2021年高考物理三輪沖刺《交流電》練習(xí)三（含答案詳解）

1、2021年高考物理三輪沖刺交流電練習(xí)三一、單選題一個(gè)氖泡指示燈，其發(fā)光需要電壓超過(guò)50 V，在它發(fā)光的情況下逐漸降低電壓，要降到50 V時(shí)才熄滅，氖泡兩極不分正負(fù)，現(xiàn)有峰值為100 V、頻率為50 Hz的正弦交流電壓加在氖泡指示燈兩端，則在一小時(shí)內(nèi)氖泡指示燈發(fā)光的時(shí)間為()A10 min B25 min C30 min D35 min如圖甲所示，S點(diǎn)為振源，P點(diǎn)距S的距離為r，t=0時(shí)刻S點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，產(chǎn)生沿直線向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波，圖乙為P點(diǎn)從t1時(shí)刻開始振動(dòng)的振動(dòng)圖象，則以下說(shuō)法正確的是()At=0時(shí)刻振源S的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向Bt2時(shí)刻P點(diǎn)振動(dòng)速度最大，方向沿y軸負(fù)方向C該簡(jiǎn)諧波

2、的波長(zhǎng)為D若波源停止振動(dòng)，則P點(diǎn)也馬上停止振動(dòng)如圖所示，矩形線圈abcd繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，在圖示位置開始計(jì)時(shí)，且按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()At=(T為周期)時(shí)感應(yīng)電流沿abcda方向Bt=0時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大C若轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，則交變電流的頻率是原來(lái)的4倍D若轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，則產(chǎn)生的電流有效值為原來(lái)的4倍簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v.若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四副波形中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是() 如圖所示,一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之

3、比為n1n2=551,原線圈接電壓u=2202sin 100t V的交流電源,電表均為理想電表。閉合開關(guān)后,在滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端滑到最下端的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.副線圈交變電流的頻率是100 HzB.電壓表的示數(shù)為4 VC.滑動(dòng)變阻器兩端的電壓先變大后變小D.電流表的示數(shù)變小如圖所示，虛線上方是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，扇形導(dǎo)線框繞垂直于框面的軸O以角速度沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，則下圖中能正確反映線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是() 二、多選題 (多選)如圖，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，

4、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是()A圖示位置，穿過(guò)線圈的磁通量為零，電動(dòng)勢(shì)最大，且最大值為NBSBR兩端的電壓的有效值為C線圈中電流的瞬時(shí)表達(dá)式i=D線圈轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，通過(guò)外電路電阻的電荷量為 (多選)如圖所示,邊長(zhǎng)為l的正方形單匝線圈abcd,其電阻為r,外電路的電阻為R,ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若線圈從圖示位置開始以角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則以下判斷正確的是()A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,為Em=Bl2B.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=12Bl2sin tC.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180的

5、過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電荷量為q=2Bl2R+rD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=B2l4R4(R+r)2 (多選)電路如圖甲所示，電阻R的阻值為484 ，C為電容器，L為直流電阻不計(jì)的電感線圈，開關(guān)S斷開，當(dāng)接上如圖乙所示的電壓u，下列說(shuō)法正確的是()AR上的電壓應(yīng)等于155.5 VB電壓表的示數(shù)為220 VC電阻R消耗的功率小于50 WD為保證閉合開關(guān)S后電容器不被擊穿，該電容器的耐壓值不得小于311 V (多選)為了研究樂(lè)音的物理規(guī)律，某同學(xué)用計(jì)算機(jī)錄制下優(yōu)美的笛音do和sol，然后在電腦上用軟件播放，分別得到如圖中a和b的兩個(gè)振動(dòng)圖線，由此可以判斷()Ado和sol的頻率

6、之比約為23Bdo和sol的周期之比約為23Cdo和sol在空氣中傳播的波速之比約為32Ddo和sol在空氣中傳播的波長(zhǎng)之比約為32 (多選)如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象分別如圖乙中曲線a、b所示，則()A兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面垂直B曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3：2C曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)為10 V (多選)目前，我國(guó)在風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)已經(jīng)取得較大成績(jī)，如圖所示是某一風(fēng)電機(jī)組所產(chǎn)生的交流電電壓隨時(shí)間變化的圖像，若想把該風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)發(fā)電，可使用一理想

7、變壓器，將其變?yōu)榕c電網(wǎng)相同的電壓11 kV，然后再并網(wǎng)發(fā)電。則下列說(shuō)法正確的是()A該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=880sin 100t(V)B所需理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為1125C并網(wǎng)后電壓的頻率保持不變D將一理想交流電壓表接在風(fēng)電機(jī)組電源兩端，可測(cè)得在t=0.01 s時(shí)刻電壓表示數(shù)為零參考答案答案為：B；解析：根據(jù)題意交流電電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=100sin100t(V)，T= s，則在前半個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)t=時(shí)，開始發(fā)光，t=T時(shí)，停止發(fā)光，發(fā)光時(shí)間為t=T=T，整個(gè)周期發(fā)光時(shí)間為2t=T，故一個(gè)小時(shí)內(nèi)的發(fā)光時(shí)間為t=T=1 500 s=25 min，B正確答案為：C；解析：據(jù)題

8、意，當(dāng)機(jī)械波在t1時(shí)刻剛傳到P點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)的起振方向向上，說(shuō)明這列波的起振方向向上，則t=0時(shí)，振源的振動(dòng)方向沿y軸正方向，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P處于平衡位置向上振動(dòng)，即此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P具有正向的最大速度，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；這列波從波源S傳到距離r的P點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間為t1，則這列波的傳播速度為v=，那么由圖可得這列波的波長(zhǎng)為=vT=，則C選項(xiàng)正確；如果波源停止振動(dòng)，則P點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)t1時(shí)間才會(huì)停止振動(dòng)，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案為：A；解析：t=(T為周期)時(shí)，根據(jù)楞次定律，則有感生電流沿abcda方向，A正確；當(dāng)t=0時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流也為零，B錯(cuò)誤；若轉(zhuǎn)

9、速增大為原來(lái)的2倍，根據(jù)轉(zhuǎn)速與頻率成正比的關(guān)系，則交變電流的頻率是原來(lái)的2倍，C錯(cuò)誤；若轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值也增大為原來(lái)的2倍，因此最大感應(yīng)電流也增大為原來(lái)的2倍，所以產(chǎn)生的電流有效值為原來(lái)的2倍，D錯(cuò)誤答案為：D；解析：由圖A知，波長(zhǎng)=2s，周期T=，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)第一次到達(dá)波谷，用時(shí)t1=T=，B圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)=s，周期T=，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)第一次到達(dá)波谷，用時(shí)t2=T=，C圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)=s，周期T=，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)第一次到達(dá)波谷，用時(shí)t3=T=，D圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)=，周期T=，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)第一次到達(dá)波谷，用時(shí)t4=T=，所以D正確答案為：

10、B；解析：由電壓公式知交變電流的角速度為=100rad/s,則頻率f=2=50Hz,變壓器不改變電流的頻率,故副線圈交變電流的頻率是50Hz,A錯(cuò)誤;原線圈兩端的輸入電壓有效值為220V,由U1U2=n1n2知,副線圈兩端電壓為U2=4V,即為電壓表的讀數(shù),故B正確;在滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端滑到最下端的過(guò)程中,電路中的總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,變壓器的輸出電流增大,則輸入的電流也增大,即電流表的示數(shù)變大,定值電阻R兩端的電壓變大,副線圈兩端電壓不變,所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓變小,故C、D錯(cuò)誤。答案為：A；解析：當(dāng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)線框的磁通量的變化率不變，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流大小不變

11、，由右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，為正值，?dāng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，通過(guò)線框的磁通量不變，線框中無(wú)感應(yīng)電流，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤答案為：ABD；解析：題圖圖示位置，穿過(guò)線圈的磁通量為零，電動(dòng)勢(shì)最大，且最大值為Em=NBS，A正確；電流有效值為：I=，R兩端的電壓的有效值為UR=IR=，B正確；從與中性面垂直位置開始計(jì)時(shí)，則i=cost，C錯(cuò)誤；線圈轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中通過(guò)R的電荷量：q=t=N=，D正確答案為：BD；解析：在題圖所示位置,線圈中通過(guò)的磁通量最大,但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,A錯(cuò)誤;線圈所圍成的閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=12Bl2,故對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=12Bl2sin

12、t,B正確;由q=R+r可得線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180的過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電荷量q=Bl2R+r,C錯(cuò)誤;電阻R上產(chǎn)生的熱量應(yīng)利用有效值求解,即轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q=Em2(R+r)2R2=B2l4R4(R+r)2,D正確。答案為：CD；解析：設(shè)電壓表的讀數(shù)為U，根據(jù)電壓有效值的概念應(yīng)有T=0，解得U=110 V155.5 V，即電壓表的示數(shù)應(yīng)為155.5 V，由于線圈的自感作用，電阻R兩端的電壓應(yīng)小于155.5 V，所以A、B錯(cuò)誤；當(dāng)不考慮線圈的自感作用時(shí)，電阻R消耗的功率為P= W=50 W，所以由于線圈的自感作用，電阻R消耗的功率一定小于50 W，所以C正確；根據(jù)電源電壓圖象可知

13、，電源的電壓最大值為311 V，電容器的耐壓值不能小于311 V，所以D正確答案為：AD；解析：由題圖可知，相同長(zhǎng)度的do的4個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)sol的6個(gè)波長(zhǎng)，故do和sol在空氣中傳播的波長(zhǎng)之比約為32，選項(xiàng)D正確；由于二者在空氣中傳播速度相等，由v=f可知，do和sol的頻率之比約為23，do和sol的周期之比約為32，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤答案為：BC；解析：由題圖乙可知，兩次t=0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，則說(shuō)明線圈平面與磁場(chǎng)垂直，即線圈平面在中性面位置，A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，兩次的周期之比為Ta：Tb=4 ：6=2：3，因?yàn)檗D(zhuǎn)速等于周期的倒數(shù)，故轉(zhuǎn)速之比為3：2，B正確；曲線a的周期為Ta=4102 s，故曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為f=25 Hz，C正確；因?yàn)榍€a的最大值為15 V，即15 V=NBSa，對(duì)于曲線b而言，Eb=NBSb，由于a：b=3：2，故Eb=10 V，故它的有效值為5 V，D錯(cuò)誤答案