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（福建专版）

2024一2025学年度单元过关检测（十五） 物理·交变电流传感器 (考试时间90分常，总分10分) 一、单项选择题：本题共4小显，每小盛4分，共16分。在每小置给出的国个装项中，只有 一项是符合题日要求的。 题号 1 2 3 答案 1.为探究手摇式发电机的工作原理，两同学来到实验室设计了如图甲、乙质示的两个实验 装置，由干两装置中仅使用的滑环有所不同，使得甲装置产生了直流电（如图两），乙装 置产生了交填电（知图丁），若两装置中线圈以相问角速度在相同匀强超场中同步进行 匀速转动。谢下列说法正确的是 ( 伊 A两装置在图示位置所产生的顾时电流均为零 龙两装置中所产生的电流变化周期不相同 C在0一2：。内，两装置中电阻R产生的焦耳热不同 D在0一2。内，两装置中通过电阻R的电背量相同 2.如图所示，acd为一个单线用合矩形金属线肛，已知b的长度L1-]0c四，x的长度 【,一的em,线枢电阻R一0.11，图中虚线0,0，为匀置磁场的右边界（酷橘左边界是 够运)，0O:与线配的5边平行，且将：边等分，赋场的磁感应强度大小B=Q1T, 方向垂直干线根平面向里，1一0时线框由图示位置开始绕山边以角速度： 100:d/:匀速转动，下列关于线相中5应电流陆时间变化的因蒙可能正蜂的是（图像 中只衡了一个周则，图线均为正弦由线，实线表乐实标电流，虚线表常没有电流)() 单元过关检测（十五】物理第1页（共8西） 衡水真 示电容式加速度传银器的原理结陶知图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介 质，弹簧与电客器固定在外在上，质量块可描动电介质移动改变电容，则 ( 电介 开有机 A电介质插人极板间越深，电存著电客越小 我当传感器以恒定如速度运动时，电路中度有电藏 C若传感器原来向右匀硅运动，突然减速时弹簧会韩长 D.当传感器由静止实然向右加速瞬间，极板间的电花量增大，电容着处于充电状态 瓜.简化的某种笑转磁极式发电机原理图如图所示，定子是仅重数：不同的两线版，：> :,二者轴线在同一平血内且相车垂直，两线阁到其鞋线交点0的距离相等，且均连接 阻值为R的电阳，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线 圈输出正蕊式交变电流。不计线圈电L、白移及两线网间 的相互影响，下列逆法正确的是 A两线圈产生的电动势的有效慎相等 我两线阁产生的交变电流顿率相等 C两线圈中交流电的相整框为 D两电阻消耗的电历率相等 7.手机无线充电技术越来越普及，图甲局某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所 示，其中送电线圆和受电线圈的匝数比1：：一5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为 R。当ab接上w一20w2i如100严(V门的正弦式交变电源后，受电线墨中产生交变电 麓实现给手机快速充电，此时手机两端的电压为5V,充电电流为2A。若把两线圈视 为现思变压器，谢下列说法正确的是 受电线国 递电线国 A流过送电线圈与受电线圈的电流之比为115 我6间输人的交变电流方向每秒变化5动次 C在t一Q.Q5s时，穿过受电线周的壁通量的变化率最小 D快道充电时，线圈d两端的输出电压为44V 单元过关检测《十五】物理第3页{共8西) 衡水真 8.一个小型感重机的电路图如图甲所示，M为电动机，理型变压器原，则线圆的匪数比为 2:1,厦线圈接在w=220,反n100(V)的交筐电源上.电麓表的示数为2A,额定功 率为4W的指示灯王意发光，其中电动机通过轻绳拉着质量为2g的重物以 0,5m/s的速度匀速上升，如图乙所示。不计一切摩擦，电表均视为理想电表。重力加 速度g取10m/公，下列脱法正确的是 电动机 A,通过电流表的电流方向每秒变化100次 且电压表的示数为141V C,电动机线圈的电阻为(.25口 D电动机的效率为62,5⅓ 三.非送择驱：共60分，其中9,10,11为填空题，12,13为实验题，14.15.16为计算题。 9,(3分)如图甲所示的电路中，群想变压器原，刚线面更数比为10·1，取线图的输人电周 :随时间：变化的图像如图乙所示，D为理想二极管（具有单向守电社，正向电为零， 反闻电阻无穷大)，R为电阻箱，当电阻箱阻值R一1山Q时，电阻箱R两幽电压的有效 值为 V,电阻箱R消耗的功率为 W ei0's -102 乙 10,《3分)家用燃气杜点火整置的电路原理图如图甲所示，直流电通过转换器钟换为困乙 所示的正弦交流电柜在罩想变压器的原线概上，原，测线展的原数分别为：、两：，电压 表为理想交流电压表妻，则电压表的示数为 V,已知当两点火针间电压大于等 于500V时会产生电火花进面点墨燃气，刚变压器原，M线圆匝数之比至少 为 蹈密在 单元过关检测（十玉）物理第4页（共8页} 1L.(3分)交流发电机的示意图知图所示，规圈在转动时可以通过滑环和电副保持与外电 路的连接。两磁极之间的磁场祝为匀强磁场且货感应强度大小为B,单匝线圆ACD 的面积为S,电阻为，定值电阳的值为R,其余电1不计，交流电压表为理想电表 线陶以角建皮：绕(O轴逆时针匀速转动，从翻示使置开始到线陶转过0解间，电压 表的示数为 ,从图示位置开始到线圈转过的过程巾，电阻R产生的焦耳 热为 12.《6分》用知图甲所示的电路研究压敏电阻应变片R,的压阳效应。电源的电动势为 3V,内阻忽路不计. 除图甲中的器材外，实验室还提供了如下春材可优选择： 电振表V(量程为0一15V,内1约为20kn,其读数用U表示) 电流表A(量程为0一0.6A,内阻r-1.5n,其读数用1表示) 电藏表A(量程为0一0.8A,内阻的为20，其读数用1：表示) 3 FN 甲 内 (1)请在选好器材后完成图甲中虞线玉内的部分电路。 (2)在电阻R,上施加压力F,闭合开关S,记下电表读数，该电路测量电阻R。阻值的 表达式为，=（用题目中给出的字母表示）。改变压力下，得到不同的R, 值，记录数据井绘成程，-F图像如图乙所示。 单元过关检测（十五】物理第5页（共8页） 衡水真见 (3)一同学想把电德表成成简易压力表，他仍然使用原来的表盘，只是把表盘上标示的 数字0,2,04，Q6”政为相应的压力值实险果用的电略如图丙所示。他在表盘上 表示Q,1A的射度线处标上数字0，则电路中滑功变阻器的困值应为R。 D:此压力表表盘上：.20A的刻度线处标上的压力值为N, 13,(9分)某实验小组为测量-个热敏电阻的阻值（可变抛围15一100）陆温度变化的关 系，利用下列仅器设计了如图甲所常的电路阁： A.电源E电功势12V,内阻约为1》 且电压表V,量程为8V,内约为30) C电压表V,量程为5V,内阻约为5kQ) D电淀针G(量程为100mA.内用为10n 三滑动变阻葬R,(最大阻值为D口，氯定电流为3A) F,定值电阻R,=100 甲 分 (1)斯开开美S,闭合开关S,调节滑动变阻墨测出较低温度时的热敏电阻阻值， (2)随著热植电阻祖皮升高，所测电流也逐渐增大，当通过热敏电阻电流甲将妇过 100mA时，闭合开关5，相当于将电篷计故装为量程为一mA的电筐表，并 藤线选行电肌的离罐 (3)为减小实验误差，成保证电表示数超过量程的三分之一，则电压表应选择 (选填“V,”或“V). (4)经过测量得出热敏电图的阻值R与温度？的关系图像如图乙所示，诚小组利用此 热敏电则R与藤电番组成一个简单恒围箱湛控电路加图丙所常，当线图的电流达 到一定值时，继电器的厅铁被吸合，调中·电源”是国雪霜板热器的电源。则恒温箱 的加热器应接在（透填“A,B”或℃，D“”)璃：若要镯高但置箱内的湛度，应 (选填”调大”减”"调小)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} 6 14.(10分》知图所示，矩感线圈ad匝登为N,总电图为R,ab边和d边长分切为L和 3L,0,O为线图上两点，了与cd边平行且与d边的离为L,O了左侧空间有垂直 干纸面向里的匀强随场，磁接应强度大小为B。观桂线圈绕以角速度。匀速转 动求： (1)从园示位蟹开的转过60过程中通过导线靓面电构量g: (2)线圈在转动一周过程中生的焦耳热Q。 15.《12分)重庆某河流，河水流量为Q一10m/s,落差为10m,当甩建立了一个水电姑来 发电，水电站的总效率为75%。水电站到用户间要进行远距高输电，两地同输电线的 总电限为3，用户所需电压为220V,所用变压器为理想变压器，用户能孩得发电机 输出功率的96%。已知重力相速度为10m/。求： (1)用户能获得的电功率。 (2)连接用户的降压变压器原，第线隔压数比 6 单元过关检测（十五】物理第7页{共8页） 衡水真蹈密在 6,(14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 生直于强磁场方向的水平轴O)匀速较动。线盾的山边连在金属帝环K上，d边 迹在金圆滑环L上，用导体戴的两个电侧E,下分别压在两个带环上，线圈在转动过程 中可以通过滑环和电保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知矩形线周山一 d一50cm,c-ad-20m,夏数x一]00里，线圈的总电阳r=5.00,线烟转动的角 速度=282rd/,外电路的定值电图R=45口，匀强延场的意感应强度B=Q05T, 2.1.41。从线版经过图示位置开始计时，求： (1)线展内的电流随时同变化的函数关系式。 (2)线面转动0时电属表的示数. (3)在线属转过0的过程中，通过线圈导缓某戴压的电黄量。 单元过关检测（十五）物理第8页（共8页）·物理· 导线框下边刚接触磁场至下边刚要离开磁场的 过程中产生的焦耳热为Q=Q1十Q2=20J。 16.(1)4N,水平向右(2)5m/s(3)20W 【解析】(1)当实验车速度为0时，根据楞次定 律“来拒去留”可知，金属框受到水平向右的磁 场力，磁场以恒定速度。沿导轨方向向右运 动，相当于ab、dc两根导体棒向左切割磁感线， 则有E=(B1十B2)LD0 回路中的电流为I=(B1十B2)儿 R 金属框受到的磁场力的大小为F。=B1 B+B:)LXL+B,×B,+B,)L0×L R 4N 方向为水平向右 (2)试验车的速度为v时，相当于线框中ab、dc 以v。一v切割磁感线，则有 E=(B,十B2)L(-v) 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、乙可知线图初始时刻处于与 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=t。,乙 装置所产生的电流变化周期为T2=20,故两装 置中所产生的电流变化周期不相同，B正确：在 0~2t。内，两装置中电阻R产生的焦耳热相同， 均为Q= Im RX2o,C错误；根据q=I·△= △Φ E·△山，由于在0~2。内，两装置中 R+r 的磁通量的变化量不同，故在0~24。内，两装置 中通过电阻R的电荷量不同，D错误。 2.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E。=BSw=0.2πV,最大感应电流Im= E三=2xA,线框转动周期T-2红-0.02s,在线 ·15 参考答案及解析 对线框有B,+B:)》(o-)-F,=m R 当加速度为0时，线框的速度最大，即 (B,+B,)PL2(o-v）=F/ R 解得实验车的最大速率vm=5m/s (3)实验车以最大速度行驶时，克腿阻力的功率 为P:=Fum=2X5W=10W 当实验车以最大速度m匀速运动时金属柜中 感应电流【= (B1十B)L(w。-w） 1+1)×0.2×(10-52A=5A 0.4 金属框中的热功率为 P:=I2R=52×0.4W=10W 外界需提供的总功率为 P=P,+P2=10W+10W=20W。 十五)物理·交变电流传感器 框从图示位置转动的一个周期中，在最初转过的 60和最后转过的60，所对应时间为最初的写和 最后的时间内，由于线框在磁场方向的投影面 6 积不变，即穿过线框的磁通量保持不变，因此在 这两段时间内线柜中没有感应电流，而在一个周 期内中同的号时同内，感应电流接三孩规律变 化，A正确。 3.C【解析】若仅将滑片P1向上滑动，则变压器 初级匝数增加，根据 =，则次级电压减小， U2 n2 次级电流减小，初级电流也减小，则电流表A1、 A2的示数均变小，A、B错误；若仅将滑片P2向 上滑动，则次级电阻变大，次级电流减小，初级电 流也减小，则电流表A1、A2的示数均变小，C正 确，D错误。 4,C【解析】在原线圈回路中，根据欧姆定律有 CUw-IR,则有=R,=50,A、B错 6 衡水真题密卷 误：由理想变压器电压、电流与匝数的关系，可得 有欲：尽-号aC正疏，D修话 二、多项选择题 5.BD【解析】根据电容器的电容公式C= e,快，当电介质插入极板间越深，相对介电常 S 数增大，则电容器电容越大，A错误；当传感器 以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知， 弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的 电压不变，则电容器的电荷量不变，因此电路中 没有电流，B正确：若传感器原来向右匀速运动， 突然减速时，因惯性，质量块继续向右运动，从而 压缩弹簧，C错误：当传感器由静止突然向右加 速醉间，质量块要向左运动，导致插入极板间电 介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据 Q=CU,可知，极板间的电荷量增大，电容器处 于充电状态，D正确。 6.BC【解折】根据E=n吧可得两线圈中磁通 量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应 电动势最大值不相等，有效值也不相等：根据 P R可知，两电阻的电功率也不相等，AD错 误：因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两 线图产生的交流电的频率相等，B正确；当磁铁 的磁极到达一线圈附近时，一个线图的磁通量最 大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量 最小，感应电动势最大，相位差为二，又因为且两 线图的转速相同故相位差不变，恒为受，C正确。 7.AC【解析】根据理想变压器的工作原理，原、 副线圈的电流与臣数成反比，则流过送电线圈与 受电线圈的电流之比为1：5，A正确；由题意得 m=100,交变电流的频率了=2元-50H,由于 正弦式交变电流每个周期内电流方向改变两次， 所以每秒变化100次，B错误；在t-0.05s时， 电压u=220√2sin100x×0.05(V)=0,由法拉 单元过关检测 △Φ 第电磁感应定律E=n 可知，穿过受电线圈 的磁通量的变化率最小，C正确：根据理想变压 器电压和电流与匝教关系有U,-U,=号U, -,-号A又U-U+1R.U-1,R+ U4,整理可得20=5U:+号R.U,=2R+5, 联立解得Ua=U2=42.5V,D错误。 8.AD【解析】根据交流电源的表达式可知周期 为T=0。s=0.025,一个周期内电流方向改 变两次，则通过电流表的电流方向每秒变化100 次，A正确：根据交流电源的表达式可知原线圈 输入电压有效值为U1=220V,则副线圈输出电 压有效值为U:-U,=10V,则电压表的示数 P 为10V,B错误；通过指示灯的电流为1L= 音A=04A,时道过电功机的电流为1u=1:一 I1=2A一0.4A=1.6A,则电动机的电功率为 P电=U2IM=10X1.6W=16W,电动机的输出 功率为P=mg0=2×10×0.5W=10W,动 机的热功奉为P=Ir=Pe一P。=6W,解 6 得电动机线圈的电租为r一1.6n<6.25n,电 动抗的数年为？是×100%=号×10% 62.5%,C错误，D正确。 三、非选择题 9.11222 【解析】由题因乙可知，T=0,02s,则f= 2比=0比，原我圈电压的有效值为U山= 20亚V=220V,由变压比可知，副线图两瑞的 2 电压U2=22V,由于二极管具有单向导电性，由 电该的热就应可知爱T-受·否，解得心。 _12)w=22w。 112 V,PR-R 11 ·物理· 10.25,√2V100 【解析】电压表的示数为原线圈两端电压的有 效值，为U= =25反V,根据理想变压器原 √2 Um=,点燃 制线周电压与线图匝数的关系一 燃气，需满足>5000V,则2≥100。 11. BSoR πRB2S2w 2(R+r)4(R+r)2 【解析】线圈中产生的感应电动势的最大值为 E。=BSw,图示位置具有最大值，但电压表示 数应为电阻R两端的电压有效值U= BSoR 线圈从图示位置转过90°的过程中 2(R+r) π 所用时间△= 2π 一2电阻R上产生的焦耳 U 热Q一 ·△ RB2Sw 4(R+r)2 12.(1)见解析图 (2), I211 (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 A1作电压表使用，如图所示。 Ro (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,祖值的表达式为R,一，一· ri (3)根据闭合电路欧姆定律有E=I(R。十r1十 R),由题可知，当1=0.1A时，压力为零，结 合图乙可知R,=18D,代入数据解得R。一 10.5n,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 参考答案及解析 E 3 合电路欧姆定律有1=R,十71十R30一2F' 可知当I=0.2A时，可得此时压力值为F= 7.5N. 13.(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,+=20aA (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， 当线圈的电流达到一定值时，继电器的衔铁被 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 E 路歌姆定律可得I一R十R+R。,若恒温箱内 的温度保持在更高的数值，热敏电阻的阻值变 小，则可变电阻R'的值应增大。 14.(1)NBL2 （25m(NBL2y R 2R 【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 磁感应定律有E=N49 其中磁通量的变化量 △Φ=2BL2-2BL2cos60°=BL2 E 通过导线栽面的电荷量q一尺△ 联立解得q= NBL? R (2)线图在磁场中转动时产生的电动势随时间 变化的规律如图所示，设ab边、cd边在磁场中 转动产生电动势的最大值分别为E1m、E2m,有 效值分别为E1、E2,则 e 3 2 20 -E2 -E 7 6 衡水真题密卷 单元过关检测 E=2NBL 16.(1)i=2.82cos282t(A)(2)90V √2 (3)0.01C E:=NBL'0 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，电动势 ② 的瞬时值为e=nBL:L2 cos wt 户金的量Q受·吕+是吕 电流的醉时值为一R十， e 联立解得Q= 5πw(NBL2)2 由以上两式解得i=2.82cos282t(A). 2R (2)由上式可知Em=141V 1.2x10W22 外电压流大位U,R 【解析】(1)发电机输出的电功率为P,=QghX 75%-7.5×105W 有效值U= √2 则用户获得的电功率为 由以上各式解得U-90V P2=P1×96%=7.2×105W (2)降压变器的输出电流为1， P-36000 (3)电动势的平均值E=n她 11 输电线上损失的功率为P,=P1一P2=Ir 转过90的时间△=无 可得降压变压器的输入电流为11=100A E 所以连接用户的降压变压器原、副线圈匝数比 平均电流I一R 地1_-12_360 电荷量g=1·△ ngI111。 由以上各式解得电荷量g=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 了衰变，D正确。 1,D【解析】B衰变现象是原子核内郎的中子转 2.C【解析】布朗运动是悬浮的小颗粒的无规则 化为质子的同时失去一个电子，不能说明原子核 运动，分子都在永不停息地微无规则运动不是布 中存在着电子，A错误：日能发生B衰变生 期运动，A错误；浸润即液体在与固体表面接触 成He,所以He更稳定，比结合能更大，结合能 时能够吸附在固体表面的现象，而照片中的玻璃 等于比结合能乘以核子数，两种原子核的核子数 和水不浸润，B错误；由于液体表面张力的作用 相同，所以H的结合能低于He的结合能，B错 使水滴呈球形，但在重力的作用下水滴呈椭球 误：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因 形，C正确：照片中水滴表面分子比水滴的内部 素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没 稀疏，表现为引力，使表面层分子有收缩的趋势， 有关系。一种放射性元素，不管它是以单质的形 从而形成球形，D错误。 式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它 3.B【解析】根据理想气体方程可知V=C·T, 施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期，C 力 错误；根据半衰期的刺余质量计算公式m◆= 所以a→b过程中，气体压强不变，A错误；根据 m,(2)-1kg×(2)-0.25kg,图此1kg 热力学第一定律△U=Q十W,bc过程中，气 体体积不变，则气体既不对外做功、外界也不对 的H原子核，经过24.86年，约有0.75kg发生 气体做功，W=0,但此过程中温度降低，即△U< ·18