高中物理第五章交变电流变压器工作原理及应用学案新人教选修

根据变压器的工作原理，穿过原、副线圈每匝的磁通量及其变化率是相同的；交流电的频率
成正比，变压器原、副线圈的匝数不同，感
3.6 A
匝，次级R＝55 Ω
发生变化．
如图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原
和匝数比决定；I2由U2和负载电阻决定；
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。

在带电小球形成的电场中，有一带电粒子在水平面内绕O点做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A．粒子运动的水平面为等势面
B．粒子运动的轨迹在一条等势线上
C．粒子运动过程中所受的电场力不变
D．粒子的重力可以忽略不计
2．2018年7月27日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球的1.5倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆，取，则相邻两次火星冲日的时间间隔约为（）
A．0.8年B．1.6年
C．2.2年D．3.2年
3．如图所示，以速度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ．现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则图中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线可能是（）
A．B．
C．D．
4．如图所示是一种健身器材的简化图，一根不可伸长的足够长轻绳跨过两个定滑轮连接两个质量均为的重物。

两侧滑轮等高，以速度v竖直向下匀速拉动绳的中点，当滑轮中间两段绳的夹角为时，下列说法正确的是
A．重物的速度大小为
B．重物的速度大小为
C．重物正在匀速上升
D．重物正在减速上升
5．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。

整个装置处在真空中，电子的重力不计。

在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转位移h变大的是
A．U1变大 B．U1变小 C．U2变大 D．U2变小
6．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（）
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．一质点在0~6s内竖直向上运动，若取向上为止方向，g取10m/s2，其v-t图象如图所示。

下列说法正确的是
A．质点在0~2s内减小的动能大于在4~6s内减小的动能
B．在4~6s內，质点处于失重状态，且机槭能增加
C．质点在第2s末的机械能大于在第6s末的机械能
D．质点在第2s末的机械能小于在第6s末的机械能
8．如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为θ=600，则下列说法正确的是( )
A．小球重力与电场力的关系是mg=qE
B．小球在B点时，对圆弧的压力为2qE
C．小球在A点和B点的加速度大小相等
D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，不能沿AB圆弧而运动
9．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N 的钩码.在电梯运行过程中，弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示，则下列分析正确的是( )
A．从时刻t1到t2，钩码处于超重状态
B．从时刻t3到t4，钩码处于失重状态
C．电梯可能开始在25楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在25楼
10．2018年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲固体运载火箭，成功将微厘空间一号S1
卫星送入预定轨道．整星质量97公斤，运行在高度700公里的圆轨道，该轨道为通过两极上空的圆轨道．查阅资料知地球的半径和重力加速度的值，则( )
A．卫星可能为地球同步卫星B．卫星线速度小于第一宇宙速度
C．卫星可能通过无锡的正上方 D．卫星的动能可以计算
三、实验题
11．在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。

实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。

下列叙述正确的是______________
A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可
12．在做“验证动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量之比为M A∶M B＝3∶2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为p A∶p B＝________________..
四、解答题
13．空间三维直角坐标系o-xyz如图所示（重力沿轴负方向），同时存在与xoy平面平行的匀强电场和匀强磁场，它们的方向与x轴正方向的夹角均为。

（已知重力加速度为g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）
（1）若一电荷量为+q、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向的速度v0做匀速直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的大小；
（2）若一电荷量为、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点P（0，h，0）时，调整电场使其方向沿x轴负方向、大小为E0。

适当调整磁场，则能使带电质点通过坐标Q（h，0，0.5h）点，问通过Q点时其速度大小；
（3）若一电荷量为、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点P（0，0.6h，0）时，改变电场强度大小和方向，同时改变磁感应强度的大小，但不改变其方向，带电质点做匀速圆周运动能经过x轴上的某点M，问电场强度和磁感应强度的大小满足什么条件?并求出带电质点经过x轴M点的时间。

14．如图所示，质量M=0.3kg的小木块放在平台的右端，小木块与平台间的动摩擦因数μ=0.1，平台右侧的地面上有一只质量m=0.1kg的玩具青蛙，旋紧发条让玩具青蛙倾斜跳起，在速度水平时恰好到达木块处，青蛙立即抱住木块并趴在木块上，和木块一起滑行s=0.5m后停下，平台到地面的高度h=0.45m，重力加速度g取10m/s2(小木块和玩具青蛙可视为质点，青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力)。

求
(1)玩具青蛙抱住木块前瞬间的速度
(2)玩具青蛙的起跳速度。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．AD
8．CD
9．BC
10．BCD
三、实验题
11．AC
12．；
四、解答题
13．（1）（2）（3）t=。

（n=1、2、3）14．(1)4m/s (2)5m/s
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，由此可以判断
A．匀强电场方向一定是水平向左
B．油滴沿直线一定做匀加速运动
C．油滴可能是从N点运动到M点
D．油滴一定是从N点运动到M点
2．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。

若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )
A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t
B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t
C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t
D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t
3．重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是
A．的中子数比中子数少20个
B．从到，共发生7次α衰变和4次β衰变
C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化
D．与是不同的元素
4．人类一直在追求能源的开发和有效利用，太阳能的利用非常广泛，而太阳的巨大能量来源于太阳内部所发生的核聚变反应，该核反应可能是
A．
B．
C．
D．
5．电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2400匝的原线圈输入电压u=220sin100πt(V)，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝。

电动机M的内阻r=8Ω，额定电压为U=220V，额定功率P=110W。

下列判断正确的是）（）
A．该交变电源的频率为100Hz
B．当选择3挡位后，电动机两端电压的最大值为110V
C．当挡位由3变为2后，原线圈的电流变大
D．当选择挡位4后，电动机的输出功率为108W
6．如图所示，一个质量为4kg的半球形物体A放在倾角为的斜面B上静止不动.若用通过球心的水平推力F=10N作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止.已知，，取，则（）
A．地面对斜面B的弹力不变
B．物体A对斜面B的作用力增加10N
C．物体A受到斜面B的摩擦力增加8N
D．地面对斜面B的摩擦力增加8N
二、多项选择题
7．若金星和地球的公转轨道均视为圆形，且在同一平面内，已知地球的公转速度为v。

如图所示，在地球上观测，发现金星与太阳可呈现的视角(太阳与金星均视为质点，它们与眼睛连线的夹角)有最大值，最大视角的正弦值为k，则金星的公转周期T与公转速度v′为
A．年
B．年
C．
D．
8．如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点，另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连，DA水平。

现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前)，下列说法正确的是
A．弹簧变短
B．弹簧变长
C．小球对半球的压力不变
D．小球对半球的压力变大
9．一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。

已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。

下列说法正确的是（填正确答案标号。

选对1个得2
分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）。

E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷
A．波速为4m/s
B．波的频率为1.25Hz
C．x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷
D．x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰
10．如图所示，木块静止在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹在木块中受的平均阻力为f，射入深度为d，此过程中木块位移为s，则下列说法中正确是：
A．木块增加的动能为fd
B．子弹克服阻力做的功为f（s+d）
C．子弹动能的减少等于木块动能的增加
D．子弹、木块系统总机械能的损失为fd
三、实验题
11．交流发电机的原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.一个小型发电机的线圈共
220匝,线圈面积S=0.1m2,线圈转动的频率为100Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度，为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220V 11kW”的电动机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器,电路如图所示．求:
(1)发电机的输出电压;
(2)变压器原、副线圈的匝数之比;
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数．
12．利用图中所示装置-研究平拋物体的运动
(1)下列操作正确的是_________。

A．调节斜槽末端切线水平
B．小球必须从斜槽同一位置释放
C．斜槽必须光滑
D．以小球在斜槽末端时球心在木板（白纸)上的射影为轨迹的抛出点
(2)用乙是某同学描绘出的轨迹，试判断:A点是抛出点吗？______。

(填“是”或“否”）
(3)另一同学将A纸换成方格纸，每个小方格的边长L=20cm,通过实验，记录了小球在运动途中的个位置。

如图丙所示，则小球做平抛运动的初速度= ____m/s；运动到B点时的速度____m/s(g取10m/s2).
四、解答题
13．在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段电流为I、长度为L、质量为m的导体棒（通电电流方向垂直纸面向里），如图所示，问：
(1)若整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，且导体棒静止在斜面上，求导体棒受到的安培力大小和方向；
(2)如果要求导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度的大小及方向又如何？14．在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ＝37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行．劲度系数k＝5 N/m的轻弹簧
一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM
垂直于斜面．水平面处于场强E＝5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中．已知A、B的质量分别为m A＝0.1 kg和m B＝0.2 kg，B所带电荷量q＝＋4×10－6 C．设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电荷量不变．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.
(1)求B所受静摩擦力的大小；
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a＝0.6 m/s2开始做匀加速直线运动．A从M到N的过程中，B的电势能增加了ΔE p＝0.06 J．已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4.求A
到达N点时拉力F的瞬时功率．
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BC
8．AC
9．BDE
10．BD
三、实验题
11．（1）2200V（2）10：1（3）10A
12．（1）ABD （2）否（3）v0=3 m/s v B=5 m/s
四、解答题
13．(1)mgtanθ方向水平向右 (2)方向水平向左14．（1）f=0.4N （2）2.1336W。