(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S ·物理· 高三一轮复习周测卷/物理（二十三） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.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 ④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 ⅡⅢ V ① ②③④ 档次 系数 1 选择题 4 电磁波的应用 易 0.95 2 选择题 4 电磁振荡 易 0.90 3 选择题 4 电蚊拍的工作原理 中 0.75 4 选择题 4 变压器 中 0.75 选择题 4 交变电流 中 0.70 6 选择题 4 远距离输电 中 0.60 7 选择题 变压器的动态分析 中 0.60 8 选择题 LC振荡电路、电磁波 中 0.75 9 选择题 6 传感器 / 中 0.60 10 选择题 6 变压器的动态分析、交变电流 难 0.55 探究变压器原、副线圈电压与匝 11 非选择题 6 易 0.80 数的关系 12 非选择题 利用热敏电阻自制简易温度计 中 0.70 13 非选择题 10 潮汐发电 中 0.65 14 非选择题 14 交变电流综合问题 难 0.55 15 非选择题 16 交变电流的应用 难 0.50 叁考答案及解析 一、选择题 射线穿透性比较强，能使底片感光；紫外线荧光效应 1.D【解析】可用于人体透视检查的射线必须具有穿 较强，穿透性比较弱；红外线的频率比较低，穿透能力 透性较强的特点，即光子能量比较大，频率比较高，X 很弱；Y射线具有强大的穿透能力，会对人体产生严 ·95· ·物理· 参考答案及解析 重的危害。因此可用于人体透视检查的射线为X射 8N形S2,C项正确：由E=N吧，I=R千R9 、E 25R0 △t 线，D项正确。 2.D【解析】当线圈中的电流增大时，电容器放电，电 =I△t,又△Φ=BS,可得通过电阻R的电荷量q= 场能向磁场能转化，电容器储存的电场能减小，线圈 NBS,D项错误。 5R。 中的磁场能增大，A、B项错误；线圈的匝数增加，则 6.A【解析】设降压变压器副线圈的电压为U,,输电 线圈的自感系数增大，根据T=2π√LC可知振荡电 线上的电流为I,用户电流为I。,由欧姆定律可得1。 路的周期增大，C项错误：增加导电液体的高度，则电 一贵对降压变压器，由理想变压器的原理可得宁 容器两极板的正对面积增大，根据C一总a可知电容 =,结合1U,0,综合可得1一 U. k20 r 器电容增大，根据T=2π√LC可知振荡电路的周期 增大，D项正确。 由能量守恒定律可得输电效率为)=U二严× U,I 3,C【解析】原线圈上电压表的示数U,=三V≈ V2 100%=U,-L×100%=R×100%,A项 U, kR十r 2.12V,A项错误；电击网上高频电压的频率∫=会 正确。 7.C【解析】将变压器的副线圈电阻等效在原线圈电 =1000xHz=500Hz,B项错误；副线圈与原线圈匝 2π 路上，有R=产(K十R,则对原线圈电路由闭合电 数的比值需满足=少如≥2700 n Uim 3 =900,C项正确； U 路欧姆定律有I一R十R,增大电阻箱R的阻值， 不用高频转换器把直流电转化为交流电，变压器就不 则R变大，可知I1变小，即A的示数变小，A项错 能工作，电击网的电压峰值也就不能达到2700V,即 误；电压表V1所测电压U1=U-IR,因1变小，故 电蚊拍不可以正常工作，D项错误。 U!变大，即电压表V的示数变大，D项错误；由理想 4.A【解析】设灯泡正常工作时的电流为I,则原线圈 变压器原、副线圈的电流与匝数的关系有1= 的电流11=1，副线圈的电流12=2I,则变压器的匝数 I22,因I1变小，故I2变小，即电流表A2的示数变 比号-子-2，设原线圈两端的电压为U,剧线周两 小，B项错误；根据理想变压器原、副线圈的电压与匝 瑞的电压U:=1R,则有光=丹，解得=U:一 数的关系有号一受因U,多大，故，变大，即电压 2IR,由题知，AB端输入电压u=72sin100πt(V),则 表V,的示数变大，C项正确 AB端输人电压的有效值U==36V2V,在原线 8.AD【解析】均匀变化的磁场能够在周围空间产生 √2 稳定的电场，A项正确；图示的LC振荡电路中，若磁 U 圈中有U=U,十U,可得I=3录，则灯泡的额定功率 场正在减弱，电容器正在充电，则电容器上极板带正 电，B项错误；在LC振荡电路中，电容器放电完毕的 P=IR=32W,A项正确。 瞬间，电流最大，线圈中产生的自感电动势最小，C项 5.C【解析】在图示位置，线圈中感应电动势最大，E 错误；高频率的电磁波比低频率的电磁波更适合采用 =2πNBS,A项错误；从中性面开始计时，线圈感应 调频的方式对信号进行调制，D项正确。 电动势瞬时值的表达式为e=2πNBSnsin2πnt,B项 9.AB【解析】电路中，当没装料时有U=0,拉力等 E 2 于料斗重，为1×103N,故此时应变片电阻为20k2, 错误，电流的有效值1=R十R=R。,周期T 根据串并联电压关系，有是-=是解得R,=0kn,A 行，则一个周期内电阻R产生的焦耳热Q=IRT= 项正确：装料时，拉力逐渐变大，R。的阻值逐渐变大， ·96· 高三一轮复习S ·物理· 则R。两端电压逐渐增加，b点电势升高，故U的值 的铁芯采用绝缘的硅钢片叠加而成，D项正确。 逐渐增加，B项正确，C项错误；应变片的作用是把物 (2)由于原线圈有电压，副线圈无电压，且电路连接 体拉力这个力学量转换为电压这个电学量，D项 完好，最可能的是第一组同学在连接电源的时候连 错误。 接的是αb间的直流电源。当电路连接完好、原线圈 10.ABD【解析】由题图乙可知，交流电的周期T 接直流电压时，通过副线圈的磁通量不变，无感应电 0.02s,则角速度w-孚-02品rad/s=10xrad/s 动势。 (3)由表格数据可知，在实验误差允许的范围内 U 可得交流电的瞬时值表达式为u=Um sin 100πt(V), 当t一00s时，原线圈的瞬时电压u=110√反V,代 =,即原、副线圈两端的电压与匝数成正比。 入上式可得Um=2202V,则变压器原线圈的电压 (0若为理想变压器，则号-品-器解得U4: U,-=20EV=220V,由原、剧线圈的电压比 12V,考虑到不是理想变压器，有漏磁现象，则副线 √2 圈的电压应略小于12V,所以最有可能的是 与原数比的关系可得光一品，又加=41，解得 11.5V,C项正确。 U5=U=}×220V=55V,闭合开关S,断开 12.(1)如图所示(2分) 开关S2,可知R2两端的电压为55V,即电压表的示 数为55V,A项正确；闭合开关S、S,由欧姆定律 可得别线圈中的电流1货+是-品A+品A =1A,由变压器原、副线圈的电流比与匝数比的关 系可得子-兴解得1=晋1：=0,25A,则电流表 n 的示数为0,25A,B项正确：断开开关S、S,由欧 姆定律可得刷线圈中的电流I,'=R十R (2)最大值(1分) (3)7.5(2分)50(1分) 110十110A=0.25A,则电流表的示数1'=些1， 55 (4)50(2分) =0.0625A,C项错误；断开开关S1、S2,电源消耗 【解析】(1)实物电路图如答案图所示。 的电功率P=U1I1′=220×0.0625W=13.75W, (2)为了保证电路安全，应将电阻箱的阻值调到最 闭合开关S、S,电源消耗的电功率P。=U1I1=220 大值。 ×0.25W=55W,可得P1:P2=13.75:55=1:4,D (3)通过毫安表的电流I=7.5mA;可得此时热敏电 项正确。 阻的阻值R=号=7，爱0n=8000=0.8k0, 6 二、非选择题 结合图乙可知，此时温度约为50℃。 11.(1)D(1分) (4)根据闭合电路欧姆定律有E=I1(R,十r),E= (2)连接了电源ab间的直流电(1分) I2(R2十r),解得电源内阻r=502: (3)在误差允许的范围内，原、副线圈两端电压与匝 数成正比(2分) 13.【解析】1)发电机的功率P=E=2×10kWw t (4)C(2分) (1分) 【解析】(1)为防止涡流的产生而损耗能量，变压器 采用U=200kV的直流电向某地区输电P=2× ·97· ·物理· 参考答案及解析 10kw时，通过输电线的电流I=号=10A1分) P 变化，感应电动势和感应电流也随时间呈正弦规律 输电线上损耗的功率△P='r=5%P (1分) 变化，因而其电流的有效值1有效= (2分) 解得r=10002 (2分) 该线圈的发电功率P=效R (2分) (2)一次涨潮，海水重力势能的变化量E。= 解得P=2NBL (1分) mg hhe R 2 (1分) 15.【解析】(1)根据B(t)=Bcos 祭可得f=T时刻B 一次涨潮，水的质量m=(h-h2)Sp (1分) 发电机日平均发电量E=4E。 (1分) =0 (2分) 解得小型发电站所圈占的海湾面积S=5.4× 线圈ab边所受安培力F安=nBIL=0 (2分) 10m2 (2分) (2)线圈的电阻R=2n(L1十L2)r (2分) 14.【解析】(1)当线圈达到最大速度时，线圈中感应 感应电动势的最大值E。=nB,oS=mBR,LL牙 电流最大，最大感应电动势Em=2VBL (2分) (2分) E 最大感应电流1m= (2分) 有效值E=E (2分) 解得1n=2VBLa R (2分) 线圈中的电流1=長 (2分) 运动过程中的线圈所受安培力的最大值Fm= 线圈中电流的热功率P=IR (2分) 2NBIL (2分) 解得Fn=4VBL 解得P=十L,7 nπB6LL号 (2分) (1分) (2)由于线圈切割磁感线时，速度随时间呈正弦规律 ·98·高三一轮复习周测卷物理 (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75分钟，满分100分) 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目 要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不 全的得3分，有选错的得0分) 1.电磁波在医学领域有很多重要用途，可用于人体透视检查的是 A.Y射线 B.红外线 C.紫外线 D.X射线 2.如图所示，容器中装有导电液体作为电容器的一个电极，中间的导线芯作为电容器的另一个电 极，导线芯外套有绝缘物质。理想电感线圈一端与导线芯连接，另一端和导电液体均接地组成 LC振荡电路。现使该振荡电路产生电磁振荡，下列说法正确的是 导线芯 绝缘物质 A.当电容器放电时，电容器储存的电场能增大 B.当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小 C.增加线圈的匝数，振荡电路的周期减小 D.增加导电液体的高度，振荡电路的周期增大 3.广州夏天蚊虫繁多，电蚊拍可利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将3V恒定电压 通过高频转换器转变为正弦交变电压u=3sin1000πt(V),再将其加在理想变压器的原线圈上， 副线圈两端接电击网，电击网的电压峰值达到2700V时可击杀蚊虫，电压表为理想交流电表， 电蚊拍正常工作时，下列说法正确的是 电蚊拍的高 压电击网 高频 换器 物理第1页（共8页） 衡水金卷·先享题·高 A.原线圈上电压表的示数为3V B.电击网上高频电压的频率为10000Hz C.副线圈与原线圈匝数的比值需满足≥900 D.不用高频转换器电蚊拍也可以正常工作 4.如图所示，一理想变压器原、副线圈接有三盏完全相同的灯泡，灯泡正常工作时的电阻R一92。 当变压器原线圈AB端输入电压u=72sin100πt(V)时，三盏灯均正常发光，则灯泡的额定功 率为 A.32W B.24W C.16W D.12W 5.如图所示，矩形线圈面积为S、匝数为V、总电阻为R,,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕 轴OO'以转速n匀速转动，外电路的电阻R=4R,初始时刻磁场方向与线圈平面平行，下列说 法正确的是 A.在图示位置，线圈中感应电动势的瞬时值为0 B.从中性面开始计时，线圈感应电动势瞬时值的表达式为e=2πNBSncos2πnt C.一个周期内，电阻R上产生的焦耳热为8 NBSu 25R D.当线圈由图示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为BS 4R。 6.我国已建成了世界电压等级最高、输电能力最强的交直流输电网络。如图所示为远距离输电系 统的简化情景图，已知发电厂输出的交流电压为U,,理想升压变压器的原、副线圈匝数比为k, 理想降压变压器的原、副线圈匝数比为k2,高压输电线的总阻值为r。设用户（负载）是纯电阻且 阻值为R,则输电效率为 U3 U4用户 升压变压器 降压变压器 AR,X100% kR kR k号R 号R B.R十 -×100% CR+,X100% D,号R+5,X100% 一轮复习周测卷二十三 物理第2页（共8页） 因 7.如图所示，理想变压器原线圈与定值阻值R,串联后接在输出电压恒定的正弦交流电源α、b上， 副线圈电路中接有电阻箱R和定值电阻R2,电流表A、A2和电压表V1、V2均为理想交流电 表，增大电阻箱R的阻值，下列说法正确的是 ④ ao A.A1的示数变大 B.A2的示数变大 C.V,的示数变大 D.V,的示数不变 8.义乌市南山公园新增了一个地标性建筑，人称“义乌小蛮腰”，是新建的电波发射台，电磁波的发 射和接收都要用到LC振荡电路。下列说法正确的是 A.均匀变化的磁场能够在周围空间产生稳定的电场 B.图示的LC振荡电路中，若磁场正在减弱，则电容器上极板带负电 C.在LC振荡电路中，电容器放电完毕的瞬间线圈中产生的自感电动势最大 D.高频率的电磁波比低频率的电磁波更适合采用调频的方式对信号进行调制 9.工业生产中需要物料配比的地方常使用“吊斗式”电子秤，如图甲所示为“吊斗式”电子秤的结构 图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图乙所示，R,、R2、 R3是定值电阻，R1=20k2,R2=10k2,R。是对拉力敏感的应变片电阻，其阻值随拉力变化的 关系图像如图丙所示，已知料斗重1×103N,没装料时Um=0,重力加速度g=10m/s2。下列说 法正确的是 ◆R/k2 心拉力传感器 20.05 振料口 20.00 1料斗 R Ro 放料门 、送料皮带 12V 1.001.20F×103N 丙 A.R3的阻值为40k2 B.装料时，R,的阻值逐渐变大，U的值逐渐变大 C.装料时，R,的阻值逐渐变大，U的值逐渐变小 D.应变片的作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量 物理第3页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 10.如图甲所示，原、副线圈的匝数比n1:2=4:1,其中定值电阻R1=R2=R3=1102,两电表均为 理想交流电表，原线圈两端接有如图乙所示的交流电。当t一6O0s时，原线圈的瞬时电压u一 110√2V。已知断开开关S1、S2时，电源消耗的电功率为P;闭合开关S、S2时，电源消耗的电 功率为P2。下列说法正确的是 AL/V 0.01 70.02ts 甲 乙 A.闭合开关S1、断开开关S2,电压表的示数为55V B.闭合开关S、S2,电流表的示数为0.25A C.断开开关S1、S2,电流表的示数为0.04A D.P1:P2=1:4 班级 姓名 分数 题号 5 8 9 10 答案 二、非选择题（本题共5小题，共54分。请按要求完成下列各题） 11.(6分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，两个学习小组采用了如图甲所 示的可拆式变压器进行研究，原、副线圈的电压由电压传感器获得。 变压器铁芯 线圈 电源。 100400 02008001*00 线圈 线圈 变压器铁芯 固定铁芯 甲可拆变压器零部件 乙电源和变压器的组装图 (1)观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是 (填正确答案标号)。 A.整块不锈钢铁芯 B.整块硅钢铁芯 C.绝缘的不锈钢片叠加而成 D.绝缘的硅钢片叠加而成 (2)第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源，闭合电源开关，发现 原线圈两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两端电压传感器均无 示数，经检查导线和各连接处均无断路，则最可能的原因是 一轮复习周测卷二十三 物理第4页（共8页） s (3)第二组同学正确组装变压器后，记录数据如下表所示： 原线圈n1(匝) 100 100 400 400 副线圈n2(匝) 200 800 1200 800 原线圈电压U1(V) 1.96 1.50 4.06 2.80 副线圈电压U2(V) 3.90 11.8 12.00 5.48 通过分析实验数据可得出的实验结论是 (4)第二组同学继续探究实验，把2.0V的学生电源cd接到原线圈“0”、“100”的接线柱，副线 圈接到“200”、“800”的接线柱，则接在副线圈两端的电压传感器示数最有可能是 (填正确答案标号) A.1.0V B.2.0V C.11.5V D.15.8V 12.(8分)某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路的装置如图甲所示，使用的器 材有：直流电源(E=6.0V,不计内阻)、毫安表（量程为0~10A,不计内阻）、电阻箱R、热敏 电阻R、开关S,和S,、导线若干。该热敏电阻的阻值R,随温度t变化的曲线如图乙所示。 R./kO 6.0 5.0用 4.0 4 热敏电阻 2、 S2 3.0 mA 2.0 1.0 mA 甲 10203040506070/℃ 丙 丁 (1)根据图甲电路，用笔画线代替导线把图丙中的实物电路图补充完整。 (2)先断开开关S,,将电阻箱的阻值调到 (填“最大值”或“最小值”)，然后将开关S2接 至α端，闭合开关S,,逐渐调节电阻箱的阻值，根据图乙把毫安表改装为温度计。 (3)将开关S2接至b端，闭合开关S,,该温度计便可正常使用。毫安表示数如图丁所示，则通 过毫安表的电流约为 mA,温度约为℃。 (4)当温度计使用一段时间后，其电源有一定程度的老化，现依旧使用图甲电路对老化后的电 源内阻进行测量，将开关S2接至a端，测得两组毫安表和电阻箱R的示数分别为I1= 6.0mA,R1=850;I2=4.0mA,R2=13002,此时电源内阻为 2. 物理第5页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 13.(10分)利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电叫潮汐发电，是日前海洋能利用中最主 要的一种。陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发 电机发电。一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发 电；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时打开通道，放水发电。下表为某小型 双向型潮汐发电站的一组数据，已知海水的密度为1.0×103kg/m3,重力加速度g=10m/s2。 水坝高度H 15m 海湾面积S m 涨潮海湾最高水位h1 10m 发电机日平均发电量E 4.8×104kW·h 退潮海湾最低水位h2 6m 水轮发电机总效率7 10% (1)若采用U=200kV的直流电向某地区输电，要求输电线上损耗的功率△P不高于输送功率 的5%，求输电线总电阻的最大值r; (2)试估算该小型发电站所圈占的海湾面积S的大小。 轮复习周测卷二十三 物理第6页（共8页） 囹 14.(14分)海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做 切割磁感线运动从而发电，实现海浪动能向电能的转化。某科技小组设计了一发电模型，其原 理图如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在方向垂直于线圈平面的组合磁场中，组合磁场由两 方向相反的匀强磁场组成，磁感应强度大小均为B,线圈和磁场的宽度均为L,线圈的总电阻为 R、总质量为，线圈在海浪的带动下上、下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场 范围，其运动的速度时间图像如图乙所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场 的中线重合。求： (1)在运动过程中，该线圈所受安培力的最大值； (2)在理想条件下，该线圈的发电功率。 v/(ms-1) 物理第7页（共8页） 衡水金卷·先享题·高 15.(16分)如图所示为学生常用饭卡的内部实物图，由感应线圈αbcd和芯片组成电路。当饭卡处 于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而使饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工 作。已知线圈的匝数为n、αb边长为L1、bc边长为L2,绕制线圈的导线粗细均匀，单位长度的 电阻为，芯片的电阻可忽略不计。某次刷卡时，线圈平面与磁场正好垂直，且全部处于磁场区 域内，刷卡机激发的变化磁场的磁感应强度随时间变化的关系为B()=B,©0s票：(T),式中的 B,、T均为已知量，t=0时刻磁感应强度方向垂直于线圈平面方向向外，求： (1)1=千时刻，线圈的ab边所受安培力的大小； (2)0一T时间内，线圈中电流的热功率。 片 线圈 三一轮复习周测卷二十三 物理第8页（共8页） 囵