2024年高考物理二轮复习（新高考专用）交变电流及远距离输电的运用 分层练 （原卷版）

交变电流及远距离输电的运用

A•常考题不丢分

命题点01正弦交变电渣的产生与瞬忖值表达式

命题点02正弦交变电渣的“四值”

命题点03型蟋压器基本规律的应用

命题点04理凝压器的帷分析

命题点05远距离输电问题

B・拓展培优拿高分

C-挑战真题争满分

［命题点01正弦交变电流的产生叮瞬时值发达式】

。针对续封颂

【针对练习1】（2023•天津•模拟预测）一矩形线圈加cd在匀强磁场中绕垂。垂直于磁场的轴匀速转动，线

圈内磁通量中随时间/变化如图所示，则下面说法正确的是（）

A.肘时刻线圈中的感应电动势最大

B.匕时刻〃的运动方向与磁场方向垂直

C.力时刻线圈平面与中性面垂直

D.D右时刻线圈中感应电流方向相同

【针对练习2】如图所示，红MV是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为3的水平方向的匀强磁

场中，线框面积为S,边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度。匀速转动。在边与磁场方向的夹角

达到30。的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为（已知线

框按俯视的逆时针方向转动）（）

A.婢M电流方向为AAMTB.骨题，电流方向为心皿LK

C.步苑电流方向为AZAAKD.^BSa,电流方向为立

【针对练习3】（2022♦天津红桥•统考一模）如图甲中所示，一矩形线圈附cd在匀强磁场中绕垂直于磁感线

的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量中随时间f变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（〉

A.初始时刻线圈中感应电动势最小

B./：时刻导线ad的速度方向跟磁感线平行

C.h时刻线圈平面与中性面重合

D.小力时刻线圈中感应电流方向相反

【命题点021E弦交变电流的“四值”】

©针对绒单"

【针对练习4】（2023•天津和平•统考二模）如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向

的匀强磁场，矩形线圈."CD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴。。‘逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间

的变化规律为e=20sinl0（hrt（VL电极间接有阻值为R=10。的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确

的是（）

A.此交流发电机的频率为100Hz

B.电阻五消耗的功率为40W

C.当线圈转到如图位置时产生的电流方向为ABCD

D.当线圈转到如图位匿时磁通量的变化率最大

【针对练习51（多选）（2023宁夏石嘴山校考模拟预测）利用半导体二极管的单向导电

性，可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流。一种简单的整流电路如图甲所示，。、匕为交变电流

信号输入端，D为半导体二极管，及为定值电阻。信号输入后，电阻火两端的电压如图乙所示，则下列说

法正确的是（）

A.交变电流的频率为50Hz

B.五两端电压的有效值为50V2V

C.若电阻R=10。，则Imin内夫产生的热量为1.5x104J

D.一个标有'95V,30附，的电容器并联在电阻五两端，可以正常工作

【针对练习6】（多选）（2022•宁夏银川六盘山高级中学校考三模）已知如图所示为穿过匝数片100的线圈

的磁通量0随时间f按正弦规律变化的图像，其产生的电压为交变电压（产3.14）。判断下列选项中的四个

交变电压的有效值与已知的交变电压的有效值相同的是（）

2

0A.Ar

°Al、夕89幺2品叫

UN

♦UN

A,J4

:h.一

-200|...............71000|'

•O■

UN

八UN

200：：：100友——；L

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；：：i：1:/

-20011-10072^,~~'*•

L•lx■

（命题点03理想变压器基本规律的应川】

。针对缄封③

【针对练习7】（多选）（2023•河南郑州•校联考模拟预测）如图所示,理想变压器原线圈所在电路的愉入端

接有电压有效值为220V的正弦交变电流,匝数为30的副线圈2与规格为“12V36W"的灯泡Li连接，副线

圈3与规格为“18V54W5,的灯泡五连接，原线圈与额定电压为40V的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯

泡均正常发光，则下列说法正确的是（）

j13孰

A.原线圈1两端的电压为180V

B.原线圈1的匝数为500

C.副线圈3的匝数为50

D.通过灯泡L的电漪有效值为0.5A

【针对练习8】（2023海南•统考一模）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数分别为100匝和

50匝，定值电阻&=%=20。，电路中所接电源电压随时间变化的关系如图乙所示，图中电表均为理想交

A,副线圈中的电流频率为25HzB.电流表的示数为1A

C.电压表的示数为50VD.电阻&消耗的功率为50W

【针对练习9】（2023•河南新乡•统考一模）如图所示，理想变压器原线圈的匝数%为1100匝，原线圈两端

的电压随时间变化的关系式为”=220acos（1007rt）V。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，将阻值为10ft

的电阻R接在C、D两端时，消耗的功率为10W,下列说法正确的是（）

A.副线圈的匝数兀2为50匝B.电压表的示数为0.1V

C.R两端的电压为10V,频率为100HzD.流过R的电流为1A,周期为0.02s

【命题点04理想变压器的动态分析】

e针对缘期③

【针对练习10】（2023•河北保定・河北省唐县第一中学校考二模）理想变压器原、副线圈两端所接电路如图

所示，图中电表均为理想交流电表，R2为电阻箱，定值电阻比=30。，自=20（1。原线圈两端接有0=

20&sinl00/rt（V）的交流电，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2。则下列说法正确的是（）

A.当电阻箱外的阻值逐渐增大时，丫2、A2的示数均减小

B.当电阻箱外的阻值逐渐增大时，％、&示数的比值保持不变

C.电阻箱的的阻值为零时，V2的示额为40V

D.电阻箱磁的阻值为20（10寸，变压器的输出功率为40W

【针对练习11】（2023・河北•校联考模拟顺测）如图所示，理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接

有电阻火和灯泡L,闭合开关S,滑片P处于图示位置时灯泡正常发光。将滑片P向下缓慢移动，下列说法

正确的是（）

A.灯泡L变暗B.副线圈中电流的频率变小

C.电阻灭消耗的功率变大D.理想变压器的副线圈输出电压变大

【针对练习12】（多选）（2023•江西鹿澧校联考模拟预测）将电压有效值不变的交流电源接在如图所示电

路两端，电路由理想变压器、定值电阻比、氏2、&，滑动变阻器氏3,电流表、电压表组成，处》为滑动变

阻器的两个端点，所有电表均为理想电表，导线电阻不计。将滑动变阻器滑片P从围转向b端滑动过程中

C.电压表示数增大D.R4消耗的电功率增大

【命题点05远距离输电问题】

e针对练子⑨

【针对练习13】（2023•广东・统考二模）“西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一.如图是远距离输

电的原理图，假设发电厂的输出电压火恒定不变,输电线的总电阻保持不变,两个变压器均为理想变压器.下

列说法正确的是（）

发

电

厂

A.若输送总功率不变，当输送电压外增大时，输电线路损失的热功率增大

B.在用电高峰期，用户电压。4降低，输电线路损失的热功率增大

C.当用户负载增多，升压变压器的输出电压力会增大

D.当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大

【针对练习14】（2023涧北•模拟预测）某同学利用如图所示电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压

有效值为6V,定值电阻R=20。，小灯泡工的规格为“6V,3.6W",接通电路调节两个变压器，使小灯泡始

终以额定功率状态工作，此时理想变压器L、/原副线圈的匝数比分别为七和心。以下说法正确的是（）

2

R

交流电源

<__________II

A.七和府的乘积等于1

的越大电路的输电效率越高

C.若&=6,则五上消耗的功率为0.1W

D.若利=6,则变压器£的输出电压为38V

【针对练习15】（多选）（2024•河南项城市第一高级中学校考模拟预测）某节能储能输电网络如图所示,

发电机的输出电压%=250%输出功率500kW。降压变压器的匝数比「3：如=50:1,输电线总电阻R=

62.5A。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。则下列数

值正确的是（）

A.发电机的输出电流为2000AB.输电线上损失的功率为40kW

C.输送给储能站的功率为400kWD.升压变压器的匝数比%：的=1：46

倒加.柘展培优拿高警

一、单选题

1.如图所示，纸面内有一“凹’字形单匝金属线框组成闭合回路，置于垂直于纸面向里、磁感应强度大小为

B的匀强磁场中，线框的总电阻为无边长如图所示。线框绕面轴做角速度为。的匀速圆周运动。则从

图示位置（）

A.转动90用寸回路中电流方向发生改变

B.转动180。的过程中通过导线截面的电荷量为零

C.转动90用寸回路中感应电动势大小为3B£-co

D.转动180。过程中线框产生的焦耳热为把磐

2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,。是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电

表，母=即%的最大值为窗，从某时刻开始在原线圈，、d两端加上交变电压，其瞬时值表达助

〃尸22O0sinlOOR(V),贝ij()

R、

A.当单刀双掷开关与。连接时，电压表的示数为110V

B.单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器触头P在正中间时，%消耗的功率最大

C.当单刀双掷开关由。扳向方时，当滑动变阻器触头P从正中间向下移动的过程中，足消耗的功率增

大

D.单刀双掷开关与。连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电'流表的示数均变小

3.如图为风力发电机的结构简图。风轮机叶片转速为〃，转动时所有叶片迎风总面积为义，风轮机转动时

通过转速比为1：六的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理

想变压器升压后，输出电压为口已知空气密度为P,风速为v,匀强磁场的磁感应强度为5,V为交流电

压表，忽略线圈电阻，则（）

发电机等效图

A低速高速

转轴转轴XXX，升压变压器

升速齿轮箱］高压电网

（转速比1次）

XX5x：

A.线圈位于图示位置时，交流电压表示数为零

B.从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为2^B5knsin（2ant）

C.变压器原、副线圈的匝数比为2nNBSkn：U

D.单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为gpS。/

4.水电是清洁能源，发展水电对我国实现碳达峰和碳中和有着重要的意义。某水电站输出的功率恒为P,

第一次直接通过输电线向用户供电时，用户得到的功率为Pi,第二次利用如图所示的理想升压变压器Ti和

理想降压变压器G向用户供电时，用户得到的功率为「2,两次愉电过程中输电线电阻和用户电压均相同，

则净值为（）

水

电

站

A.访g；B.C.D.

5.图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程“白鹤凌水电站”，是我国实施“西电东送”

的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）

所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，R表示输电线电阻，则当用户

功率增大时（）

发

电

机

图(a)图（b）

A.A?示数增大，Ai示数减小

B.V1示数不变、V2示数减小

C.输电线上的功率损失瀛小

D.V］、4示数的乘积等于V2、是示数的乘积

6.如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万

千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站苜批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离

输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站

输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为尸。用户端理想变压器原副线

圈匝数分别为力、叫R•为输电线总电阻，及为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可

视为可变电阻）。当可变电阻尺减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为△-△/,电压表和电流

表均为理想电表，下列说法正确的是（）

B.9（除

C.对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为*=会（&+幻

D.输电线路上损耗的功率为「损=/亩P

二、多选题

7.间距为L=0.5m的两根平行光滑金属导轨MM世固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为B=1T,

方向垂直导轨平面向外的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为R=l。的定值电阻，导体棒垂直放在导轨上，

如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架

进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间f的关系为，=-

0.5cos（2t）（m）o已知导体棒质量为m=0.2kg,总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不

计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，则下列说法正确的是（）

A.导体棒在运动过程中，速度的最大值为％=lm/s

B.导体棒在运动过程中，产生感应电流的最大值为/m=lA

C.在0~%时间内，通过导体棒的电荷量q=0.25C

D.在0~%时间内，T形支架对导体棒做功生=g+套）J

8.某兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，用电阻率为P的硅钢薄片

绕成一个内径为八厚度为d、高度为〃的圆筒，其中rf=ro沿平行于圆柱体轴线方向存在磁感应强度B（t）=

80cos3t的磁场。则此展钢薄片卬（）

A.产生涡流的电阻为p羽

B.瞬时感应电动势的表达式为enJl/BoCOS3t

C.感应电流的有效值为气四

4P

D.发热功率为喑1

9.图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为N,面积为

S,处在磁感应强度大小为5的匀强磁场中，矩形导线框以角速度3绕垂直磁场方向的轴。。‘匀速转动，线框

与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4,图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此

时刻为计时起点，必为定值电阻，五为滑动变阻器，交流电压表Vi、V?均视为理想电表，不计线框的电阻。

下列说法正确的是（）

A.线框从图示位置开始转过180。的过程中，产生的平均电动势为?

B.滑动变阻器的'滑片向c端滑动的过程中，治的发热功率减小

C.滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V?的示数始终为2NB53

D.线框从图示位置开始转过90。时，电压表Vi的示数为警

三、解鹊

10.现有一种利用电磁感应原理测血栓的传感器，该传感器部分的构成如下图，激励线圈和反馈线圈分别

装在两个圆盘上，两圆盘圆心在同一竖直线上，如图甲。转盘a固定，其边缘围绕一组环形的激励线圈，内

部铺装有许多点状磁感应强度传感器。转盘b可转动，内部单匝反馈线圈为“三叶式”，如图乙所示。该传感

器工作原理：当检测部位放入两圆盘之间时，有血栓部位将导致反馈线圈所在圆盘对应区域磁感应强度发

生变化，反馈线圈以角速度如转动时将产生感应电流，感应电流产生的磁场将导致磁传感器所在处的耦合

磁场磁感应强度发生变化，从而确定血栓所在位置和大小。某次模拟测试时，放入半径为上的物形模拟血

O

栓块,使得两圆盘之间对应区域磁感应强度为零。若反馈线圈处磁感应强度与激励线圈的电流关系为B=kl,

反馈线圈单位长度的电阻为R,线圈内圈半径为「i=r,外圈半径勺=2勺（相关数学知识：sin（a+£）=

sinacosj?+coscrsi叩，当A6=0时,cosA0«LsinAd«A0)

(1)若激励线圈接/=1A的恒定电流,取〃=0.1,4o=30rad/s,r=-m,7r«3,R=求转动过程

01T

中反馈线圈所产生的电流大小;

（2）若反馈线圈不转动，模拟血栓块恰好与其中一叶片重巍，当激励线圈接i=/sin3t的交流电时，反馈线

圈所产生的感应电动势;

（3）求（2）中单位时间内反馈线圈产生的热量。

反馈线圈

磁传感器

激厉战圈

图甲

匚携版真眶争满分,

一、单选题

1<2023•山东•统考高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压5=250V,输出功率500kWo

降压变压器的匝数比”，：出=50:1,输电线总电阻夫=62.5。。其余线路电阻不计，用户端电压G=220V,

功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）

A.发电机的输出电流为368AB.输电线上损失的功率为4.8kW

C.输送给储能站的功率为408kWD.升压变压器的匝数比汨：”产1:44

2.（2023浙江统考高考真题）我国llOOkV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,

用户端用'逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（〉

A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流

C.llOOkV是指交流电的最大值D.输电功率由送电端电压决定

3.（2022・重庆高考真题〉低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“12V50W，的交流卤素灯

直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220V的交流电后能正常工作，则（）

A.卤素灯两端的电压有效值为6V2VB.变压器原、副线圈的匝数比为55：3

C.流过卤素灯的电流为0.24AD.卤素灯的电阻为968。

4.（2022•北京高考真题）某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22000V,

输出电流为300mA。该变压器（）

A.原、副线圈的匝数之比为100：1B.愉入电流为30A

C.输入电流的最大值为D.原、副线圈交'流电的频率之比为1：100

5.（2022河北统考高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，

其发电'输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为Ln的升速齿轮箱带动发

电机线圈高速转动，发电机线圈面积为5,匝数为N,匀强磁场的磁感应强度为5,t=0时刻，线圈所在

平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U.忽略线圈电阻，下

列说法正确的是（）

升压变压器

-I-if-I高压电网

A.发电机输出的电压为在疝VB5z

B.发电机输出交变电流的频率为2mz

C.变压器原、副线圈的匝数比为近疝VB5TIZ：U

D.发电机产生的瞬时电动势e=V^rNB5nzsin（2mz）

6.（2022浙江统考高考真题）下列说法正确的是（）

A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用

B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向

C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大

D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率

7.（2022・广东•高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数“不同的两线圈,%>n2,

二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点。的距离相等，目均连接阻值为穴的电阻，转子

是中心在。点的条形磁铁，绕。点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、

自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）

M雪"2

A.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等

C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等

8.（2022湖南统考高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头Pi初始位置在副线圈

正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻注的阻值为R,滑动变阻器R：的最大阻值为9R,

滑片2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为5理想电流表A的示数为八下列说法正确的是（）

A.保持Pi位置不变，力向左缓慢滑动的过程中，/减小，"不变

B.保持Pi位置不变，B向左缓慢滑动的过程中，以消耗的功率增大

C.保持巴位置不变，Pi向下缓慢滑动的过程中，力咸小，U增大

D.保持B位置不变，Pi向下缓慢滑动的过程中，凡•消耗的功率减小

9.（2022•山东・统考高考真题）如图所示的变压器，输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电压，匝数

为血的原线圈中电压随时间变化为我=t/mcos（100nt）.单匝线圈绕过铁芯连接交'流电压表，电压表的示数

为O.lVo将阻值为12n的电阻五接在BC两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）

B.BC间线圈匝数为120匝，流过五的电流为L4A

C.若将正接在两端，五两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将五接在4晒端，'流过火的电流为2.5A,周期为0.02s

10.（2021・重庆•高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线

圈两端的电压为220V,副线圈两端的电压为4.4V,副线圈的电流为1.0A,若将该变压器视为理想变压器,

贝I（）

A.原、副线圈匝数之比为25:1B.原线圈的电流为0.02A

C,副线圈两端的电压最大值为5VD.原、副线圈的功率之比为50:1

11.（2021福建统考高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中五为输电线的

总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当

住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（）

A.Ai增大，V2不变，V3增大

B.Ai增大，V?减小，Vs增大

C.Az增大，V2增大，V3减小

D.A：增大，V2不变，V3减小

12.（2021湖北统考高考真题》如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最

大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（）

R

A.电流表A1示数减小B.电流表人示数增大

C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻H消耗的功率先减小后熠大

13.（2021・辽宁・统考高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈Med边长为工，线圈处于磁感应强度

大小为5的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴。。以角速度s匀速转动，而边距轴％线圈中

4

感应电动势的有效值为（）

A.NBL^B.当NB%C.^NBL^D.^-NBL2a)

4

14.（2021天津•高考真题）如图所示，闭合开关后，R=5C的电阻两端的交流电压为u=50asinl（hrtV,

电压表和电流表均为理想交流电表，则（）

A.该交流电周期为0.02sB.电压表的读数为100V

C.电流表的读数为10AD.电阻的电功率为IkW

15.（2021・北京・高考真题）一正弦式交变电流的i-r图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.在仁0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为i=2cos5;rtAD.该交变电流的有效值为苧A

16.（2021广东高考真题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产

生近似正弦式交流电，周期为0.2s,电压最大值为0.05V,理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路,

原、副线圈匝数比为1:60,下列说法正确的是（）

充电电路

A.交流电的频率为10Hz

B.副线圈两端电压最大值为3V

C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

二、多选题

17.（2023天津统考高考真题）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器「和降压变压器0都

认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R,下列说法正确的有（）

家庭电路

A.Ti输出电压与T2输入电压相等

B.输出功率大于输入功率

C.若用户接入的用电器增多，则五功率降低

D.若用户接入的用电器增多，则输出功率增大

18.（2023海南统考高考真题）下图是工厂利用〃=220V2sinl0（hrtV的交流电给36V照明灯供电的电路,

变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（〉

A.电源电压有效值为220V2VB.交变电流的周期为0.02s

C.副线圈匝数为180匝D.副线圈匝数为240匝

19.（2023湖南统考高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动

（皮带不打滑），半径之比为4:1,小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为乙的正

方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度3匀速转动,

带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。

假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A.线圈转动的角速度为4cd

B.灯泡两端电压有效值为3y[2nBL2a）

C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效

D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮

20.（2022湖北统考高考真题）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电

原理图如图所示。发射线圈的愉入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下,

穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其它损耗，下列说法正确的是（）

A.接收线圈的输出电压约为8V

B.接收线圈与发射线圈卬电流之比约为22:1

C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同

D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同

21.（2021海南高考真题）如图，理想变压器原线圈接在"=220伍inlO（brt（V）的交流电源上，副线圈匝

数可通过滑片P来调节。当滑片尸处于图示位置时，原、副线圈的匝数比ni：ri2=2：l,为了使图中“100V,

50W，的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（）

A.仅将滑片尸向上滑动

B.仅将滑片P向下滑动

C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Q的电阻

D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20。的电阻

22.（2021河北•高考真题）如图，发电机的矩形线圈长为21.宽为Z,匝数为M放置在磁感应强度大小

为5的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为孙、％和改，两个副线圈分别接有电阻凡和R2,

当发电机线圈以角速度3匀速转动时，理想电流表读数为/,不计线圈电阻，下列说法正确的是（）

A.通过电阻&的电流为瑞B.电阻&两端的电压为吟

C.血与a的比值为它弊D.发电机的功率为迎吟史也

小1因

三、解答题

23.(2021・江苏•高考真题)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000

亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，

已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T,线圈的匝数为100、面积为0.5m2,电阻为0.6A,

若磁体转动的角速度为90rad/s,线圈中产生的感应电流为50A。求：

(1)线圈中感应电动势的有效值E；

(2)线圈的输出功率P。

专题11机械波及光的运用

A•常考题不丢分

命题点01简谐运动的图像分析及幽表达式

命题点02机械波的形成及图像分析

命题点03波的干涉、衍射及多普飒应

命题点04光缄射定律及全反射

命题点05光的干涉、衍射及偏振腾

B・拓展培优拿高分

C-挑战真题争满分

【命题点01筒谐运动的图像分析及函数去达式】

。针对续封颂

【针对练习1】（2023•山东德州德州市第一中学统考三模）一列简谐横波沿x轴负方向传播，t=2.5s时的

波形图如图所示，此时x=2m处的质点a恰好位于平衡位置。已知该列波的波速为2m/s,则质点a的振

A.y=8sin(nt+；)cmB.y=8sin(nt+cm

C.y=8sin(]t+.)cmD.y=8sin(nt+n)cm

【针对练习2】（2023海南统考模拟预测）如图1所示为一单摆，M、汕单摆偏移的最大位置，0点为最

低点，图2为该单摆的振动图像，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取

A.该单摆的摆长约为1.5m

B.摆球运动到。点时的速度大小为0

C.单摆从图2中h=0.5s到t2=L5s时间内所受的回复力先减小后增大

D.t=7.5s时，摆球运动到N点

【针对练习3】（2023•安徽宿州・统考一模）如图甲所示，弹蓄振子以。点为平衡位置，在光滑水平面上的.4、

5两点之间做简谐运动。取水平正方向，振子的位移斓时间t的变化如图乙所示，则（）

A.在t=0,2s时，振子的加速度为负向最大

B.在t=0.6s时，弹簧振子的弹性势能最小

C.在t=0.4s和t=0,8s两个时刻，振子的速度都为零

D.从t=0,2s到t=0,4s时间内，振子做加速度减小的减速运动

【命题点02机械波的形成及图像分析】

【针对练习4】（多选）（2023•陕西咸阳校考模拟预测）如图所示为一列横渡在不同时刻的波形，1~19为介

质中间隔相等的质点，下列说法错误的是（）

波的传播方向

A.机械波在均匀介质中沿传播方向不一定匀速传播，其传播速度即波速可能增大

B.质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致

C.周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性

D.在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的

整数倍

E.在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位盘间的距离为一个波长的

整数倍

【针对练习5】一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。

如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直

方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传回右端。质点1的振动

周期为nt=o时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（）

1234567891011121314151617181920

A.质点1与质点20间相距一个波长B.质点20开始振动时运动方向向下

C.t=手寸质点5的加速度方向向上D.t=手寸质点12的速度方向向上

【针对练习6】（多选）（2023・四川眉山・统考一模）图（a）和图（b）分别是一列简谐横波在传播方向上相

距8m的两个质点a、b的振动图像。下列说法正确的是（）

图(a)图(b)

A.波的振幅为5cm

B.波的周期为5s

C.波的波速可能为0.8ms

D.t=3s时刻，。质点的振动方向沿了轴正方向

E.t=3s时刻，0、。两质点平衡位置连线中点处的质点一定在波峰

（命题点03波的f涉、衍射及多普勒效应】

e针对绰单及

【针对练习7】（2024•江西赣州赣州中学校考模拟顺测）某均匀介质中两持续振动的振源P、。分别位于X

轴上4=-3cm和金=9cm处，t=0时刻两振源同时开始振动，t=3s时刻在x轴上第一次形成如图所示

A.振源P的振动方程为y=-4sin（nt）cm

B.振源。起振方向沿丁轴正方向

C.两列'波在x=2.5cm处相遇后，该质点的振动始终加强

D.两列波在x=1cm处相遇后，该质点的振动始终加强

【针对练习8*2023-安徽模拟预测）坐标原点。处有一波源，t=0时刻，波源开始振动。在t=0.6s,x>0

的区域波形如图所示，质点P位于孙=4m处。下列说法正确的是（）

A.波源的振动周期是0.6s

B.在0~0.6s的时间内质点P通过的路程为60cm

C.质点P在t=0,8s时以最大速度平行于V轴向上运动

D.一观察者在x>0的位置沿x轴向波源运动，观测到该波的频率将大于2.5Hz

【针对练习9】（多选）（2024湖南湖南师大附中校联考一模）多个点波源在空间也可以形成干涉图样，如

图甲是利用软件模拟出某时刻三个完全相同的横波波源产生的干涉图样。图乙是三个完全相同的横波波源

在均匀介质中位置，波源与，8分别位于等边三角形的三个顶点上，且边长为2m。三个波源t=0时

刻同时开始振动，振动方向垂直纸面，振动图像均如图丙所示。已知波的传播速度为625ms,。处质点位

于三角形中心，C处质点位于&与空连线中点。下列说法正确的是（）

A.位于。处的质点的振幅为6cm

B.其中一列波遇到尺寸为0.8m的障碍物时，不能发生明显的衍射现象

C.1.5s时，C处质点与平衡位置之间的距离是20cm

D.由于三列波在同一种介质中传播，所以三列波的频率不同时也能够发生干涉现象

（命题点04光的折射定律及全反射】

e针对缥3g⑨

【针对练习10】（2023•江苏南京校联考一模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实睑，在失重环

境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的P点恰好发生全反射，反射

角为光在真空中传播速度为c,则（）

A.水的折射率M=sin。

B.光在水球中的传播速度u=与

C.光从空气进入水球，波长变短

D.光从空气进入水球，频率变大

【针对练习11】（2023•陕西咸阳校考模拟预测）如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中乙8=90°,

某种颜色的细光束PD与.4C边平行，从AB的中点。点射入三棱镜，折射光线到达.4C边的E点，3、C

两点之间的距离为工，.4、E两点之间的距离为1.5Z,44=/£应4,光在真空中的传播速度为c,求：

（1）三棱镜对此单色光的折射率；

（2）光线从。点传播到E点需要的时间。

【针对练习12】（2023・四川眉山・统考一模）如图，边长为。的等边三角形△ABC是一中空玻璃棱镜的横截

面，中空部分是圆心在三角形垂心。处、半径为粉圆。让一束激光从-45边的。点以45。的入射角射入棱

镜，光线恰能沿平行于BC边的直线，经。点后从.4。边射出。

（1）求玻璃的折射率〃；

（2）若保持入射角45。不变，使人射点沿A3边向.4点缓慢移动，当入射点移至E点（图中未画出）时，恰

好没有光线进入中空部分，求4E两点间的距离X。

玻璃

B

【命题点05光的F涉、衍射及偏振现象】

【针对练习13】（2023天津南开南开中学校考模拟预测）关于甲、乙、丙、丁四个实脸，以下说法正确的

m丙.单色光通m过双缝T.单色光通过单缝

产生明暗条坟产生明暗条纹

A.四个实脸产生的条纹均为干涉条纹

B.甲、乙两实脸产生的条纹均为等距条纹

C.丙实脸中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大

D.丁实蛉中，适当减小单握的宽度，中央条纹会变宽

【针对练习14］以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是（）

A.图甲是一束单色光进入平行玻璃跨后传播的示意图，当入射角斗逐渐增大到某一值后会在。界面发

生全反射

B.图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离Ax将减小

C.图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象

D.图丁是自然光通过偏振片P、Q的实蛉结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的

光高度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波

【针对练习15】（多选）（2023・河北・校联考模拟预测）利用光的干涉规律可以测量细铁丝的直径，此种方

法的好处是使得测量精度更加精准。现将粗细均匀的细铁丝夹在精度很高的标准玻璃板之间，如图甲所示,

用平行单色光照射时，得到如图乙所示的干涉条纹，该干涉条纹自玻璃板右侧至左侧共有7条。已知所用

单色光的波长为，铁丝位置恰好对应第七条亮条纹的中心位置。下列说法正确的是（）

甲乙

A.干涉条纹是上侧玻璃板的上下两个表面的反射光干涉形成的

B.当稍向右移动图甲中的铁丝时，条纹间距会变小

C.当稍向右移动图甲中的铁丝时，条纹间距会变大

D.当换用介质中光速更小的某单色光照射时会使条纹间距变小

图用柘展培优拿高骞

一、单选题

1.如图所示，.45CD是底角为45。的等腰梯形棱镜的横截面，与底边5c平行的两束单色光4、b（间距及

位搐均可调）从且3边射入，经5c边一次反射后直接从8边射出（图中未画出）。已知棱镜对。两束

光的折射