2025版高考物理全程一轮复习训练题单元素养评价十三交变电流电磁振荡与电磁波传感器

这是一份2025版高考物理全程一轮复习训练题单元素养评价十三交变电流电磁振荡与电磁波传感器，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．下列说法不正确的是( )
A．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
B．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体
C．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波
D．机械波和电磁波都可发生反射、折射、干涉和衍射现象
2．FAST电磁波宁静区无线电设施及建设遥感监测项目正式启动，确保“中国天眼”有良好的射电波信号接收环境．关于电磁波和机械波，下列说法正确的有( )
A．与X射线相比，红外线更不容易发生明显的衍射现象
B．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些
C．频率越高的电磁波在真空中的传播速度越大
D．机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高传播速度越大
3.
如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( )
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的磁场能正在减小
C．电感线圈中的电流正在减小
D．此时自感电动势正在阻碍电流的增大
4．随着国家“双碳”计划的推进，单相发电机得到更为广泛的应用．如图甲为单相电交流发电机内部结构图，匝数为N的矩形线圈位置不变，磁铁绕轴转动后，线圈中生成正弦波形交变电流如图乙所示，其电动势峰值为Em，周期为T，回路总电阻为R，则在0～ eq \f(T,2)时间内通过线框截面的电荷量为( )
A． eq \f(EmT,πR) B． eq \f(EmT,\r(2)πR)C． eq \f(EmT,2πR) D． eq \f(2EmT,πR)
5．如图所示为四种电流随时间变化的图像，将它们分别接入同一电热丝，电热丝发热功率最大的是( )
6．如图所示的电路中变压器为理想变压器，其原、副线圈接入电路的匝数可分别通过滑动头P1、P2调节．图中L是小灯泡，R1、R2均为滑动变阻器，a、b端接入有效电压恒定的正弦交变电流，现要使灯泡L的亮度增加，下列举措可行的是( )
A．仅将P1上移 B．仅将P2下移
C．仅将P3左移 D．仅将P4右移
7．一交流电源的输出电压如图甲所示，通过理想变压器对电路供电，电路如图乙所示．已知原、副线圈匝数比为4∶1，灯泡的额定功率为55 W，排气扇电机线圈的电阻为1 Ω，电流表的示数为3 A，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则( )
A.交流电源电压瞬时值的表达式为u＝220 eq \r(2)sin πt(V)
B．电压表的示数为77.8 V
C．通过保险丝的电流为12 A
D．排气扇电机的发热功率为4 W
8．[2024·广东湛江一模]图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示．输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).降压变压器右侧部分为一火灾报警系统(报警器未画出)，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是( )
A． eq \f(n1,n2)> eq \f(n3,n4)
B．图乙中电压的瞬时值表达式为u＝250 eq \r(2)sin 100πt(V)
C．R处出现火警时，输电线上的电流减小
D．R处出现火警时，电压表V的示数增大
二、多项选择题(本题共2小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)
9．[2024·江苏扬州市一模]如图所示甲是产生交流电的示意图，图乙是其产生的正弦交流电输入到图丙的理想变压器，变压器的开关S接1时原、副线圈中的匝数之比为22∶1，二极管正向导电电阻不计，所有电表都是理想电表，则下列判断正确的是( )
A．电压表的示数为10 V
B．若只将S从1拨到2，电流表示数增大
C．在0～0.01 s内穿过线圈的磁通量变化为 eq \f(22\r(2),5π) Wb
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数不变
10．[2024·江西南昌统考三模]理想变压器原线圈a的匝数n1＝200匝，副线圈b的匝数n2＝100匝，原线圈接在u＝80 eq \r(2)·sin (314t)V的交流电源上，副线圈中“20 V 10 W”的灯泡L恰好正常发光，电阻R2＝20 Ω，电压表V为理想电表．则下列推断正确的是( )
A．交变电流的频率为100 Hz
B．原线圈的输入电压为80 V
C．电压表V的示数为30 V
D．R1消耗的功率与R2相等
三、非选择题(本题共2小题，按要求答题)
11．某实验小组用如图所示的电路探究“变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”，电路图中的变压器为可拆变压器(见图甲、乙).
实验提供的器材有
(1)电源应选________，测量电压所用仪器应选________；(均选填字母代号)
(2)若用匝数N1＝100匝和N2＝200匝的变压器做实验，在原线圈N1的两端分别加上2 V、4 V、6 V和8 V的电压，测量出副线圈两端的相应的电压，记录在下面的表格中．表格中第2次实验，副线圈上电压的示数如图丙所示，电压量程为0～10 V交流电压挡，读数为________ V，并计算出此次实验U1∶U2＝________；
(3)导致实验误差的原因可能是________．
A．原线圈所加电压小
B．变压器的铁芯漏磁
C．变压器的铁芯产生涡流
12．如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果．该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示．调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准(0.15 kg)的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N．调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压．该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态．
(1)当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻________(填“较大”或“较小”).
(2)自动分拣装置正常工作时，大苹果通过________(填“通道A”或“通道B”).
(3)若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V：
①为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于________ kΩ.(结果保留两位有效数字)
②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻________(填“R”“R0”或“电源”)两端．
③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将R0的阻值调为________ kΩ即可实现．(结果保留两位有效数字)(提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比)
单元素养评价（十三） 交变电流电磁振荡与电磁波 传感器
1．解析：均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A错误；根据麦克斯韦理论，电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体，故B正确；在电磁波谱中，无线电波的波长最长，最容易发生衍射现象的是无线电波，故C正确；反射、折射、干涉和衍射是所有波的特性，机械波和电磁波它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象，故D正确．
答案：A
2．解析：波的波长越长，越容易发生明显的衍射现象，与X射线相比，红外线波长更长，更容易发生明显的衍射现象，故A项错误；机械波的形成可表达为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源较近的质点振动得早一些，故B项正确；在真空中各种频率的电磁波传播速度都相同，故C项错误；机械波在给定的介质中传播时，波的传播速度不变，故D项错误．
答案：B
3．解析：根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针，再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器在放电，A错误；电容器在放电，所以电流在增大，磁场能在增大，自感电动势正在阻碍电流的增大，B、C错误，D正确．
答案：D
4．解析：在0～ eq \f(T,2)时间内磁通量的变化量ΔΦ＝2BS
根据q＝N eq \f(ΔΦ,R)＝N eq \f(2BSω,Rω)＝ eq \f(EmT,πR)，A正确．故选A.
答案：A
5．解析：A、B选项中图像均对应正弦式交变电流，有效值为I1＝I2＝ eq \f(\r(2),2)Im＝ eq \r(2) A
C选项中图像对应恒定电流，有效值为I3＝1.5 A
D选项中图像中有效值为I4＝2 A
根据焦耳定律电流有效值越大电阻丝热功率越大，相同时间内发热量越多，故选项D正确．
答案：D
6．解析：由变压比可知，仅将P1上移或仅将P2下移都使变压器输出电压变小，因此灯泡都变暗，选项A、B错误；仅将P3左移副线圈电路中的电阻变大，电流变小，L中电流变小，灯泡变暗，选项C错误；仅将P4右移，副线圈电流中的电阻变大，电流变小，R1两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡变亮，选项D正确．故选D.
答案：D
7．解析：因ω＝ eq \f(2π,T)＝100π rad/s
则交流电源电压瞬时值的表达式为u＝220 eq \r(2)sin 100πt（V），选项A错误；
初级电压有效值为U1＝220 V，则次级电压有效值即电压表的示数为U2＝ eq \f(n2,n1)U1＝55 V，选项B错误；
通过保险丝的电流为I1＝ eq \f(n2,n1)I2＝ eq \f(1,4)×3 A＝0.75 A，选项C错误；
通过灯泡的电流IL＝ eq \f(PL,U2)＝ eq \f(55,55) A＝1 A
排气扇电机的电流为IM＝2 A
发热功率为P热＝I eq \\al(2,M) r＝4 W，选项D正确．故选D.
答案：D
8．解析：由题分析可知 eq \f(n1,n2)< eq \f(n3,n4)，故A错误；
图乙中电压最大值Um＝250 eq \r(2) V，T＝0.02 s，所以ω＝ eq \f(2π,T)＝100π rad/s，
图乙中的电压瞬时值表达式u＝250 eq \r(2)sin 100πt（V），故B正确；
当R处出现火警时，其阻值减小，负载总电阻减小，负载的总功率增大，则I4增大，则I3增大，故C错误；
又ΔU＝I eq \\al(2,3) r增大，输入电压U1不变，n1和n2不变，所以U2不变，
由于ΔU＝U2－U3，所以U3减小，n3和n4不变，则U4变小，即电压表V的示数减小，故D错误．
答案：B
9．解析：原线圈的电压U1＝ eq \f(um,\r(2))＝220 V
根据变压比可知副线圈电压U2＝ eq \f(n2,n1)U1＝10 V
由于二极管的单向导电性，所以根据电流的热效应可知 eq \f(U eq \\al(2,2) ,R)× eq \f(T,2)＝ eq \f(U2,R)T
解得电压表的示数为U＝7.07 V，故A错误；
根据变压比可知副线圈电压U2＝ eq \f(n2,n1)U1
若只将S从1拨到2，则n1增大，故副线圈电压减小，副线圈电流减小，根据变流比可知I1＝ eq \f(n2,n1)I2
因为n1增大且I2减小，故原线圈电流减小，电流表示数减小，故B错误；
由图乙知，电压从零开始变化，故初始时刻处于中性面，经过0.01 s即一半周期，线圈转动180°，因为开始后的 eq \f(1,4)周期电压为正，则穿过线圈的磁通量变化为ΔΦ＝－2BS
又因为um＝BSω＝ eq \f(2πBS,T)
解得ΔΦ＝ eq \f(Tum,π)＝－ eq \f(22\r(2),5π) Wb，故C正确；
若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，原线圈电压不变，根据变压比可知副线圈电压不变，根据
eq \f(U eq \\al(2,2) ,R)× eq \f(T,2)＝ eq \f(U2,R)T，U2＝ eq \f(U eq \\al(2,2) ,2)
则电压表示数不变，负载电阻增大，则电流减小，电流表示数减小，故D正确．故选CD.
答案：CD
10．解析：由电源的瞬时表达式可知f＝ eq \f(314,2π)＝50 Hz，故A错误；
灯泡正常发光，故UL＝20 V，IL＝ eq \f(P,U)＝ eq \f(10,20) A＝0.5 A
电阻R2两端的电压为UR2＝ILR2＝0.5×20 V＝10 V
副线圈两端电压为U2＝UR2＋UL＝30 V
原线圈两端电压为U1＝ eq \f(n1U2,n2)＝ eq \f(200×30,100)＝60 V，故B错误；
电压表的示数UV＝U2＝30 V，故C正确；
电阻R2的功率为PR2＝UR2IL＝10×0.5 W＝5 W
通过电阻R1的电流为IR1＝ eq \f(ILn2,n1)＝ eq \f(0.5×100,200) A＝0.25 A
电源电压的有效值为U＝ eq \f(80\r(2),\r(2)) V＝80 V
电阻R1的功率为PR1＝IR1（U－U1）＝0.25×（80－60）W＝5 W，故D正确．故选CD.
答案：CD
11．解析：（1）实验需要交流电源，干电池是直流电源，所以电源应选学生电源．实验中要测量的是交流电压，故不能选直流电压表，只能选用多用电表．
（2）电压量程为0～10 V交流电压挡，测交流电压应读多用电表中间刻度线最下边一行，故读数为7.80 V．测出此次实验中U1∶U2＝1∶1.95.
（3）原线圈输入电压大小不会影响电压比和匝数比，故A错误；变压器的铁芯漏磁使得能量损耗，从而导致电压比与匝数比有差别，故B正确；变压器的铁芯产生涡流使得能量损耗，从而会导致电压比与匝数比有差别，故C正确．
答案：（1）B D （2）7.80 1∶1.95 （3）BC
12．解析：（1）由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小．
（2）大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B.
（3）①杠杆对R的压力为1 N，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值需满足
eq \f(R,R0)＝ eq \f(（5－2）V,2 V)，则R0＝20 kΩ.
②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，R0分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在R0两端．
③根据 eq \f(m1,m2)＝ eq \f(F1,F2)，可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析R0的阻值应该调至16 kΩ.
答案：（1）较小 （2）通道B （3）①20 ②R0 ③16实验次数
1
2
3
4
U1/V
2
4
6
8
U2/V
3.9
11.8
5.7
eq \f(U1,U2)
1∶1.95
1∶1.97
1∶1.96