2023年高考物理13章综合检测.docx

第十三章　交变电流、电磁场和电磁波综合检测 一、选择题(此题共12小题，共48分，在每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为以下陈述中哪些符合事实(　　) A．电磁波是电磁场由产生的区域向远处传播形成的 B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速 C．空间有变化的电场(或磁场)存在，一定能形成电磁波 D．把 放在抽成真空的玻璃盒中， 接收不到电磁波的信号，所以拨打该 号码， 不会响铃(或振动) 【解析】　根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周而复始，由近处向远处传播就形成了电磁波，选项A正确；在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，实际上，光就是某些频率的电磁波，选项B错误；如果电场(或磁场)是均匀变化的，那么由变化的电场(或磁场)引起的磁场(或电场)是稳定的，不能形成电磁波，选项C错误；电磁波可以在真空中传播，玻璃并不能屏蔽电磁波，选项D错误．综上所述，此题正确答案为A. 【答案】　A 2．(2023·北京清华大学附中)如以下图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形．原、副线圈匝数比n1n2＝101，串联在原线圈中电路中的电流表示数为1A，以下说法中不正确的选项是 (　　) A．变压器的输出功率为200W B．变压器的输出功率为200W C．变压器输出端的交流电的频率为50Hz D．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为Wb/s 【解析】　由图象知，电压的最大值Um＝200V，有效值U＝200V，周期T＝0.02s，频率f＝50Hz，输出功率P＝UI＝200W，由变压器变压比公式＝，得U2＝20V，U2的最大值U2m＝20V，而U2m＝n2，所以的最大值应为 Wb/s，只有A说法不正确，应选A. 【答案】　A 3．(2023·天津南开原中学)如以下图，理想变压器原、副线圈的匝数比101，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表均为理想电表．从某时刻开始在线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝220sin100πt (　　) A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为220V C．单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大 D．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 【解析】　cd两端电压有效值U1＝220V，当开关与a连接时n1n2＝101，由＝知，U2＝22V，即示数为22V，A、B错；因为示数是有效值而不是最大值，双掷开关由a扳向b，原线圈匝数n1变小，所以U2变大，I＝U/R，所以I变大，C正确；当开关与a连接时，副线圈电压U2不变，示数不变，示数随R增大而减小，D错． 【答案】　C 4．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是本钱高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速，现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如以下图为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个周期中，前面的被截去，从而改变了电灯上的电压．那么现在的电灯上的电压为 (　　) A．Um　　　　 B.　　　　 C.　　　　D. 【解析】　由有效值的定义知T＝×，得U＝. 【答案】　C 5．2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国局部地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾害牵动亿万人的心．为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的熔冰思路：利用电流的热效应除冰．假设在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，那么除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(　　) A．输电电流为3I B．输电电流为9I C．输电电压为3U D．输电电压为U 【解析】　由ΔP＝I2R线，9ΔP＝IR线， 联立解出Ix＝3I，应选项A对； 由ΔP＝()2R线，9ΔP＝()2R线 联立解出Ux＝U，应选项D对． 【答案】　AD 6．(2023·福州模拟)以下关于电磁波的说法中正确的选项是 (　　) A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在 B．电磁波可以由均匀变化的磁场产生 C．雷达可以利用自身发射的电磁波的反射波来对目标进行定位 D．随身携带的移动 ( )内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置 【解析】　选项A符合物理史实．电磁波由周期性变化的磁场产生，B错误．雷达用电磁波的反射确定目标位置，C正确． 内应有发射电磁波的装置，D错误． 【答案】　AC 7．面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中．甲图中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为B＝B0cost，从图示时刻(t＝0时刻)起计时，那么 (　　) A．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B0Scost B．两线圈中感应电动势到达最大值的时刻不同 C．两线圈中产生的交变电流的有效值不同 D．从此刻起，T/4时间内流过线圈截面的电荷量相同 【解析】　由于线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动，所以其角度为，在面积相同的情况下两者的磁通量变化规律均为Φ＝B0Scost，那么二者实际产生的交变电流是相同的，因此感应电动势到达最大值的时刻、交变电流的有效值、T/4时间内流过线圈截面的电荷量都是相同的． 【答案】　AD 8．(2023·山东理综)某小型水电站的电能输送示意图如下，发电机的输出电压为200V，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)．要使额定电压为220V的用电器正常工作，那么 (　　) A.> B.< C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 【解析】　此题主要考查远距离输电和变压器工作原理，意在考查考生运用相关的物理规律处理实际问题的能力．由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，那么有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有>，A正确，B、C错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D也正确． 【答案】　AD 9．(2023·海南)一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻RT2降压，负载为多个正常发光的灯泡(“220V 60W〞)．假设在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，那么 (　　) A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A B．T2×105V和220V C．T1和T2的变压比分别为150和401 D．有6×104盏灯泡(“220V　60W〞)正常发光 【解析】　此题考查远距离输电，意在考查考生对远距离输电过程中的升压和降压及线路上的电压和功率损失情况的计算能力；因为输电线路上损失的功率是发电机输出功率的10%，由ΔP＝IR可得：输电电流I2＝＝A＝20A，由于I1＝＝A＝103A，所以A正确；又由＝＝＝＝，∴U2＝50U1＝50×4000V＝202300V，又由ΔU＝I2R＝20230V，那么U3＝U2－ΔU×105V，负载灯泡的额定电压为220V，所以U4＝220V，所以B正确；由＝＝，故C错误；T2的输出功率P输出＝P－ΔPP×106W，所以正常发光的负载灯泡数量为N＝＝6×104个，D正确． 【答案】　ABD 10．用U1＝U和U2＝kU两种电压送电能，假设输送功率、输电线上损耗功率、输电线的长度和材料都相同，那么两种情况下输电线的截面直径之比d1d2为 (　　) A．k B. C．k2 D. 【解析】　设输送电压为U′，输电线电阻为R，那么P耗＝()2R＝·ρ＝·ρ 因P耗相同，所以由上式可得U′·d必为定值，d1d2＝U2U1＝k，选项A正确． 【答案】　A 11．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.假设使线圈转动的角速度为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.那么E、T和P的大小为 (　　) A．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 B．E＝E0，T＝T0，P＝2P0 C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0 【解析】　设线圈为n匝，面积为S，所在区域磁感应强度度B，当角速度为ω时产生的最大感应电动势E0＝NBSω，周期T0＝，外力提供的功率P0＝＝＝.当角速度为2ω时产生的最大感应电动势E＝2NBSω＝2E0，周期T＝＝＝T0，外力提供的功率P＝＝＝4P0.应选项D对． 【答案】　D 12．如以下图为一台理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n1＝400匝，n2＝800匝，如果导线的电阻忽略不计，那么可以确定 (　　) A．这是一台升压变压器 B．副线圈两端电压是原线圈两端电压的一半 C．通过副线圈的电流是通过原线圈电流的一半 D．变压器输出电功率是输入电功率的一半 【解析】　由公式＝，n1<n2，故为升压变压器，＝＝，那么C也正确． 【答案】　AC 二、实验题(此题共2小题，共18分) 13．如图为示波器面板．一位同学在做“练习使用示波器〞的实验时，进行了如下的操作： (1)翻开电源后，首先在屏上调出了一个最圆最小的亮斑，但亮斑位于屏上的左上角．假设想将这个亮斑调到屏幕的正中央，他应该调节________和________旋钮(填旋钮对应的数字)； (2)为观察示波器的水平扫描作用，他调节相应的旋钮，看到屏上的亮斑从左向右移动，到达右端后又很快回到左端．之后，他顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率，此时屏上观察到的现象是______________________； (3)为观察按正弦规律变化的电压的图线，他把扫描范围旋钮置于左边第一挡(10Hz～100Hz)．要由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压，他应将________旋钮(填旋钮对应的数字)置于________挡． 【解析】　(1)将左上角的亮斑调到屏幕正中央，调节竖直位移(↑↓)和水平位移( )旋钮⑥、⑦即可． (2)增大扫描频率后，亮斑移动逐渐变快，最后亮斑成为一条亮线． (3)要观察到清晰的正弦曲线，应将扫描范围置于左边第一挡后，要将衰减旋钮置于“〞挡，即调节⑩置于“〞挡． 【答案】　(1)⑥　⑦　(2)一条亮线　(3)⑩　 14．在“练习使用示波器〞的实验中： (1)为观察亮斑在竖直向上的偏移，应该将扫描范围旋钮置于“外X挡〞，使亮斑位于屏的________，然后，应把“DC—AC〞开关置于________位置，以备给示波器输入一个直流电压． (2)为给示波器输入一个Y方向的直流电压(要求电压从零开始逐渐增加)，请将以以下图所示器材与示波器连成正确的电路． (3)调节变阻器改变输入电压，可以看到亮斑向上的偏移随之改变，电压越高，向上的偏移越________；调换电池正、负极，改变输入电压，可以看到亮斑向________偏移． 【解析】　此题考查示波器原理及示波器的使用方法． (1)扫描范围旋钮置于“外X〞时，机内不提供X方向的扫描电压，故亮斑仅出现在屏的中心；然后，应把“DC