2010—2011學年度上學期單元測試
高二物理試題（4）【教科版】
命題範圍：選修3-2（第二章交變電流、第三章感測器）
全卷滿分100分，用時90分鐘。
第ⅰ卷（共40分）
一、選擇題（10個小題，共40分，每小題給出的四個選項中，有的只有乙個選項正確，有的有多個選項正確，全選對的得4分，選對但不全的得2分，選錯的得0分）
1．某同學在研究電容、電感對恆定電流與交變電流的影響時，採用了如圖所示的電路，其中l1、l2是二個完全相同的燈泡，已知把開關置於3、4時，電路與交流電源相通，穩定後的二個燈泡發光亮度相同，則該同學在如下操作中能觀察到的實驗現象是（ ）
a．當開關置於1、2時，穩定後l1、l2兩個燈泡
均發光且亮度也相同
b．當開關置於1、2時，穩定後l1、l2兩個燈泡
均發光，但l1比l2亮
c．當開關置於3、4時，穩定後，若只增加交流電
的頻率,則二個燈泡的亮度將同時變暗
d．當開關置於3、4瞬間，l2立即發光，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，則關於原、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4400v，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，若初級迴路ａ、ｂ兩點
接交流電壓ｕ時，四個相同的燈泡均正常發光，則原、副線
圈匝數比為
a．4∶1 b．2∶1
c．1∶3 d．3∶1
4．如圖所示，處在磁感應強度為b的勻強磁場中的單匝矩形線圈abcd，以恆定的角速度ω繞ab邊轉動，磁場方向垂直於紙面向裡，線圈所圍面積為s，線圈導線的總電阻為r。t=0時刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在離開紙面向外運動。則
a．時刻t線圈中電流的瞬時值；
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、副線圈的匝數均可調節，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ｎ１增加
b．原線圈匝數ｎ２增加
c．負載電阻ｒ的阻值增大
d．負載電阻ｒ的阻值減小
6．一電阻接在10v直流電源上，電熱功率為p；當它接到電壓u =10sinωt（v）上時功率為
a．0．25p b．0．5p c．p d．2p
7．某發電廠原來用11kv的交流電壓輸電，後來改用公升壓變壓器將電壓公升高到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．據公式，提高電壓後輸電線上的電流降為原來的1/20
b．據公式，提高電壓後輸電線上的電流增為原來的20倍
c．據公式，提高電壓後輸電線上的功率損耗減為原來的1/400
d．據公式，提高電壓後輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍
8．火警報警系統的具體形式有很多，如圖所示，m是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u＝311sin314t（v）的正弦交流電源上，變壓器右側部分為一火警報警系統原理圖，其中r2為用半導體熱敏材料製成的感測器，電流錶a2為值班室的顯示器，顯示通過r1的電流，電壓表v2顯示加在報警器上的電壓（報警器未畫出），r3為一定值電阻。當感測器r2所在處出現火警時,以下說法中正確的是
a．a1的示數不變,a2的示數增大 b．v1的示數不變,v2的示數減小
c．v1的示數不變,v2的示數增大 d．a1的示數增大,a2的示數減小
9．如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中r1為光敏電阻，r2為定值電阻，此光電計數器的基本工作原理是
a．當有光照射r1時，訊號處理系統獲得高電壓
b．當有光照射r1時，訊號處理系統獲得低電壓
c．訊號處理系統每獲得一次低電壓就記數一次
d．訊號處理系統每獲得一次高電壓就記數一次
10．小型水力發電站的發電機有穩定的輸出電壓．它發出的電先通過電站附近的公升壓變壓器公升壓，然後通過輸電線路把電能輸送到遠處使用者附近的降壓變壓器，經降低電壓後再輸送至各使用者．設變壓器都是理想的，那麼在用電高峰期，隨用電器電功率的增加將導致
a．發電機的輸出電流變小
b．高壓輸電線路的功率損失變大
c．公升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小
d．公升壓變壓器次級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量熱敏電阻和光敏電阻的阻值時，下列描述正確的是（ ）
a．測熱敏電阻時，溫度越高，多用電表指標偏角越大
b．測熱敏電阻時，溫度越高，多用電表指標偏角越小
c．測光敏電阻時，光照越弱，多用電表指標偏角越大
d．測光敏電阻時，光照越弱，多用電表指標偏角越小
（2）利用感測器和計算機可以測量快速變化的力。如圖所示是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時間的變化圖線。實驗時，把小球舉高到繩子的懸點o處，然後讓小球自由下落。
從此圖線所提供的資訊，判斷以下說法中正確的是
a．t1時刻小球速度最大
b．t2時刻繩子最長
c．t3時刻小球動能最小
d．t4與t3時刻繩子最長
12．（6分）如圖所示，甲為一訊號源：
（1）若要觀察此訊號源發出的正弦交流電訊號的波形，應將訊號源的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，應調節面板上的_________旋鈕；要使此波橫向展寬，應調節________旋鈕；要使屏上能夠顯示3個完整的波形應調節旋鈕。
三、本題共3小題；共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最後答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。
13．（13分）如圖所示n匝矩形線圈以自己的長邊為軸在勻強磁場中以角速度ω勻速轉動，線圈邊長分別為a和b，磁感應強度為b，m、n是兩個集流環，外電路負載電阻為r，線圈電阻為r。當線圈從圖示位置開始連續轉動起來後，求：
（1）電流錶和電壓表的示數是多少？
（2）線圈產生的交流電的功率是多少？
（3）線圈勻速轉動一周時，外力做多少功?
14．（15分）在圖甲中，電源的電動勢e=9．0v，電源內電阻可忽略不計；g為小量程的電流錶，電流錶內阻rg保持不變，r為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關係如圖乙的r-t圖線所示。閉合開關s，當r的溫度等於20oc時，電流表示數i1=2ma，則當電流錶的示數i2=3．6ma時，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的輕繩，下端拴一小物塊a，上端固定在c點且與一能測量繩的拉力的測力感測器相連，已知有一質量為 m0的子彈b沿水平方向以速度v0射入a內（未穿透），接著兩者一起繞c點在豎直麵內做圓周運動，在各種阻力都可忽略的條件下測力感測器測得繩的拉力f隨時間t的變化關係如圖（2）所示．已知子彈射入的時間極短，且圖（2）中t=0為a、b開始以相同速度運動的時刻，根據力學規律和題中（包括圖）提供的資訊，對反映懸掛系統本身性質的物理量（例如a的質量）及a、b一起運動過程中的守恆量，你能求得哪些定量的結果？
參***
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，掃瞄範圍和掃瞄微調。
13．【解析】：感應電動勢最大值
感應電流的最大值
其有效值即電流表示數：
電壓表示數是：
（2）交流電功率：
（3）旋轉一周所用時間：，外力做的功等於交流電產生的電功，則：
14．【解析】：這是典型的溫度感測器應用問題，由圖線知t1=20℃時，r=4k
據全電路歐姆定律有 ，代入資料得 rg=500
同理有 ，代入資料得 ＝2000
由圖線知這時 t2=120℃
15．【解析】：由圖2可直接看出，a、b一起做週期性運動，則運動的週期①
令表示a的質量，表示繩長．表示b陷入a內時即時a、b的速度（即圓周運動最低點的速度），表示運動到最高點時的速度，f1表示運動到最低點時繩的拉力，f2表示運動到最高點時繩的拉力，
由圖2可知 ② ③
根據動量守恆定律，
在最低點和最高點處得 ④
用牛頓定律可得 ⑤
⑥ 根據機械能守恆定律可得
⑦ 由以上各式可解得，反映系統性質的物理量是
⑧ ⑨
a、b一起運動過程中的守恆量是機械能e，若以最低點為勢能的零點，則
10 由④⑧⑩式解得
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