2021年高考物理三轮冲刺交流电练习三含答案详解

1、2021年高考物理三轮冲刺交流电练习三一、单选题一个氖泡指示灯，其发光需要电压超过50 v，在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到50 v时才熄灭，氖泡两极不分正负，现有峰值为100 v、频率为50 hz的正弦交流电压加在氖泡指示灯两端，则在一小时内氖泡指示灯发光的时间为()a10 min b25 min c30 min d35 min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()at=0时刻振源s的振动方向沿y轴负方向bt2时刻p点振动速度最大，方向沿y轴负方向c该简谐波

2、的波长为d若波源停止振动，则p点也马上停止振动如图所示，矩形线圈abcd绕轴oo匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，且按图示方向转动，则下列说法正确的是()at=(t为周期)时感应电流沿abcda方向bt=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() 如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之

3、比为n1n2=551,原线圈接电压u=2202sin 100t 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 hzb.电压表的示数为4 vc.滑动变阻器两端的电压先变大后变小d.电流表的示数变小如图所示，虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴o以角速度沿逆时针方向匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针方向为正，则下图中能正确反映线框转动一周过程中感应电流随时间变化的图象是() 二、多选题 (多选)如图，矩形线圈面积为s，匝数为n，线圈电阻为r，绕oo轴以角速度匀速转动，外电路电阻为r，

4、磁感应强度为b，若从图示位置开始计时，则下列说法正确的是()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nbsbr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 (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=bl2b.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=12bl2sin

5、tc.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=2bl2r+rd.线圈转动一周的过程中,电阻r上产生的热量为q=b2l4r4(r+r)2 (多选)电路如图甲所示，电阻r的阻值为484 ，c为电容器，l为直流电阻不计的电感线圈，开关s断开，当接上如图乙所示的电压u，下列说法正确的是()ar上的电压应等于155.5 vb电压表的示数为220 vc电阻r消耗的功率小于50 wd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 (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

6、动图线，由此可以判断()ado和sol的频率之比约为23bdo和sol的周期之比约为23cdo和sol在空气中传播的波速之比约为32ddo和sol在空气中传播的波长之比约为32 (多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象分别如图乙中曲线a、b所示，则()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3：2c曲线a表示的交变电动势频率为25 hzd曲线b表示的交变电动势为10 v (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

7、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 100t(v)b所需理想变压器的原、副线圈匝数之比为1125c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时刻电压表示数为零参考答案答案为：b；解析：根据题意交流电电压瞬时值的表达式为e=100sin100t(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t=t=t，整个周期发光时间为2t=t，故一个小时内的发光时间为t=×t=1

8、 500 s=25 min，b正确答案为：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=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选项错误答案为：a；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

9、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错误答案为：d；解析：由图a知，波长=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=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=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=，周期t=，由图知质点a向下振

10、动，经第一次到达波谷，用时t4=t=，所以d正确答案为：b；解析：由电压公式知交变电流的角速度为=100rad/s,则频率f=2=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u1u2=n1n2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。答案为：a；解析：当线框进入磁场时，通过

11、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错误答案为：abd；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=nbs，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=cost，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

12、最大值为em=12bl2,故对应的瞬时值表达式为e=12bl2sint,b正确;由q=r+r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=bl2r+r,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=em2(r+r)2r×2=b2l4r4(r+r)2,d正确。答案为：cd；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 v155.5 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=

13、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32，选项d正确；由于二者在空气中传播速度相等，由v=f可知，do和sol的频率之比约为23，do和sol的周期之比约为32，选项a正确，选项b、c错误答案为：bc；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=4×102 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=nbsa，对于曲线b而言，eb=nbsb，由于a：b=3：2，故eb=10 v，故它的有效值为5 v，d错