2021年高考物理三轮冲刺《交流电》练习三（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《交流电》练习三

一、单选题

A．10 min         B．25 min        C．30 min         D．35 min

2.如图甲所示，S点为振源，P点距S的距离为r，t=0时刻S点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P点从t1时刻开始振动的振动图象，则以下说法正确的是(　　)

A．t=0时刻振源S的振动方向沿y轴负方向

B．t2时刻P点振动速度最大，方向沿y轴负方向

C．该简谐波的波长为

D．若波源停止振动，则P点也马上停止振动

A．t=(T为周期)时感应电流沿abcda方向

B．t=0时穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最大

C．若转速增大为原来的2倍，则交变电流的频率是原来的4倍

D．若转速增大为原来的2倍，则产生的电流有效值为原来的4倍

4.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是(　　)

5.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=55∶1,原线圈接电压u=220sin 100πt V的交流电源,电表均为理想电表。闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是(　　)

A.副线圈交变电流的频率是100 Hz

B.电压表的示数为4 V

C.滑动变阻器两端的电压先变大后变小

D.电流表的示数变小

二、多选题

A．图示位置，穿过线圈的磁通量为零，电动势最大，且最大值为NBSω

B．R两端的电压的有效值为

C．线圈中电流的瞬时表达式i=

D．线圈转过90°的过程中，通过外电路电阻的电荷量为

8. (多选)如图所示,边长为l的正方形单匝线圈abcd,其电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线O'O恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B。若线圈从图示位置开始以角速度ω绕轴O'O匀速转动,则以下判断正确的是(　　)

A.图示位置线圈中的感应电动势最大,为Em=Bl2ω

B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=Bl2ωsin ωt

C.线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电荷量为q=

D.线圈转动一周的过程中,电阻R上产生的热量为Q=

A．R上的电压应等于155.5 V

B．电压表的示数为220 V

C．电阻R消耗的功率小于50 W

D．为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于311 V

10. (多选)为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图中a和b的两个振动图线，由此可以判断(　　)

A．do和sol的频率之比约为2∶3

B．do和sol的周期之比约为2∶3

C．do和sol在空气中传播的波速之比约为3∶2

D．do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2

A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直

B．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2

C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz

D．曲线b表示的交变电动势为10 V

12. (多选)目前，我国在风电技术装备行业已经取得较大成绩，如图所示是某一风电机组所产生的交流电电压随时间变化的图像，若想把该风电机组产生的交流电并网发电，可使用一理想变压器，将其变为与电网相同的电压11 kV，然后再并网发电。则下列说法正确的是(　　)

A．该感应电动势的瞬时值表达式为u=880sin 100πt(V)

B．所需理想变压器的原、副线圈匝数之比为11∶25

C．并网后电压的频率保持不变

D．将一理想交流电压表接在风电机组电源两端，可测得在t=0.01 s时刻电压表示数为零

0.参考答案

解析：根据题意交流电电压瞬时值的表达式为e=100sin100πt(V)，T= s，

则在前半个周期内，当t=时，开始发光，t=T时，停止发光，发光时间为Δt=T－=T，

整个周期发光时间为2Δt=T，

故一个小时内的发光时间为t=×T=1 500 s=25 min，B正确．

2.答案为：C；

解析：

据题意，当机械波在t1时刻刚传到P点时，P点的起振方向向上，说明这列波的起振方向向上，

则t=0时，振源的振动方向沿y轴正方向，A选项错误；据图可知，t2时刻质点P处于平衡位置向上振动，即此时质点P具有正向的最大速度，B选项错误；这列波从波源S传到距离r的P点时所用的时间为t1，则这列波的传播速度为v=，那么由图可得这列波的波长为λ=vT=，

则C选项正确；如果波源停止振动，则P点需要经过t1时间才会停止振动，所以D选项错误．

解析：t=(T为周期)时，根据楞次定律，则有感生电流沿abcda方向，A正确；

当t=0时穿过线圈的磁通量最大，而产生的感应电动势为零，则产生的感应电流也为零，B错误；

若转速增大为原来的2倍，根据转速与频率成正比的关系，则交变电流的频率是原来的2倍，C错误；

若转速增大为原来的2倍，则感应电动势的最大值也增大为原来的2倍，因此最大感应电流也增大为原来的2倍，所以产生的电流有效值为原来的2倍，D错误．

4.答案为：D；

解析：

由图A知，波长λ=2s，周期T=，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t1=T=，B图对应波长λ=s，周期T=，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t2=T=，C图对应波长λ=s，周期T=，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t3=T=，D图对应波长λ=，周期T=，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t4=T=，所以D正确．

5.答案为：B；

解析：

由电压公式知交变电流的角速度为ω=100πrad/s,则频率f==50Hz,变压器不改变电流的频率,

故副线圈交变电流的频率是50Hz,A错误;原线圈两端的输入电压有效值为220V,由知,

副线圈两端电压为U2=4V,即为电压表的读数,故B正确;在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,变压器的输出电流增大,则输入的电流也增大,即电流表的示数变大,定值电阻R两端的电压变大,副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压变小,故C、D错误。

解析：当线框进入磁场时，通过线框的磁通量的变化率不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，为正值，当线框全部进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故A正确，B、C、D错误．

解析：题图图示位置，穿过线圈的磁通量为零，电动势最大，且最大值为Em=NBSω，A正确；

电流有效值为：I==，R两端的电压的有效值为UR=IR=，B正确；

从与中性面垂直位置开始计时，则i=cosωt，C错误；

线圈转过90°的过程中通过R的电荷量：q=t=N=，D正确．

8.答案为：BD；

解析：在题图所示位置,线圈中通过的磁通量最大,但感应电动势为零,A错误;线圈所围成的闭合电路中产生的感应电动势最大值为Em=Bl2ω,故对应的瞬时值表达式为e=Bl2ωsinωt,B正确;由q=可得线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电荷量q=,C错误;电阻R上产生的热量应利用有效值求解,即转动一周的过程中产生的热量Q=R×,D正确。

解析：设电压表的读数为U，根据电压有效值的概念应有T=0＋·，

解得U=110 V≈155.5 V，即电压表的示数应为155.5 V，由于线圈的自感作用，

电阻R两端的电压应小于155.5 V，所以A、B错误；当不考虑线圈的自感作用时，

电阻R消耗的功率为P== W=50 W，所以由于线圈的自感作用，

电阻R消耗的功率一定小于50 W，所以C正确；根据电源电压图象可知，

电源的电压最大值为311 V，电容器的耐压值不能小于311 V，所以D正确．

10.答案为：AD；

解析：

由题图可知，相同长度的do的4个波长对应sol的6个波长，故do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2，选项D正确；由于二者在空气中传播速度相等，由v=λf可知，do和sol的频率之比约为2∶3，do和sol的周期之比约为3∶2，选项A正确，选项B、C错误．

解析：由题图乙可知，两次t=0时刻，感应电动势为0，则说明线圈平面与磁场垂直，即线圈平面在中性面位置，A错误；由题图乙可知，两次的周期之比为Ta：Tb=4  ：6=2：3，因为转速等于周期的倒数，故转速之比为3：2，B正确；曲线a的周期为Ta=4×10－2 s，故曲线a表示的交变电动势频率为f==25 Hz，C正确；因为曲线a的最大值为15 V，即15 V=NBSωa，对于曲线b而言，Eb=NBSωb，由于ωa：ωb=3：2，故Eb=10 V，故它的有效值为5 V，D错误．

12.答案为：AC；

解析：风电机组角速度ω== rad/s=100π rad/s，

故感应电动势的瞬时值表达式为u=880sin 100πt(V)，选项A正确；880 V是最大值，

该风电机组电动势的有效值为440 V，

根据变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数比可以判断，

原、副线圈匝数之比为∶25，选项B错误；变压器不改变电压的频率，选项C正确；

理想交流电压表示数为有效值，在任何时刻，理想交流电压表的示数都为440 V，

选项D错误。