新教材高中物理第三章交變電流第四章電磁振蕩與電磁波高考真題演練新人教版選擇性必修第二冊(cè)

第三、四章高考真題演練選擇題1．(2024·江蘇高考)某志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20V時(shí)，輸出電壓()A．降低2V B．增加2VC．降低200V D．增加200V答案D解析志向變壓器的電壓與匝數(shù)關(guān)系為eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1＋ΔU1,U2＋ΔU2)，整理可得eq\f(ΔU1,ΔU2)＝eq\f(n1,n2)，即原、副線圈匝數(shù)之比等于原、副線圈的電壓變更量之比，當(dāng)ΔU1＝20V時(shí)，ΔU2＝200V，D正確。2．(2024·天津高考)(多選)單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線框的磁通量Φ與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖所示。下列說法正確的是()A.eq\f(T,2)時(shí)刻線框平面與中性面垂直B．線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為eq\f(\r(2)πΦm,T)C．線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為eq\f(2π2Φ\o\al(2,m),RT)D．從t＝0到t＝eq\f(T,4)過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eq\f(πΦm,T)答案BC解析中性面的特點(diǎn)是與磁場垂直，線框位于中性面時(shí)，穿過線框的磁通量最大，磁通量變更率最小，則eq\f(T,2)時(shí)刻線框所在平面與中性面重合，A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝Φmω＝Φmeq\f(2π,T)，對(duì)正弦式溝通電，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值E有＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(\r(2)πΦm,T)，B正確；由功能關(guān)系知，線框轉(zhuǎn)一周外力做的功等于產(chǎn)生的電能，W＝E電＝eq\f(E\o\al(2,有),R)·T＝eq\f(2π2Φ\o\al(2,m),RT)，C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律知，從t＝0到t＝eq\f(T,4)過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(Φm,\f(T,4))＝eq\f(4Φm,T)，D錯(cuò)誤。3．(2024·全國卷Ⅲ)一電阻接到方波溝通電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示。則Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2)B.eq\r(2)∶1C．1∶2D．2∶1答案D解析依據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為eq\f(u0,\r(2))，而方波溝通電的有效值為u0，依據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q＝I2RT＝eq\f(U2,R)T，可知在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方∶Q正＝ueq\o\al(2,0)∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(u0,\r(2))))2＝2∶1，D正確。4．(2024·全國卷Ⅲ)(多選)如圖a，在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦溝通電流i，i的變更如圖b所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()A．在t＝eq\f(T,4)時(shí)為零B．在t＝eq\f(T,2)時(shí)變更方向C．在t＝eq\f(T,2)時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D．在t＝T時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向答案AC解析由圖b可知，導(dǎo)線PQ中電流在t＝eq\f(T,4)時(shí)達(dá)到最大值，變更率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變更率為零，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t＝eq\f(T,4)時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，A正確；在t＝eq\f(T,2)時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變更率的正負(fù)不變，依據(jù)楞次定律，所以在t＝eq\f(T,2)時(shí)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變，B錯(cuò)誤；由于在t＝eq\f(T,2)時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變更率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變更率最大，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t＝eq\f(T,2)時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由楞次定律可推斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，C正確；由楞次定律可推斷出在t＝T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，D錯(cuò)誤。5．(2024·天津高考)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽視)通過志向變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，志向溝通電流表A、志向溝通電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則()A．R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB．電壓表V的讀數(shù)為eq\f(1,2)UC．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID．通過R的交變電流頻率不變答案B解析依據(jù)ω＝2πn可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則角速度變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，依據(jù)Em＝nBSω可知發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為原來的eq\f(1,2)，依據(jù)U＝eq\f(Em,\r(2))可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，依據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知R消耗的電功率變?yōu)閑q\f(1,4)P，A錯(cuò)誤、B正確；副線圈中的電流為I2＝eq\f(\f(1,2)U,R)，即變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，依據(jù)eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速減小為原來的eq\f(1,2)，則頻率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，D錯(cuò)誤。6．(2016·全國卷Ⅱ)(多選)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B．周期性變更的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消逝答案ABC解析電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s，與頻率無關(guān)，A正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，B正確；變更的電場和磁場相互激發(fā)，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直，C正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳播，D錯(cuò)誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間接著傳播，直到能量消耗完為止，E錯(cuò)誤。7．(2016·北京高考)下列說法正確的是()A．電磁波在真空中以光速c傳播B．在空氣中傳播的聲波是橫波C．聲波只能在空氣中傳播D．光須要介質(zhì)才能傳播答案A解析聲波是機(jī)械波，是縱波，在氣體、固體、液體中都能傳播，故B、C兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；電磁波的傳播不須要介質(zhì)，能在真空中以光速傳播，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．(2016·天津高考)我國勝利研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)記著我國雷達(dá)探討又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)放射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，則對(duì)該無線電波的推斷正確的是()A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象D．不行能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象答案C解析無線電波與光波均為電磁波，均能發(fā)生反射、干涉、衍射現(xiàn)象，故C正確，D錯(cuò)誤。電磁波能在真空中傳播，故B錯(cuò)誤。由c＝λf可知，頻率與波長成反比，故A錯(cuò)誤。9．(2014·上海高考)下列電磁波中，波長最長的是()A．無線電波 B．紅外線C．紫外線 D．γ射線答案A解析電磁波中，波長由長到短的依次依次為無線電波→紅外線→可見光→紫外線→X射線→γ射線，故選A。10．(2013·四川高考)下列關(guān)于電磁波的說法，正確的是()A．電磁波只能在真空中傳播B．電場隨時(shí)間變更時(shí)肯定產(chǎn)生電磁波C．做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用試驗(yàn)證明了電磁波的存在答案C解析電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，A錯(cuò)誤；若電場隨時(shí)間勻稱變更，則不能產(chǎn)生電磁波，B錯(cuò)誤；做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間激發(fā)變更的磁場，變更的磁場在其四周空間激發(fā)變更的電場，從而會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波，C正確；赫茲第一次用試驗(yàn)證明了電磁波的存在，D錯(cuò)誤。11．(2024·江蘇高考)(多選)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波()A．是橫波B．不能在真空中傳播C．只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播D．在空氣中的傳播速度約為3×108m/s答案AD解析搖動(dòng)的梳子在空中產(chǎn)生電磁波，電磁波是橫波，A正確；電磁波能在真空中傳播，B錯(cuò)誤；電磁波傳播的方向與振動(dòng)方向垂直，C錯(cuò)誤；電磁波在空氣中傳播的速度約為3×108m/s，D正確。12．(2015·北京高考)利用所學(xué)物理學(xué)問，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題。IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路，公交卡上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外放射某一特定頻率的電磁波。刷卡時(shí)，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到肯定的電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是()A．IC卡工作所須要的能量來源于卡內(nèi)的電池B．僅當(dāng)讀卡機(jī)放射該特定頻率的電磁波時(shí)，IC卡才能有效工作C．若讀卡機(jī)放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．IC卡只能接收讀卡機(jī)放射的電磁波，而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息答案B解析讀卡機(jī)放射的電磁波，被IC卡內(nèi)部的LC振蕩電路接收，使IC卡充電，因此IC卡的能量源于讀卡機(jī)放射的電磁波，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；僅當(dāng)讀卡機(jī)放射的電磁波頻率與該IC卡內(nèi)的LC振蕩電路的固有頻率相等時(shí)，才發(fā)生電諧振，IC卡才能有效工作，故B項(xiàng)正確；若讀卡機(jī)放射的電磁波偏離該特定頻率，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈L中仍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題意，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到肯定電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。13．(2012·浙江高考)(多選)為了測(cè)量儲(chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈