单元检测(十五) 交变电流 传感器-【衡水真题密卷】2025年高考物理单元过关检测（安徽专版）

·物理· 联立解得w=品Ru一品吸 9 由能量守恒，该过程中机械能的损失量为 AF-1 m-2w 1 v 年得A-器gR 152 3maoR a2'o2 【解析】(I)设b棒的电阻为Rb,由电阻定律得 R_S_ms R S.m 可得Rb=3R 由牛顿第二定律FA=ma0 F=BIL E I-RFRE-B Lvo 2 解得B1一 3maoR (②b棒的建度为，时a棒的建度为p,由动 1 量守恒定律得m,=mD十2m0 解得=名， 设系统产生的总焦耳热为Q。,由能量守恒 Q=7mw-mo-n(经w 1 2024一2025学年度单元过关检测( 一、单项选择题 1.B【解析】由图甲、乙可知线圈初始时刻处于与 中性面垂直的平面，则两装置在图示位置所产生 的瞬时电流达到最大值，A错误；由图丙、丁可 知，甲装置所产生的电流变化周期为T甲=o,乙 装置所产生的电流变化周期为Tz=2t0,故两装 置中所产生的电流变化周期不相同，B正确；在 0~2,内，两装置中电阻R产生的焦耳热相同， 均为Q-(份月)R×2,C错误：旅蒂g-1· E ·R架，由于在0一2，内，两装里中 的磁通量的变化量不同，故在0~21。内，两装置 中通过电阻R的电荷量不同，D错误。 ·15 参考答案及解析 由然耳定8R干 R 1 解得Q=2mwo。 (3)设碰撞前a、b棒的速度分别为v1,v2,运动 中某时刻a、b的速度分别为。、Ub,在此后△ 时间内安培力的冲量大小为△IA=FA△= B2IL·△=B2 B,Llu,-wL·△= R+Ri B22L2△x由 4R 对碰前或碰后过程进行累加可得 IA=∑AlA B2*Ls 4R 碰前，对a有一IA=m1一m,v0 对b有IA=mv2一0 设碰撞后a、b的速度分别为g、v4,最终a、b的 速度为5 mnv1十m62=m,vg十m6v4 1 1 2n。12十26心2223十之m6季 mvo=(ma十m6)v5 碰后，对a有IA=m.v5一mnvg 1 3mRvo 解得B=元2L· ·五)物理·交变电流传感器 2.D【解析】互感器甲并联，所以是电压互感器， 互感器乙串联在电路中，是电流互感器，A错误； 电流表的示数为5A,互感器原、副线图的匝数 比为1：20，则线路上电流I=100A,线路上损 耗的功率P=I2,=200kW,电压表的示数为 220V,匝数比为200：1，所以输送电压U= 44000V,功率P=UI=4400kW,则输电线路 上损托的动率约占位电总动单的号-器× 100%=4.5%,B错误：降压变压器初级电压 U3=44000V-100×20V=42000V,用户瑞 =210V,C错误：用户使用的用 的电压U=200 电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电 2 衡水真题密卷 线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降 压变压器输出电压减小，D正确。 3.A【解析】当线框从图示位置转过90°时，线框 中的感应电动势和感应电流最大，且最大感应电 动势Em=BSu=0.2πV,最大感应电流Im =2xA,线框转动周期T-石=0.02s,在线 R 框从图示位置转动的一个周期中，在最初转过的 60和最后转垃的60，所对应时间为最初的写和 最后的石时间内，由于线框在磁场方向的投影面 积不变，即穿过线框的磁通量保持不变，因此在 这两段时间内线框中没有感应电流，而在一个周 期内中间的号时间内，高应电流接正孩规律变 化，A正确。 4.A【解析】由题可知，设R2=R,=R,当开关S 断开时，副线圈的负载电阻为2R:当开关闭合 时，副线图的负栽电阻为R;将理想变压器的原、 副线圈和负载电阻等效为一个电阻，画出电路的 等效电路图，如图所示，根据理想变压器电阻等 效法，得R华=()R,因此当开关断开时 R号=()X2R=8R,当开关闭合时R1= (2)×R=4R,根据闭合电路欧姆定律，可知等 效电路中电流表示数I一R,十R等，故山= 平R1/=g片=解得R=1nA 220 正确。 R A) 5.C【解析】该自耦变压器的原线圈匝数为整个 线图的总臣数，制线圈的臣数为可动端与线圈下 端之间的臣数，原线圈匝数大于副线圈匝数，是 降压变压器，A错误；设右端电路的总电阻为R,在 功率不变的前提下，自耦变压器及右侧的电路可等 效为一接在原线图电路的电阻RD,有I1RD= I22R,原、副线圈的电流关系n1I1=n2I2,则 单元过关检测 2 RD=()R,当滑动变阻器R,的触头向上滑 nz 动时，R增大，RD增大，所以RD分得的电压增 大，即原线圆两端电压增大，所以副线圈两端电 压增大，电压表的示数增大，B错误；当自耦变压 器的可动端逆时针转动时，2增大，RD减小，原 线圈电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示 数增大，C正确；滑动变阻器R:的触头调至最上 端时，R:=5n,Rg与R2并联电阻为2.5n,电 压表示数为10V,故并联电路的总电流为4A, 则=兰=2，D错误。 6.B【解析】由图乙知该交流电的周期为0.02s, 则频率为50Hz,变压器不改变交流电的频率，A 错误；原线圈电压U,-“=31V=20V,电 √2√2 压表的示数0-U,-号×20V-4V,制 1 线图电压由原战图电压和匝数比决定，与负载电 阻无关，因此电压表示数不变，B正确：当RT处 发生火灾时，RT阻值减小，副线图电流变大，输 出总功率变大，输入总功率变大，而输入的电压 不变，所以输入电流增大，因此电流表的示数变 大，C错误，当RT处发生火灾时，R,阻值减小， 副线圈电流变大，R。两端电压变大，根据串联分 压可知指示灯两端的电压变小，由P一？可知 指示灯变暗，D错误。 7.D【解析】升压变压器原副线图的匝数之比为 m_从=880 n2可220X10=250,A错误；根据变压器 又0= 的功率关系有Ul=U,1,+U,1,又一m 马-，整理得l=m1,十n山s,可见通过R Us ns 1卡 的电流与通过富阳负荷中心的电流之 ”,200,B错误：当富阳负荷中心负载增加时， 4=1 功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原 线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降 压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中 心获得的电压将减小，C错误；当换用传统电网 输电时，发电站输出功率P出=U出I,设萧山和 富阳负荷中心负载为R黄，则有U=I(R十 ·物理· R),由于远距离输电线路等效电阻R增大， 则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小， D正确。 8.C【解析】在原线圈回路中，根据欧姆定律有 U=Ub-1R,则有=R,=5Q,AB错 误：由理想变压器电压、电流与匝数的关系，可得 总-6名-联主，解得-么-尽则 有器-尽-甘Q.C正确D错， 二、多项选择题 9.BD【解析】当传感器处于静止状态时，电容器 带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之 间电势差大小U恒等于电源电动势，A错误；根 据电容器的定义式C=吕，可知，电介质插入板 板越深，电容器电容C越大，电容器电压不变， 则电容器所带电荷量越多，B正确：当传感器由 静止突然向前加速时，向上弹力增加，弹簧会伸 长，电介质插入极板深度增加。根据电容器的决 定式C一可知电容器电容增大，根据电容 器的定义式C-号可知，电容器电压不变，电容 增大，则两极板电荷量增大，会有电流由b流向 a,C错误：当传感器以恒定加速度向前运动，达 到稳定后弹簧弹力不变，电介质插入极板深度不 变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电 流表中没有电流通过，指针不偏转，D正确。 10.AD【解析】根据交流电源的表达式可知周期 为T=100元8=0.02s一个周期内电流方向改 变两次，则通过电流表的电流方向每秽变化 100次，A正确：根据交流电源的表达式可知原 线图输入电压有效值为U1=220V,则副线圈 输出电压有效值为U2=”U=10V,则电压 72 表的示数为10V,B错误：通过指示灯的电流 为1：-是-音A=04人，则道过也动机的电 流为IM=I2-I=2A一0.4A=1.6A,则电 动机的电功率为P电=UzIM=10X1.6W= 16W,电动机的输出功率为P出=mgv=2× 10×0.5W=10W,动机的热功率为P共= 参考答案及解析 IM2r=P电一P出=6W,解得电动机线圈的电 6 阻为r=1.60<6.250,电动机的效率为) ×10o%- P ×100%=62.5%,C错误，D 正确。 三、非选择题 Ir 11.(1)见解析图 (2)12-1 (3)10.57.5 【解析】(1)电源的电动势为3V,实验所给电 压表量程为0~15V,读数误差较大，不宜使 用。由于电流表A,内阻已知，则可用电流表 A作电压表使用，如图所示。 (2)根据并串联电路规律和欧姆定律可得，该电 路测量电阻R,阻值的表达式为R,一 (3)根据闭合电路欧姆定律有E=I(R。十r1十 R),由题可知，当I=0.1A时，压力为零，结 合图乙可知R.=18n,代入数据解得R。= 10.5,由图乙可知，R,与所受压力F成一次 函数关系，两者关系为R=18一2F,则根据闭 E 3 合电路欧姆定律有I一R,十r,十R30一2F' 可知当I=0.2A时，可得此时压力值为F= 7.5N。 12.(2)200(3)V1(4)A、B调大 【解析】(2)闭合开关S2,电流计与R。并联，则 相当于将电流计改装为电流表的量程为【= 1.+餐-a0mA. (3)由于电源电动势为12V,减小实验误差，电 表示数超过量程的三分之一，电压表应选 择V。 (4)由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小， 当线淘的电流达到一定值时，熊电器的衔铁被 吸合，电源不再给恒温箱加热器通电，故应该把 恒温箱内的加热器接在A、B端。根据闭合电 7 衡水真题密卷 单元过关检测 E 路欧姆定律可得I一R+R+R。,若恒温箱内 14.(07.2x10W(20 的温度保持在更高的致值，热敏电阻的阻值变 【解析】(1)发电机输出的电功率为P1=QghX 小，则可变电阻R'的值应增大。 75%=7.5×103W 13.a)NB2 (2)5 rw(NBI.2)2 则用户获得的电功率为P2=P1×96%=7.2× R 2R 105W。 【解析】(1)设线圈转过60°的过程中产生的感 应电动势为E,经历的时间为△，由法拉第电 (2)降压变器的输出电流为1，一U,=1 P2_36000 A 磁感应定律有E=N 输电线上损失的功率为P,=P1一P2=I2, △ 可得降压变压器的输入电流为I1一100A 其中磁通量的变化量 所以连接用户的降压变压器原、副线圈匝数比 △Φ=2BL2-2BL2cos60°=BL2 E m1_12_360 通过导线藏面的电荷量q一反△ 21111 15.(1)i=2.82cos282t(A)(2)90V 联立解得q= NBL2 R。 (3)0.01C (2)线圈在磁场中转动时产生的电动势随时间 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，电动势 变化的规律如图所示，设ab边、cd边在磁场中 的瞬时值为e=nBL,L2 cos wt 转动产生电动势的最大值分别为E1。、Em,有 电流的瞬时值为一R十， 效值分别为E1、E2,则 由以上两式解得i=2.82c0s282t(A)。 e Eim (2)由上式可知Em=141V E2m 2 外电压最大位U.-RE。 -E2 20.. 有效值U= -E1m √2 E-2NBL' 由以上各式解得U=90V。 √2 (3)电功势的平均值E=n公把 E:=NBL'0 2 转过90的时间△=无 E 平均电流I=R十 联立解得Q= 5πw(NBL2)2 电荷量q=I·△ 2R 由以上各式解得电荷量q=0.01C。 2024一2025学年度单元过关检测（十六）物理·热学 原子结构和波粒二象性原子核 一、单项选择题 铀核（设U)与X粒子的质量之和，C错误；半衰 1.B【解析】钚核(Pu)比钚核(Pu)少了6个 期由原子核内部性质决定，与外界的物理和化学 中子，A错误；根据核反应方程中质量数守恒和 状态无关。所以怀核(P)的半衰期不会随外 电荷数守恒，可知X粒子的电荷数为2，质量数 界环境温度的变化而改变，D错误。 为4，为氮核(He),B正确：依题意，核反应过程 2.D【解析】B衰变现象是原子核内部的中子转 出现了质量亏损，可知钚核(Pu)的质量大于 化为质子的同时失去一个电子，不能说明原子核 中存在着电子，A错误；日能发生B衰变生 ·182024一2025学年度单元过关检测（十五） 物理·交变电流传感器 (考试时可90分钟，惑分100分》 一，单项选择题：本题共8小恩，每小驱4分，共32分。在每小是给出的四个装项中，只有 一项是符合题目要求的。 顿号 2 7 8 答案 1,为探究于摇式发电机的工作原理，两同学来到宾验室设计了如图甲，乙所示的两个实验 装置，由干两装置中仅使用的滑环有所不司，使得甲装置产生了直流电（如图丙），乙装 置产生了交流电《如图丁)。若两装置中线匿以相同角速度在相同匀函题场中同步进行 )违转动，则下列说法正确的是 A两装置在图示位置所产生的瞬时电流均为零 我两装置中所产生的电流变化满期不相间 C在0一2。内，两装置中电图R产生的焦耳热不月 D在0~丝。内，两装置中通过电阻R的电荷量相同 2某发电站输电术意图如图所示，发电机输出电压定，变压器均为理想变压器，在输电 线路的起始端接入甲、乙两个理想互盛署，甲、乙两互感器原测线圈的匝数比分别为 200F1和1·20，降压变压器原则线别深数比为200：1，电压表的示数为220V,电流 的示数为5A,输电线路总电阻r=的.用下列说法正跪的是 3 降压变压落 热甲 单元过关检测（十五】物理第1页{共8西） 衡水真 A互城器甲中圈内接入电速表，互区器乙圈内接人电压表 班圾 队输电线路上机托的功率约占输电已功率的6⅓ C,用户端的电压U为230V D用电高蜂相对平时用电时，用户端的电压篇小 姓名 a如图所示，akd为一个单便闭合矩形会属线框，已知ah的长度L,一10cm,加的长度 L,一2如m,线框电阻R一，1Q,图中虚线O,O,为匀强监杨的右边界（酷场左边界足 得分 够近)，O,O2与线服的由边平行，且将：边等分，题场的磁感应强度大小日=0,1T 方海采直于线框平面闯里。：=·时线相由调示位置开始绕边以角迷度“ 100:/s匀速转动，下列关于线配中感应电藏葡时何变化的图像可能正确的是（图檬 中只面了-个周期，图线均为正依由战，实线表示实际电宽，虑线表示设有电流)(》 A 26 101 么如图所示，理想交压器的原，副线圈匝数比：上一2：1，原线圈电路中接人正弦交算 电压M一2202(100)V,电黄表为理划交流电表。已知R一8n.R:-R,并关5 闭合前，后电流表示数之比为314，则电路中定值电阻R,和R。的阻值为《》 A.1n B20 G30 040 密香 单元过关检测（十玉）物理第2页（共8页） 7 5.一个理想的自期变压善左瑞通过定值电阻R。和电流表接交变电源，电源电压面时间变 化的关系为w,一2202i加100过(V),右端接人如图所示电路，R1.R:为定值电且，R 为滑动变不荐，电派表和电流表均为拜想交流电表。R。一200，R,一5几，R,的最大电 用丝为50，不针导线的电阻。下列说处正确的是 -V ho- A.该白相变压卷属于升压变压器 我骨动变阻器R,的触头向上滑动时，电瓜表的示数就小 C当自属变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大 D.滑动变得R:的触头两至最上嫡，当电流表承数1一2A.电辰表示数U一10V时， 变压器原，副线则的数比为22：5 6.如图甲所示，理想变压氟.副线圈的匝数比n::W:=5：1,原线圈接人知图乙所示的 正蕊交流电压，制线圈接火灾报警系统（报雪器未出》，R:为定值电烈，L为电阳问 定的指示灯，R,为阻值随温度升高面减小的热敏电引，图中电表均为理想交流电表 A 00100 A.通过热敏电阻的交变电流颜率为100H: B若L的灯线烧斯，则电压表的示数仍为HV C当R。处发生火实时，电流表的示数变小 D当R,处发生火灾时，指示灯L.变亮 7,2D23年6月底投运的杭州柔性低规交流输电示范工程实现了杭州市富阳区，着山区两 大负传中，心互联互延，为杭州亚运会主场馆所在区规提低了最大功率为3效8万千瓦的 灵活电健支撑。该输电工假的原理箭图如图所示，海上风力夏电站输出电压U 880V,竖升压变压器转换为20kV的高压后送人远臣离输电线路，到达黄州电力中心 通过师层变压卷将电能分料输送给富阳和萧山负药中心，降压变辰器原副线圈的顺数 比为开，：n4:-200:1:2。下列法正确的是 高即负有中心 前负有中衣 开压生压翻 降压在压器 7 单元过关检测（十五】物理第3页（共8西） 衡水真 A升压变压器原副线周的匝数之比为别1：和：■1：5 且通过R的电流与通过富阳负荷中心的电花之比1·200 C仅当富阳负薪中心负线增加时，黄山负荷中心我得的电压增大 D当换用传流电网恤电时，运距离输电线路等效电阻R增大。若萧山和富阳负荷中心 负载不变，期海上风力发电站输出功本减小 B.如图所示，承想变压器原线属与阻值R,一5？的定值电目申联后接在输出电压恒定的 正弦交流电源￥，b两璃，刚线圆电路巾定值R电阻R,三10，R为可变电阻，电流表 A:,A,和电压表V,V,均为理把电表，理想变压器原，刚线同匝数之比为k=5。改变 可变电肌的肌值，电流表A,A:和电压表V:,V:的常数变化量的绝对值分料为△1：。 △12、以、，下判关系式正确的是 A5n c尝-n 尝-洁a 二，多项法择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多项符合题目垂求，全部 选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 题号 9 10 容案 且，电容式加速度传感群是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上州连接轻爱 弹簧，下璃连接电介质，弹簧与电容器国定在外把上，霞量块带动电介质移动改变电客， 则下列说法正确的是 》 A.当传感器处于静止状点时，电容器不蒂电 且电介质桶人板板塘深，电容器所带电荷量糖多 C,当传感#由静止突然向前知速时，会有电流由：藏向 口当传感器以恒定加违虔向就运动，达到稳定后电流表指针不偏转 密稻 单元过关检测（十五）物理第4页（共8页} 10.个小型起重机的电路图如图甲所示，M为电动机，理想变压暑原，影线圈的原数比为 22:1,原线周接在4一2292sm100m(V)的交花电源上，电藏麦的示数为2A,激定 功率为4W的指示灯正拿发光，其中电动机通过轻绳拉着质量为2kg的重物以 0,5m/象的通度匀速上升，如图乙所示。不计一切摩擦，电表均浅为理想电表。重力加 速度g取10m/,,下列说法正确的是 电动机 M 动机 乙 A.通过电流表的电流方向每秒变化10的次 B电辰表的示数为14.1V C电动机线圈的电阻为6,250 0电动机的效举为6之5 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 1山.8分)用如图甲所示的电路研究压链电阳应变片农。的压阳效应。电源的电动势为 3V,内阻慰略不计。 除图甲中的塑材外，实玲室还提供了如下器材可优进择： 电压表V量程为0一15V,内阻约为0k0.其读数月U表示) 电流表A,(量程为0-0.6A,内阻r-L.5,其读数用I表示) 电流表八，（量程为0-0,6A,内阻的为2口.其读数用1，表示） 4 S FN (1)请在选好器材后完载图甲中虚线压内的部分电路 (2)在电阻R,上藏如压力下，闭合开关5，记下电表读数，核电路测量电阳R,阻值的 单元过关检测（十五】物理第5页（共8页） 衡水真见 表达式为R,=(用愿目中给出的学母表示)。改变压力F,得到不同的R 慎，记录数暴经成R,-下图像如图乙所示. 《3)一同学想把电流表改成简易压力表，他份然使用原来的表您，见是把表盘上标示的 数字.2，Q4,Q6”皮为相应的压力值，实验果用的电路如图内所示。他在表盘上 表示Q1A的刻度线处标上数字0，期电路中滑动变阻器的阳值隆为R。一 n:此乐力表表盘上山，20A的刻度线处标上的压力值为N。 12,(10分)某实验小组为测量一个热敏电阻的阻值（可变范围15一10的）阻度变化的 关系，利用下列仪器设计了如周甲所示的电路调： A.电源E电功势12V,内阻约为1) B电压表V,(量程为8V,内约为3n) C.电压表V:量得为15V,内阻约为5kn) D电流计G量程为100mA,内为10n 三滑动变阻#及，（最大阳值为10Q,额定电流为3A) F,定值电阻R,=0Q 电湖 甲 1)斯开开关S,闭合开关8，调节滑动变阻器测出较低温度时的然敏电阻阻值， (2)随着热敏电阻祖虔升高，所测电流也逐渐增大，当通过热敏电阳电流即将烟过 100mA时，闭合开关S,相当于等电麓计改装为量程为mA的电境表，并 继铁进行电阻的测整。 (3)为减小实验误兼，成保证电表示数超过量程的三分之一，剩电压表应法择 (选填V"或“V:)。 ()竖过测量得出热敏电的剧值R与器度：的关系图像如图乙所示，孩小组利用此 热睡电阻R与医电普组成一个简单恒腹箱温挖电路如图内所尽，当线图的电流达 到一定值时，港电器的衔株被及合，阁中一电源”是恒遇箱扣稳带的电御。恒温箱 的加想器应接在（选填“A,”或“C,D”)璃：若要提高何祖霜内的很度，应 (远填”调大"成”词小)可变电阻器R的阻值. 密在 单元过关检测（十五）物理第6页（共8页} 13.12分》知图所示，矩形线圆Md臣数为N,总电阻为R,ab边和d边长分划为L和 3L,O、了为线围上两点，了与cd边平行且与cd边的臣离为L,)'左侧空间有五直 于纸面向里的匀强蕴场，磁感应强度大小为B。观能线展绕O以角魂度量匀速转 动，求 (1)从图示位置开始转过0过程中通过号线载面电荷量g: 《2)线圆在转动一局过程中产生的焦耳热Q。 14.(12分)重庆某河流，解水流量为Q-10m/,落差为10m,当地建这了一个水电姑来 发电，水电站的总效率为5%。水电站到用户闻要进行远距离输电，两地阿输电线的 总电阻为？Q,用户所需电压为220V,所用变压荐为理想变压器，用户能疾得发电机 输出功率的6%。已知重力知速度为10m/。求： (1)用户能获得的电功率： (2》连接用户的释压变压原，形线题匝数比 7 单元过关检测（十五】物理第7页{共8页） 衡水真蹈密在 5,(15分)一交流发电机的原示查图如图所示。矩形线圈ad可绕过标4d边中点且 直于匀强磁场方向的水平轴)匀速转动。线围的动边违在金属滑环K上，(d边 连在金国滑环L上用导体管的两个电所E,F分别压在两个滑环上，线烟在转动过程 中可以通过滑环和电保特其两餐与外电路的定值电和及连接。已知矩形线阔站 cd-50am,e=ad一20m,原数-100匝，线图的总电阻r-5.01,线圈转动的角 速度v一292d/s,外电路的定值电黑R一450，匀离监场的营感应强度B一Q.05T, 及一L,1。从线酒经过图示位置开始计时，求 (1)线圆内的电流随时阿变化的两数关系式： ()线展转动时电压表的示数： (3)在线展转过的过程中，通过线圈导线某裁而的电青量。 o 单元过关检测（十五）物理第8页（共8页）