2018年高考物理四轮复习押高考物理第19题

5月12日 押高考物理第19题
高考频度：★★★☆☆
难易程度：★★★☆☆
有一台太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数比为1:4，降压变压器的匝数比为4:1，输电线的总电阻R=4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V，40 W”灯6盏，若全部电灯均为并联且正常发光，则
A．发电机输出功率为5 424 W
B．发电机输出电压为230 V
C．输电线上损失功率为144 W
D．以上都不对
【参考答案】AC
【试题解析】根据题意，所有灯都正常工作，它们的总功率为，总电流为：，由得两个变压器之间输电线上的电流为，输电线上损耗的电功率。升压变压器的输出功率为，而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率：，AC正确；降压变压器上的输入电压，输电线上的电压损失为，因此升压变压器的输出电压为，升压变压器的输入电压为，升压变压器的输入电流为，故发电机的电动势，BD错误。x-k-++w
【知识补给】
理想变压器的动态分析
1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法
（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合
电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；
（2）分析该类问题的一般思维流程是：
2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
（1）匝数比不变的情况
①U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；
②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；
③I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。
（2）负载电阻不变的情况
①U1不变，发生变化，U2变化；
②R不变，U2变化，I2发生变化；
③根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。
如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过π/6时的感应电流为I，下列说法正确的是
A．线框中感应电流的有效值为2I
B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为IR/ω
C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为2I/ω
D．线框转一周的过程中，产生的热量为
如图甲所示中理想变压器原、副线圈的匝数之比:=5:1，电阻R=20 Ω，、为规格相同的两只小灯泡，为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将接1、闭合，此时正常发光。下列说法正确的是
A．输入电压u的表达式u=20sin (50πt) V
B．只断开后，、均正常发光
C．只断开后，原线圈的输入功率减小
D．若换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如下图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和α粒子（），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有
A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大
B．加速氚核的匀强电场的电势差较大，氚核获得的最大动能较大
C．匀强磁场的磁感应强度较大，氚核获得的最大动能也较大
D．D形金属盒的半径较大，氚核获得的最大动能较大
如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由静止下落到刚完全穿过匀强磁场区域过程的v–t图象，图中字母均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是
A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B．金属线框的边长为v1(t2–t1)
C．磁场的磁感应强度为
D．金属线框在0~t4的时间内所产生的热量为
用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用Δn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，Δn和E的可能值为 x-*k+-w
A．Δn=1，13.22 eVB．Δn=2，13.22 eVC．Δn=1，12.75 eVD．Δn=2，12.75 eV【参考答案】
，B错误；从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为：，C正确；线框转一周的过程中，产生的热量，D正确。
CD 根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。由图象得周期，，输入电压最大值，所以输入电压u的表达式应为，A错误；只断开后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，、的功率均变为额定功率的四分之一，则、均不能正常发光，B错误；只断开后，负载电阻变大，原、副线圈电流变小，原线圈的输入功率减小，C正确；若换接到2后，电阻R电压有效值为4 V，R消耗的电功率为，D正确。
CD 带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据，知氚核（）的质量与电量的比值大于α粒子（），所以氚核在磁场中运动的周期大，根据得最大速度，则最大动能，氚核的质量是α粒子的倍，氚核的电量是倍，则氚核的最大动能是α粒子的倍，即氚核的最大动能较小，故A错误。匀强电场的电势差越大，每次加速的速度越大，但加速次数会减小，最大动能与电势差无关，故B错误。由知，B越大和半径r越大，最大动能都越大；选项C、D均正确。
BCD 金属线框刚进入磁场时，根据楞次定律判断可知，感应电流方向沿abcda方向，故A错误；由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2–t1，故金属框的边长：l=v1(t2–t1)，故B正确；在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg=BIl，，又l=v1(t2–t1)，联立解得：，故C正确；t1到t2时间内，根据能量守恒定律，产生的热量为：Q1=mgl=mgv1(t2–t1)；t3到t4时间内，根据能量守恒定律，产生的热量为：；故；故D正确。
于，所以，，当时，n=2，调整后的能级为n=4，此时能极差为，因此提高电子的动能应该大于此时的能级差，但是应该小于基态和第5能级之间的能级差，否则将跃迁到更高能级，即小于，所以，，故AD正确。x//k/w