专题21 交变电流和原子物理-最新高考高三一模物理试题汇编

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2021年高考高三一模物理试题汇编专题21 交变电流和原子物理1、（2021·上海市浦东新区高三一模）有一个变压器，当输入电压为220 V时输出电压为12 V，某同学在实验过程中发现此变压器副线圈烧坏了，于是他从变压器上拆掉烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈作为副线圈（如图所示），然后将原线圈接到110 V交流电源上，将交流电流表与的固定电阻串联后接在新绕的5匝线圈两端，这时电流表的示数为5 mA。该同学按理想变压器分析，求出了该变压器副线圈的匝数。你认为该变压器原来的副线圈匝数应为（　　）A. 2200 B. 1100 C. 60 D. 30【答案】C【解析】由题意可知当新绕5匝线圈后，原线圈接到110 V交流电源上，新绕线圈电流为5mA，则新绕线圈的电压为根据原副线圈电压值比等于匝数比可知可得原线圈的匝数为匝匝又因为当副线圈没有损坏输入电压为220V时输出电压为12 V，可得可得该变压器原来的副线圈匝数应为匝匝故C正确，ABD错误。故选C。2、（2021·江苏省新高考高三适应性考试）小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（　　）A. 都接直流电源 B. A两端的电压相等C. A损耗的功率相等 D. 图1中A的电流较大【答案】D【解析】A．由于变压器只能改变交变电流，因此图2中不可能接直流电源，A错误；BCD．T2是降压变压器，根据由于流过两个灯的电流相等，可知图2中流过A的电流较小，加在图2中A两端的电压较低，图2中A消耗的功率较小，BC错误，D正确。故选D。3、（2021·湖南省岳阳市高三一模） 一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。当滑动触头与a间的匝数等于滑动触头与b间的匝数时（　　）A. U2＞U1 B. U2=2U1C. U2=U1 D. 2U2=U1【答案】D【解析】当滑动触头与a间的匝数等于滑动触头与b间的匝数时，初级匝数n1等于次级匝数n2的2倍，则即2U2=U1故选D。4、（2021·湖南省永州市高三一模）如图所示，矩形导线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为ω的角速度逆时针转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为Em，原、副线圈的匝数比为1∶4，副线圈通过电阻R接两个相同的灯泡。下列说法正确的是（　　）A. 从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为 B. 副线圈上电压的有效值为C. 开关K闭合后，电阻R两端电压升高D. 保持开关K闭合，若线框转动角速度增大，灯泡的亮度不变【答案】BC【解析】A．从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为故A错误；B．原线圈电压的有效值为由变压器电压与匝数的关系可知得到副线圈上电压的有效值为故B正确；C．开关K闭合，副线圈总电阻变小，故通过电阻R上的电流增大，则电阻R两端电压升高，故C正确；D．保持开关K闭合，若线框转动角速度增大，由可知，线框匀速转动时产生的感应电动势最大值增大，则副线圈上电压的有效值增大，灯泡亮度增大，故D错误。故选BC。5、（2021·安徽省安庆市高三一模）关于下列器材的原理和用途，正确的是(   )A. 变压器可以改变交变电压也能改变频率B. 扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻C. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用【答案】D【解析】A．变压器可以改变交变电压但是不改变交流电频率，A错误；B．扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈会产生自感现象，即感应电流，B错误；C．真空冶炼炉的工作原理是线圈中产生涡流使炉内金属融化，C错误；D．铝是导体，仪表指针偏转时铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，感应电流又会受到安培阻力，阻碍线圈转动，属于电磁阻尼，故D正确． （2021·上海市徐汇区高三一模）阴极射线（　　）A. 就是射线 B. 没有质量C. 在磁场中会发生偏转 D. 需要介质才能传播【答案】C【解析】A．阴极射线和射线都是电子流，但β射线中的电子来自于原子核内中子的β衰变，而阴极射线中的电子来源于原子核外电子的电离，故二者是有区别的，故A错误；B．电子具有质量，故B错误；C．电子带负电，在磁场中因受洛伦兹力会发生偏转，故C正确；D．电子流在真空中也可传播，故D错误。故选C。（2021·上海市浦东新区高三一模）原子核A、B结合成放射性原子核C。核反应方程是，已知原子核A、B、C的质量分别为、、，结合能分别为、、，以下说法正确的是（　　）A. 原子核A、B、C中比结合能最小的是原子核CB. 原子核A、B结合成原子核C，释放的能量C. 原子核A、B结合成原子核C，释放的能量D. 大量原子核C经历两个半衰期时，已发生衰变的原子核占原来的【答案】B【解析】ABC．某原子核的结合能是独立核子结合成该核时释放的能量，原子核A、B结合成放射性原子核C，要释放能量，原子核C的比结合能最大，释放的能量为根据质能方程得故AC错误，B正确；D．原子核的半衰期是原子核有半数发生衰变所需要的时间，大量原子核C经历两个半衰期时，未发生衰变的原子核占原来的，故D错误。故选B。（2021·上海市九校高三一模）下列说法正确的是（　　）A. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固B. 汤姆孙发现了电子，并提出了原子的枣糕模型C. 将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，降低其温度，该元素的半衰期将增大D. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小【答案】B【解析】A．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故A错误； B．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的枣糕模型，故B正确； C．半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故C错误； D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故D错误。故选B。（2021·江苏省南通市海门一中高三一调）发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中14C比例的二分之一。则（　　）A. 该古木生命活动结束的年代距今约5730年B. 再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽C. 衰变为的本质是D. 改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢【答案】A【解析】A. 由半衰期公式可得古木样品中的比例，是现代植物样品中14C比例的二分之一，则：，A正确；B．再过约5730年，该样品中的将变为原来的四分之一，B错误；C．衰变为的本质是衰变，C错误；D．改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变的半衰期，因此不可以改变的衰变快慢，D错误；故选A。 （2021·安徽省芜湖市高三第一次质检）天然放射性元素的应用范围，已经从早期的医学和钟表工业扩大到核动力工业和航天工业等多种领域。下列有关放射性元素的说法中正确的是（　　）A. 放射性元素衰变的快慢与温度有关，温度越高衰变越快B. 铀238核发生一次α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，核子数减少了4个C. α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离能力最强D. β衰变的实质在于原子核内的质子转化为一个中子和一个电子【答案】B【解析】A．放射性元素衰变的快慢与外界条件无关，A错误；B．铀238核发生一次α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，质量数减小4，电荷数减小2，即质子数减小2，核子数减少了4个，B正确；C．α、β、γ三种射线中，α射线电离能力最强，γ射线穿透能力最强，C错误；D．β衰变的实质在于原子核内的中子转化为一个质子时放出一个电子，D错误。故选B。（2021·安徽省黄山市高三第一次质检）以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（　　）A. 只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象B. 当给放射性材料加热时其衰变进程将加快C. 卢瑟福利用粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子D. 原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子【答案】D【解析】A．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，所以A错误；B．放射性材料的衰变周期只是由原子核的本身性质决定，与它的物理、化学状态无关，所以B错误；C．卢瑟福利用粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子，所以C错误；D．衰变的实质是原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子，所以D正确；故选D。（2021·上海市徐汇区高三一模） 发生一次β衰变后变为Ni核，其衰变方程为________________________；在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________．【答案】CoNi＋e，【解析】