(23)交变电流、理想变压器、远距离输电、电磁振荡与电磁波、传感器、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系、利用传感器制作简单的自动控制装置-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷

高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（二十三）》 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： ,理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I V ① ② ③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 电磁波 易 0.80 2 单项选择题 电压互感器 易 0.80 单项选择题 交流电的产生 中 0.75 4 单项选择题 电流的有效值 中 0.70 5 单项选择题 8 电磁振荡 0.70 6 单项选择题 8 燃气灶的工作原理 中 0.65 7 单项选择题 8 变压器的动态分析 中 0.60 8 单项选择题 8 电熨斗的工作原理 中 0.60 9 探究变压器原、副线圈电压与匝 非选择题 12 中 0.60 数的关系 10 非选择题 12 利用传感器实现自动控制 中 0.60 非选择题 12 远距离输电 中 0.60 香考答案及解析 一、单项选择题 =wΦm=10X 2元×0.2V=10V,可得电路中电动 0.4π 1.D【解析】可见光属于电磁波，A项错误；电磁波既 能传播信息，也能传播能量，B项错误：红外线的波长 势的有效值E==”V=52V,则电流表的示 22 比X射线的波长更长，C项错误：电磁波在真空中的 速度等于光速c,D项正确。 数1，A-号 A≈0.71A,A项错误；图 2.D【解析】电压互感器是一种变压器，不能改变电流 示位置，由右手定则可知电流方向为D→CB→A, 的频率，A、B项错误；根据变压器原、副线圈的电流 电源内部电流由低电势流向高电势，故P>gPp,B项 与线圈匝数成反比可知，原线圈的电流小于副线圈的 正确；图甲中线圈与中性面垂直，此时感应电动势最 电流，C项错误，D项正确。 3.B【解析】根据图乙可知，电动势最大值Em=nBSw 大，可得感应电动势的表达式e=l0sin(5t十开)V= ·87· ·物理· 参考答案及解析 10cos5t(V),C项错误；线圈转速加倍时，电动势的峰 接触的，电流通过触点流到电阻丝，使其发热并将热 值加倍，电流表示数也加倍，D项错误。 量传递给金属底部，B项错误；电熨斗正常工作时，金 4.D【解析】电源的周期为2s,则电源的频率∫=7 属片上层的膨胀系数大于下层的膨胀系数，当温度升 高时，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，达到预定 =0.5Hz,A项错误；通过电阻的电流周期为2s,C 温度后，触点断开，停止加热，A、C项错误；熨烫棉麻 项错误：根据（疗R×号+0=1RT,解得电流的有 衣物需要设定较高的温度，即温度更高时触点才能断 开，故要将调温旋钮旋转下降，保证在温度未达到设 效值1=2.5A,D项正确；电源的输出功率等于外电 定温度时，两触点不能断开，D项正确。 路消耗的总功率P=IPR,解得P=6.25W,B项 二、非选择题 错误。 9.(1)B(2分) 5.B【解析】电流方向流向电容器的正极板，表示电容 (2)乙(2分) 器正在充电，两极板所带的电荷量增大，极板间电场 (3)3:1(2分)C(2分) 强度正在变大，电容器中的电场能正在增大，则线圈 (4)BCD(4分) 储存的磁场能正在减小，B项正确，A,C项错误；线圈 【解析】(1)为减小涡流，变压器的铁芯的结构和材料 储存的磁场能正在减小，线路中的电流正在减小，根 由绝缘的硅钢片叠成，B项正确 据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向与线路中的 电流方向相同，D项错误。 (2)对于理想变压器有号-分，整理有U:一”U,结 6.C【解析】根据图乙可得原线圈电压的最大值为 合题图可知，乙同学的图像是错误的。 5V,所以电压表的示数U==5 (3)由题意可知，原线圈的匝数n1=(14-2)×100= ,V≈3.54V, √2 2 1200,副线圈的匝数n2=(4一0)×100=400，理想变 A、B项错误；瞬时电压大于5000V时引发电火花， 压器原、刷线周的质数比是-C=是，设副线圈 n2400 =4,且U,=5V,U,>5000V,则得到实现 根据可， 的电压为U,有光=是解得U=12V,由于变压器 点火的条件是>1000，C项正确，D项错误。 不是理想变压器，会有“漏磁”的情况出现，所以副线 7.D【解析】由理想变压器的特点可知UI1=IR。十 圈的电压表读数应该小于12V,即有可能是11.8V, R,1:=:m=41,可得U。=1R+名R,滑动 C项正确。 (4)从实验数据分析，原、副线圈上的电压之比并不等 变阻器R的滑片P从最上端向下滑动，阻值减小，则 于它们的匝数之比，其变压器并不是理想变压器，能 I1增大，原线圈两端的电压U1=U。-I1R。减小，则 量损失主要来自三个方面，分别是变压器线圈中有电 副线圈两端的电压U2减小，电压表的示数减小，当R 流通过时会发热（铜损）、铁芯在交变磁场的作用下产 =162时，I=16A,I2=4A,A、B项错误；R。的功 生涡流发热（铁损）和穿过副线圈的磁通量小于穿过 率P。=R。一直增大，C项错误：滑动变阻器R的功 原线圈的磁通量（磁损），B、C、D项正确。 率P=UI一IR为二次函数，当I1=16A时有最 10.(1)×10(2分)重新欧姆调零(2分)200(2分) 大值，此时滑动变阻器的阻值为162，故功率先变大 (2)C(2分)30(2分)1.8(2分) 后变小，D项正确。 【解析】(1)用多用电表“×100”挡测热敏电阻在某 8.D【解析】常温下，电熨斗的上、下两个触点应该是 温度下的阻值，发现表头指针偏转角度过大，说明待 ·88· 高三一轮复习J ·物理· 测电阻阻值较小，为了淮确地进行测量，应换到 的电压小于1.8V时，自动关闭加热系统。 “×10”挡；如果换挡后直接用表笔连接热敏电阻进 11.【解析】(1)发电机的输出功率P=50%△mg= △t 行读数，欠缺的实验步骤为重新欧姆调零；补上该步 骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的阻值为20× 50%Q△tgh (2分) △t 102=2002。 解得P=1×105W (2分) (2)电路A,定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故 则输电线上损耗的功率P=5%P=5×103W 不能实现电路的控制，A项错误；电路B,定值电阻 (2分) 和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大， (2)输电线上损耗的功率P=IR (1分) 定值电阻分得的电压越小，无法实现1、2两端电压 解得I线=25A (1分) 大于2V,控制开关开启加热系统加热，B项错误；电 升压变压器的输出电压U,=P =4000V(1分) 路C,定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电 阻的阻值越大，热敏电阻分得的电压越大，可以实现 故升压变压器原、副线圈的匝数比值=丛=马 2可2=10 1、2两端电压大于2V,控制开关开启加热系统加 (1分) 热，C项正确。由热敏电阻R,在不同温度时的阻值 输电线上损失的电压U糊=I魏R=200V 表可知，20℃的阻值R,=602,由题意可知U12= 降压变压器的输入电压U3=U2一U数=3800V RR求=09R×3V=2V,解得R=300:28℃ 60 故降压变压器原、副线圈的匝数比值=马=190 4U11 时关闭加热系统，此时热敏电阻的阻值为45,1、2 (2分) 45 两点间的电压为45十30X3V=1.8V,则1,2两端 ·89·高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (二十三)交变电流、理想变压器、远距离输电、电磁振 荡与电磁波、传感器、实验：探究变压器原、副线圈电压 与匝数的关系、利用传感器制作简单的自动控制装置 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界上最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天 体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是 A.可见光不属于电磁波 B.电磁波能传播信息，不能传播能量 C.X射线的波长比红外线的波长更长 D.电磁波在真空中的速度等于光速c 2.交流电压表有一定的量程范围，它的绝缘能力也有限，不能直接连到电压过高的电路，电压互感 器可以解决这一问题。电压互感器的工作原理如图所示，其原线圈的匝数较多，并联在电路中， 副线圈的匝数较少，两端接在电压表上。关于电压互感器，下列说法正确的是 A.原线圈电流的频率大于副线圈电流的频率 B.原线圈电流的频率小于副线圈电流的频率 C.原线圈的电流大于副线圈的电流 D.原线圈的电流小于副线圈的电流 物理第1页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三一 3.如图甲所示为小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，匝 数=10、电阻r=12的矩形线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴OO匀速转动，磁通量随时间变 化的关系图像如图乙所示。接入电路的电阻的阻值R=9Ω，电流表可视为理想交流电表，下列 说法正确的是 Φ/Wb 0.2 0.2m 0.4π ④ -0.2 甲 A.t=0时刻电流表的读数为1A B.图示位置A端电势高于D端 C.线圈感应电动势的表达式为e=10sin5t(V) D.线圈转速加倍时，电流表示数不变 4.二极管是常用的电子元件，具有单向导电的性质。如图甲所示，一个阻值R=1的定值电阻和 一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端，经测量发现，通过定值电阻的电流随时间 的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是 A.电源的频率为2Hz B.电源的输出功率为12.5W C.通过电阻的电流周期为1s D.通过电阻的电流有效值为2.5A 轮复习40分钟周测卷二十三 物理第2页（共8页） 可 5.不久前，某移动分公司与华为合作，成功实现该地商用手机下行速率达到5.4Gbs,创下业界最 高记录，接近理论极限。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则 该时刻 A.线圈储存的磁场能正在增加 B.电容器两极板间电场强度正在变大 C.电容器正在放电 D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 6.如图甲所示为某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦交流 电压，并加在一理想变压器的原线圈上。变压器原、副线圈的匝数分别为1、2，电压表为理想 交流电表。当副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点 燃气体。下列说法正确的是 转 (D 器 钢针 甲 金属板 A.当开关闭合后，电压表的示数为5V B.当开关闭合后，电压表的示数为2.5V C.">1000 1 D.<1000 物理第3页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 7.如图所示，理想变压器原线圈与一阻值为1Ω的定值电阻R。串联后接在电压U。=32V的交流 电源上，副线圈接有理想交流电压表、电流表和滑动变阻器。已知原、副线圈的匝数比为1：4， 滑动变阻器R的最大阻值为50Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端向下滑动，下列说法 正确的是 A Ro A.当滑动变阻器R的阻值为16Ω时，电流表的示数为2A B.理想电压表的读数不变 C.定值电阻R。的功率先变大后变小 D.滑动变阻器R的功率先变大后变小 8.电熨斗的构造示意图如图所示，其中双金属片是温度敏感元件。观察电熨斗的构造，下列说法 正确的是 ○-调温旋钮 上层金属、 弹性铜片 一升降螺钉 绝缘支架 下层金属 触点 双金属片局部图双金属片 一电热丝 6000000000000 金属底板 A.双金属片的热膨胀系数相同 B.常温下，电熨斗的上、下两个触点是断开的 C.当温度升高时，双金属片向上弯曲 D.熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋 班级 姓名」 分数 题号 1 2 3 4 5 6 8 答案 轮复习40分钟周测卷二十三 物理第4页（共8页）】 0 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中使用的可拆式变压器如图所示， 图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 变压器铁芯P 线圈 变压器铁芯2 (1)变压器的铁芯，它的结构和材料是 (填正确答案标号) A.整块硅钢铁芯 B.绝缘的硅钢片叠成 (2)在正确组装变压器后，甲、乙、丙三位同学分别利用控制变量法探究副线圈的电压U2与原线 圈的电压U1、原线圈的匝数1、副线圈的匝数2的关系，将实验数据分别绘制成甲、乙、丙三幅 图像， (填“甲”“乙”或“丙”)同学的实验结果有误。 (3)小明同学正确组装变压器后，把36V的学生交流电源接到原线圈“2”和“14”的接线柱，副线 圈接“0”和“4”的接线柱，原、副线圈的匝数比为 ,在确认电路连接无误的情况下，接在 副线圈两端的交流电压表的实际读数可能为 (填正确答案标号)。 A.16.0V B.12.0V C.11.8V D.0 物理第5页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三一车 (4)从实验数据分析原、副线圈上的电压之比并不等于它们的匝数之比，分析下列可能的原因， 你认为正确的是 (填正确答案标号)。 A.原、副线圈的电压不同步 B.变压器线圈中有电流通过时会发热 C.铁芯在交变磁场的作用下会发热 D.穿过副线圈的磁通量小于穿过原线圈的磁通量 10.(12分)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，为了测量热敏电阻R,在0~100℃之间多 个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示的电路。其实验步骤如下： 20 4k 心y <2k400 多用电表 Vmtgmotgp TTTT序 100 20 TTTTT 150 30 4 6 40 0 Z111111》1,11LL1L山LLL上L +15 250 +20 热敏电阻 0. 10V 入 10V 10 +2 A-V-2 乙 ①连接电路，在保温容器中加入适量开水； ②加入适量的冰水，待温度稳定后，测量该温度下热敏电阻的阻值； ③重复②操作若干次，测得多组数据。 (1)该小组用多用电表“×100”挡测热敏电阻在某温度下的阻值，发现表头指针偏转的角度很 大，为了准确地进行测量，应换到 (填“×10”或“×1k”)挡；如果换挡后直接用表笔连 接热敏电阻进行读数，欠缺的实验步骤为 ,补上该步骤后，表盘的示数如图 乙所示，则它的阻值为 。 (2)利用上述实验方法测得热敏电阻在不同温度下的阻值如下表所示： 仑复习40分钟周测卷二十三 物理第6页（共8页) 可 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/ 200 160 100 60 45 30 25 15 该小组利用上述热敏电阻R、电动势E=3V的电源（内阻不计）、定值电阻R(其中阻值有 30Ω、50Ω、120Ω三种可供选择)、控制开关和加热系统，设计了如下三种电路，以实现环境温 度控制。现要求将环境温度控制在20~28℃之间，且当1、2两端的电压大于2V时，控制开 关开启加热系统加热，则应选择的电路为 (填正确答案标号)，定值电阻R的阻值应选 2,1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的 影响)。 加热系统 加热系统 加热系统 控制开关 控制开关 控制开关 物理第7页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 11.(12分)有一条河流，河水流量为4m/s,落差为5m。现利用它来发电，水电站的总效率为 50%,发电机的输出电压为400V。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线的总 电阻为82，允许输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%，用户所需电压为220V,所用 的变压器可视为理想变压器。水的密度p=1.0×103kg/m3,重力加速度g=10m/s2,求： (1)发电机的输出功率P及输电线上损耗的功率P损； (2)升压、降压变压器原、副线圈的匝数比值。 一轮复习40分钟周测卷二十三 物理第8页（共8页） ▣