R30 ，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使
10、用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？(g取10 N/kg)14用如图14所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g10 m/s2).图14(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N，
11、求此时汽车的加速度大小和方向.(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零.16如图15所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中心C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V，(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB垂直，且OCh，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB沿前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压
12、表V的读数变化可以测出加速度的大小.图15(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数为U的关系式(用U、U、L、h及重力加速度g等表示).(2)用导出的a与U的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？单元综合测试十(交变电流传感器)1转速加倍则2n也加倍，电流的最大值Im也加倍故i2Imsin2t选项A正确.答案：A2由电抗和电容对交变电流的作用可知，A、C、D正确.答案：ACD3对变压器，由可得Uab220 V；对滑动变阻器来说，当gh间接上电压时，ef间电压Uef110 V，故B选项正确.答案：B4t1、t3时刻线圈中的磁通量为零，但变化率最大，感应电动势最大；而磁通最大时，
13、变化率为零，感应电动势为零，当磁通量最大时，电动势E换向，故CD对.答案：CD5用电器的额定电流为：IA50 A，输电线上消耗功率P线I2R5020.4 W1000 W1 kW.所以若采用超导材料则线路上的损耗将被节约.答案：A6理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故表V1，V2示数不变；滑片P向上移，使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流I2减小，由于电压比不变，故原线圈中的电流也将减小；输出功率P出U2I2减小，P入P出，因而输入功率也将减小.答案：C7.本题考查含容电路部分知识，意在考查考生对含容电路的处理能力.电源的电动势一定大于击穿电压U，电容器所带的最大电荷量为CU，闪光灯闪光时
14、电容器两端电压减小，电容器的电荷量减小，在一个闪光周期内电容器上电荷变化量为零，则通过电阻的电荷量等于通过闪光灯的电荷量，D正确.答案：D8汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧.汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压(12 V)断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压(10000 V)，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确.答案：AD9双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热(题图螺旋状部分)，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触接通电路.调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度升高，上提弹性铜片，可降低触点的分离温度，从而实现了调温控制.答案：ABD10根据热敏电阻、光敏电阻的特点和欧姆表的工作原理可判断A、C正确，B、D错误.答案：AC11 (1)天黑时，光线减弱，光敏电阻RG变大，A端输入低电压信号，Y
