届四川高考物理交变电流传感器一轮含答案.docx
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届四川高考物理交变电流传感器一轮含答案
2021届（四川）高考物理--交变电流、传感器（一轮）含答案
*交变电流、传感器*
1、当前房地产很火爆，在居室装修中经常用到花岗岩，大理石等材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（ ）
A.发生α衰变时，生成的核与原来的核相比，中子数少4
B.发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力最弱，电离能力却最强
D.若只有4mg氡核，经7.6天一定只剩下1mg氡核
2、（双选）海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15Ω的灯泡相连．浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N＝200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B＝0．2T，线圈直径D＝0．4m，电阻r＝1Ω．取重力加速度g＝10m/s2，π2≈10．若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0．4πsin（πt）m/s．则下列说法正确的是（ ）
A．波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e＝16sin（πt）V
B．灯泡中电流i的瞬时表达式为i＝4sin（πt）A
C．灯泡的电功率为120W
D．灯泡两端电压的有效值为V
3、某交变电流的i t图象如图所示，则其电流的有效值为（ ）
A．1.5AB．2A
C．AD．A
4、如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R＝11R0，V是理想电压表．现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5．0V，则（ ）
A．此时原线圈两端电压的最大值约为34V
B．此时原线圈两端电压的最大值约为24V
C．原线圈两端原来的电压有效值为68V
D．原线圈两端原来的电压有效值为48V
5、采用220kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（ ）
A．55kVB．110kV
C．440kVD．880kV
6、（多选）霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体，在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速。
关于该测速传感器，下列说法中正确的有（ ）
A．在图示位置时刻d点电势高于c点电势
B．圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高
C．c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍
D．增加小磁体个数，传感器转速测量更准确
7、我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ）
AHHHen
BNHeOH
CHeAlPn
DUnBaKr+n
8、一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是（ ）
A．当磁通量为零时，感应电动势也为零
B．当磁通量减小时，感应电动势也减小
C．当磁通量等于0．5Φm时，感应电动势等于0．5Em
D．角速度ω等于
9、如图为某正弦式交变电流的图象，则该电流的瞬时值表达式为（ ）
A．i＝10sin（100πt）AB．i＝10sin（10πt）A
C．i＝20sin（50πt）AD．i＝20sin（100πt）A
10、电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则（ ）
A．A为电流互感器，且n1B．A为电压互感器，且n1>n2，a是电压表
C．B为电流互感器，且n3D．B为电压互感器，且n3>n4，b是电压表
11、远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。
变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（ ）
A．＝B．I2＝C．I1U1＝IRD．I1U1＝I2U2
12、如图所示，单匝矩形金属线圈水平放置，长为2L，宽为L，电阻为R．空间存在与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度在t时间内从0均匀增大到B0．此后磁感应强度保持B0不变，在外力作用下线圈绕ab边以角速度ω匀速转动．求：
（1）0～t时间内线框中电流的大小和方向；
（2）在线圈转动一周的过程中，外力做功的平均功率；
（3）线圈平面转到与磁场方向夹角为30°时，ab边所受的安培力大小．
13、如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1＝4Ω、R2＝8Ω（导轨其他部分电阻不计），导轨OAC的形状满足方程y＝2sin（单位：
m）。
磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速度v＝5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，金属棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计金属棒的电阻，求：
（1）外力F的最大值；
（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；
（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。
2021届（四川）高考物理--交变电流、传感器（一轮）含答案
*交变电流、传感器*
1、当前房地产很火爆，在居室装修中经常用到花岗岩，大理石等材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（ ）
A.发生α衰变时，生成的核与原来的核相比，中子数少4
B.发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力最弱，电离能力却最强
D.若只有4mg氡核，经7.6天一定只剩下1mg氡核
【解析】选D。
根据质量数和电荷数守恒可知：
发生α衰变放出He，导致质子数减小2，质量数减小4，故中子数减小2，故A项错误；发生β衰变的过程是一个中子变为质子同时放出一个电子，并非原子核内有电子存在，故B项错误；根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能力最强，穿透能力最弱，故C项错误；半衰期是对大量原子核的衰变的统计规律，对于单个是不成立的，故D项正确。
2、（双选）海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15Ω的灯泡相连．浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N＝200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B＝0．2T，线圈直径D＝0．4m，电阻r＝1Ω．取重力加速度g＝10m/s2，π2≈10．若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0．4πsin（πt）m/s．则下列说法正确的是（ ）
A．波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e＝16sin（πt）V
B．灯泡中电流i的瞬时表达式为i＝4sin（πt）A
C．灯泡的电功率为120W
D．灯泡两端电压的有效值为V
解析：
选BC．波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为：
e＝NB·πD·v＝200×0．2×π×0．4×0．4πsin（πt）V＝64·sin（πt）V，选项A错误；灯泡中电流i的瞬时表达式为i＝＝4sin（πt）A，选项B正确；灯泡的电功率为P＝I2R＝R＝×15W＝120W，选项C正确；灯泡两端电压的有效值为UR＝·＝×V＝30V，选项D错误．
3、某交变电流的i t图象如图所示，则其电流的有效值为（ ）
A．1.5AB．2A
C．AD．A
[答案] C
4、如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R＝11R0，V是理想电压表．现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5．0V，则（ ）
A．此时原线圈两端电压的最大值约为34V
B．此时原线圈两端电压的最大值约为24V
C．原线圈两端原来的电压有效值为68V
D．原线圈两端原来的电压有效值为48V
解析：
选AD．当负载电阻阻值减小为R＝5R0时，根据串并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR0＝×5V＝1V，故副线圈两端电压为U2＝6V，根据公式＝可得此时原线圈两端电压的有效值为U1＝24V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24V≈34V，A正确、B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U′2＝IR0＋5IR0，变化前，U2＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2＝2U′2＝12V，根据公式＝可得原线圈两端原来的电压有效值为48V，D正确、C错误．
5、采用220kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（ ）
A．55kVB．110kV
C．440kVD．880kV
C [输送功率P＝UI，输电线上损耗的功率P损＝I2r＝r∝。
当P损减小为原来的时，输电电压应变为原来的2倍。
]
6、（多选）霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体，在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速。
关于该测速传感器，下列说法中正确的有（ ）
A．在图示位置时刻d点电势高于c点电势
B．圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高
C．c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍
D．增加小磁体个数，传感器转速测量更准确
CD [霍尔元件有电子或空穴导电，根据左手定则，载流子向上表面偏转，即c点，所以d点电势不一定高于c点，故A项错误；最终电子或空穴在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长、宽、厚分别为l1、l2、l3，电子或空穴定向移动的速度为v，有q＝qvB，所以U＝Bvl2，输出脉冲电压峰值与圆盘转动快慢无关，故B项错误；当小磁体靠近霍尔元件时，就是会产生一个脉冲电压，因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍，即为转速的4倍，故C项正确；当增加小磁体个数，传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高，那么传感器转速测量更准确，故D项正确。
]
7、我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ）
AHHHen
BNHeOH
CHeAlPn
DUnBaKr+n
【答案】A。
8、一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量
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