高考物理二轮总复习交流电电磁场电磁波专题检测 8页

‎2012届高考物理二轮总复习专题检测 交流电、电磁场、电磁波 王佃彬 ‎ (时间:100分钟　满分:110分)‎ 第Ⅰ卷　选择题 一、选择题：本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小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,有选错或不答的得0分。‎ ‎1．如图38-1中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是(　　)‎ 图38-1‎ ‎2．某电路中电场随时间变化的图象如图38-2所示，能发射电磁波的电场是(　　)‎ 图38-2‎ 图38-3‎ ‎3．如图38-3所示，图(甲)和图(乙)分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为(　　)‎ A．1∶　　　　　　　　 B．1∶2‎ C．1∶3 D．1∶6‎ 图38-4‎ ‎4．如图38-4所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈固定在图示位置，线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，理想交流电压表并联在电阻R的两端；U形磁铁以线圈的中心轴线OO′为轴以角速度ω匀速转动，已知U形磁铁两极间的磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，取磁铁转动到图示位置的时刻t＝0.则(　　)‎ A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0‎ B．1 s内流过电阻R的电流方向改变次 C．线圈匝数减少为原来的一半，磁铁转动角速度增大到原来2倍，电压表读数不变 D．在电阻R的两端再并联一只阻值为R的电阻后，电压表的读数不变 ‎5．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的是(　　)‎ A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在‎0.3 m至‎1.5 m之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，反射性能越强 图38-5‎ ‎6．如图38-5所示，P为一理想自耦变压器的滑片，Q为滑动变阻器的滑动触头．在输入交变电压一定的条件下，下列说法正确的是(　　)‎ A．Q不动，P向下移动，电流表示数减小，电压表示数增大 B．Q不动，P向上移动，电流表示数减小，电压表示数减小 C．P不动，Q向上移动，电流表示数增大，电压表示数不变 D．P不动，Q向下移动，电流表示数增大，电压表示数不变 ‎7．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压(如图38-6所示)．某变电所电压u0＝11 000sin 100πt V图38-6‎ 的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器(　　)‎ A．原、副线圈匝数比为50∶1‎ B．副线圈中电流的频率是50 Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗 D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 ‎8．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码12345670002，若将手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨叫A，则手机A(　　)‎ A．发出响声，并显示B的号码12345670008‎ B．不发出响声，但显示B的号码12345670008‎ C．不发出响声，但显示A的号码12345670002‎ D．既不发出响声，也不显示号码 ‎9．如图38-7所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好．金属棒、导轨、电流表和理想变压器原线圈构成闭合回路．金属棒ab在沿导轨下滑的过程中，电流表一直有示数，而电流表在某时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是(　　) ‎ 图38-7‎ A．电流表示数等于零之前，金属棒必是变速运动 B．电流表示数等于零之后，金属棒必是变速运动 C．电流表示数等于零之前，金属棒必是匀速运动 D．电流表示数等于零之后，金属棒必是匀速运动 图38-8‎ ‎10．为了测一个已知额定电压为100 V的灯泡的额定功率，设计了如图38-8所示的电路，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表和灯泡L，滑动变阻器的阻值范围是0～100 Ω，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2∶1，交流电源的电压为U0＝440‎ ‎ V，适当调节滑动变阻器的滑片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，电流表A的示数为‎1.2 A，则(　　)‎ A．灯泡的额定功率为40 W B．灯泡的额定电流为2.4 A C．滑动变阻器并联部分的阻值为50 Ω D．滑动变阻器消耗的电功率为240 W 第Ⅱ卷（非选择题，共70分）‎ 二、填空题：共3小题，共20分。把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．‎ 图38-9‎ ‎11.（4分）图38-9中a为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图b所示波形，从而进入保温状态，则此时交流电压表的读数是 .‎ 图38-10‎ ‎12．（6分）如图38-10是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交 流电的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当A中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来。‎ ‎（1）试分析说明，焊接的快慢与交流电频率有什么关系?‎ ‎_______________________________________________。‎ ‎（2）试解释，为什么焊接过程中，接口a处已被熔化而零件的其它部分并不很热?‎ ‎_______________________________________________。‎ 图38-11‎ ‎13.（10分）为了测定和描绘“220 V，40 W”白炽灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250 V之间连续变化，如图38-11甲画出的是调压变压器的电路符号.实验室内备有交流电压表，交流电流表，滑动变阻器，开关，导线等实验器材.‎ ‎(1)在图甲中完成实验电路图.‎ ‎(2)说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段误差更大？为什么？‎ ‎（3）如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图乙，根据图线确定，把两个完全相同的“220 V，40 W”白炽灯串联在220 V交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总功率是____W.‎ 三、本题共3小题：共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎14．（15分） 雷达测距防撞控制系统(Distronic，简称DTR)是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10－4 s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图38-13甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170 s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图38-13乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？‎ ‎15．(16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.‎ ‎(1‎‎)一只20 W的黑光灯正常工作时，约有5%的能量转化为光能，光能中约有46%是频率为的紫光，求黑光灯每秒钟向外辐射多少个该频率的光子.(保留两位有效数字）‎ ‎(2)如图38-12所示是高压电网的工作电路.高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为‎0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比不得超过多少？‎ 图38-14‎ ‎16．（19分）如图38-14甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝‎0.10 m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图38-14乙所示)．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝ T，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图38-14丙所示时(摩擦等损耗不计)．求：‎ ‎(1)小电珠中电流的最大值；‎ ‎(2)电压表的示数；‎ ‎(3)t＝0.1 s时外力F的大小；‎ ‎(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高双倍，可采取什么办法(至少说出两种方法)?‎ ‎2012届高考物理二轮总复习交流电、电磁场、电磁波专题检测答案 ‎(时间:100分钟　满分:110分)‎ 第Ⅰ卷　选择题 一、选择题：本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小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,有选错或不答的得0分。‎ ‎1．‎ ‎ 解析：A、B选项中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场且过线圈平面的转轴匀速转动，满足产生正弦式交变电流的条件，能产生正弦式交变电流；C选项中转轴平行于磁场，转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为零，故C中不产生正弦式交变电流；D选项中虽然只有一半线圈在磁场中，但是始终有一边切割磁感线按照正弦规律产生感应电动势，且一边出磁场时，另一边恰好进入，保证转动过程中感应电动势连续按照正弦规律变化，D选项正确．‎ 答案：ABD ‎2． 解析：由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．答案：D ‎3．解析：电功的计算，I要用有效值计算，图(甲)中，由有效值的定义得，得；图(乙)中，I的值不变I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到。答案：C ‎4．解析：在t＝0时刻，线圈中的磁通量最小，线圈处于垂直于中性面的位置，感应电动势最大，流过电阻R的电流为最大值，A错；由于一个周期内电流的方向改变两次，1 s内流过电阻R的电流方向改变的次数为n＝‎2f＝，B正确；线圈产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω，线圈匝数减少为原来的一半，磁铁转动角速度增大到原来2倍，Em不变，由于产生的交变电流为正弦交变电流，因此其有效值为也不变，则电压表读数不变，C正确；并联一个电阻，电压表读数会减小，D错．答案：BC ‎5．解析：由v＝λf，‎ A正确．电磁波是由周期性变化的电场和磁场产生的，B错误，若从发射电磁波到接收到反射波时间为Δt，则可确定距离s＝cΔt，c为光速，C正确．波长越短的电磁波，传播的方向性越好，反射性越强，D正确．答案：ACD ‎6．解析：图为升压自耦变压器，当Q不变P下移时，减小增大，读数增大，副线圈电流增大，原线圈电流增大，读数增大，故A错；当Q不变P上移时增大减小，读数减小，减小减小，B正确；当P不动时，不变，由知 不变，V读数不变，Q上移，R减小，、都增大，故C对、D错．答案：BC ‎7．解析：u0＝11 000sin 100πt V中的11 000指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A项正确；由ω＝100π可得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B项正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C项错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D项错误．答案：AB ‎8．解析：电磁波可以在真空中传播，而声波传播则需要介质，当手机B拨手机A时(A置于一透明真空罩中)A能显示B的号码，不能发出响声，即B正确．答案：B ‎9．解析：金属棒在重力作用下，开始向下做加速运动，速度不断增加，金属棒切割磁感线产生的感应电流逐渐增大，原线圈上产生的磁场不断增强，穿过副线圈的磁通量不断增大，在副线圈上发生电磁感应现象，电流表上有电流．当金属棒上电流增加到一定程度，金属棒受到的安培力等于重力时，金属棒开始做匀速下落，原线圈的电流不再发生变化，原线圈上产生的磁场磁感应强度不变，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈上不发生电磁感应现象，电流表示数等于零．综上所述，选项A、D正确．答案：AD ‎10．解析：根据题意，副线圈上的电流为‎2.4 A，电压为220 V，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100 V，则下部分电阻电压为120 V，由串联知识，可知滑动变阻器上部分与小灯泡并联后与滑动变阻器下部分功率分配比为100∶120＝5∶6，故下部分电阻上的电功率，，则，下部分电阻，则滑动变阻器上部分(并联部分)的电阻为50 Ω，上部分电路消耗功率，故容易计算出通过灯泡的电流为0.4 W，灯泡的功率为40 W，故A、C两项正确．答案：AC 二、填空题：共3小题，共20分。把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．‎ ‎11．（4分） 解析：根据电流的热效应，完整正弦交流产生的热量为半个周期产生热量的2倍，，解得。答案：‎ ‎12．（6分）解析：（1）A中交流电的频率越高，B中磁通量变化率越大，产生的应电动势越大，感应电流越大，电流热功率也越大，焊接越快。‎ ‎（2）B中各处电流大小相等，但接口a处电阻大，电流热功率大；而其它部分电阻小，电流热功率小，所以接口a处已被熔化而零件的其它部分并不很热。‎ 答案：见解析。‎ ‎13.（10分）解析：‎ ‎（1）如图所示，开关应接在火线上，电流表内接和外接都可以.‎ ‎(2)如果采用电流表外接法，电压较高误差更大,因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差太大；如果采用电流表内接法 ‎，电压表较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.‎ ‎(3)47（46～48均可）‎ 答案：（1）见解析图（2）见解析（3）47‎ 三、本题共3小题，共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎14.（15分）解析：由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为 （5分）‎ 当到达正上方后，距离为 （5分）‎ 由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以飞机的速度为 ‎（5分）‎ 答案：‎ ‎15.（16分）解析：（1） （3分）‎ ‎ （3分）‎ 个（2分）‎ ‎（2）（2分）‎ 极板间空气击穿电压（2分）‎ ‎（4分）‎ 答案：(1)个（2)‎ 图38-14‎ ‎16．（19分）解析：(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：‎ ‎，电路总电阻为：，那么小电珠中电流的最大值为（6分）‎ ‎(2)电压表示数为有效值（4分）‎ ‎ (3)当也就是T/4时，外力F的大小为（5分）‎ ‎ (4)　用变压器 （4分）‎ 答案：(1)‎0.16 A　(2)1.07 V　(3)0.128 N　(4) 提高　用变压器 ‎ ‎