2022秋新教材高中物理粤教版选择性必修第二册阶段验收评价四电磁振荡与电磁波传感器 试卷

阶段验收评价（四）  电磁振荡与电磁波  传感器

(本试卷满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)

1．电磁波给人们的生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通讯装置，会对人体健康产生影响的是(　　)

解析：选C　手机是通过电磁波来传递信息的，长期使用会对人体的健康产生影响。摇柄电话、拨号电话、按键电话都是通过导线中的电流进行信息传播的，没有电磁波的污染，故C正确。

2．以下电场中能产生电磁波的是(　　)

A．E＝10 N/C　　　　　　 B．E＝5sin(4t＋1)N/C

C．E＝(3t＋2)N/C   D．E＝2t N/C

解析：选B　振荡的电场可以在周围产生振荡磁场，形成电磁波，故B正确。

3．无线电广播的中波段波长范围为187～560 m，为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少要相差104 Hz，则此波段中最多能容纳的电台数约为(　　)

A．500个   B．187个

C．100个   D．20个

解析：选C　由公式λ＝， 知f＝，其中c＝3×108 m/s。当λ1＝187 m时，f1＝1.60×106 Hz；λ2＝560 m时，f2＝0.536×106 Hz。n＝＝个＝106个，比较一下选项，应选C选项。

4．下列说法中正确的是(　　)

A．遥控器发出的红外线波长和医院给病人做的脑部CT中的X射线波长相同

B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的

C．麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在

D．红外线最显著的作用是荧光效应，紫外线最显著的作用是热效应

解析：选C　红外线波长一定大于X射线波长，故A错误；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，故B错误；根据物理学史的内容可知，麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确；紫外线最显著的作用是荧光效应，红外线最显著的作用是热效应，故D错误。

5.如图为手机信号屏蔽器。手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地等禁止使用手机的场所。手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联系起来，完成数据的传输。针对这种通信原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的底端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰。对于手机信号屏蔽器的工作过程，下列说法中正确的是(　　)

A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的

B．手机信号屏蔽器是利用静电感应的原理来工作的

C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内

D．手机信号屏蔽器通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的

解析：选D　手机信号屏蔽器是利用屏蔽器发出的信号去干扰手机接收从基站传过来的信号，从而起到屏蔽作用。因此手机信号屏蔽器通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的，故A、B、C错误，D正确。

6．在新型冠状病毒肺炎疫情防控期间，测量体温成为重要的防疫措施之一。如图所示，医学上常用的水银体温计可以在家庭中使用，红外测温枪在居民区、办公楼、商场等公共场所广泛应用。某同学查阅资料，获得以下信息：自然界中任何高于绝对零度的物体都在随时随地地向外辐射能量。单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，非接触式温度测量即测量辐射功率的大小，并由此得到一个与该物体温度成一定关系的信号。红外测温枪是能够测量物体辐射功率大小并转化为物体温度的仪器。根据以上信息和学过的知识，作出如下判断，其中正确的是(　　)

A．水银体温计可以用来测量沸水的温度

B．水银体温计离开人体后，水银迅速流回水银泡

C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度

D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低

解析：选D　水银体温计的测量范围一般为35～42 ℃，而沸水的温度为100 ℃，所以水银体温计不可以用来测量沸水的温度，故A错误；因为体温计玻璃泡的上方有一处细管叫缩口，缩口可以阻止水银流回到玻璃泡内，这样就可以离开人体读数而不用担心示数不准了，故B错误；红外测温枪是通过测量人体发射出的红外线，从而测量人体温度的，故C错误；红外测温枪在测量人体温度时，离人体越远，红外测温枪接受到人体辐射的功率会越小，所以显示温度越低，故D正确。

7．(2021·江门高二检测)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期为T＝2π 的振荡电流。下列说法正确的是(　　)

A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小

B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小

C．当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场先变弱后变强

D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大

解析：选A　两块平行金属板构成的电容器中间的不导电液体是一种电介质，液体的高度升高，相当于插入的电介质增多，电容增大，根据T＝2π可知，电容增大时，振荡电流的周期增大，则频率减小，A正确，B错误；在S从a拨到b之后的半个周期内，刚开始电容器作为电源放电，线圈中产生逐渐增大的电流，此时磁场增强，放电完毕后，电路中电流最大，此后电路中电流逐渐减小，电容器充电，磁场变弱，C错误；在S从a拨到b之后的四分之一个周期内，回路中的电流先逐渐增大，但电流变化越来越慢，故L的自感电动势变小，D错误。

二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

8．在运行的火车车厢里，你若打开收音机是不能听清声音的，你若打移动电话，是丝毫不受影响的，收音机、手机都是靠无线电传递信号的，所不同的是，收音机利用的无线电信号频率低，手机利用的无线电信号频率高，下列说法正确的是(　　)

A．低频无线电信号传播的速度小，追不上火车

B．低频无线电信号传播的速度大，已经超过了火车

C．高频无线电信号衍射能力差，穿透能力强，可以进入火车车厢

D．低频无线电信号衍射能力强，穿透能力弱，不能进入火车车厢

解析：选CD　无线电信号在空气中的波速约等于光速，它的波长越长，穿透能力越弱，衍射能力越强。C、D两项正确。

9．自动控制电路中常用到半导体材料，光敏电阻便是其中的一种。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。现将一只光敏电组R连入电路，与定

值电阻R1、小灯泡L(灯丝电阻RL视为不变)组成如图所示的电路，RL＝r，光照强度为某一值时，R＝RL＋R1＋r。若将照射R的光照强度减弱，则(　　)

A．小灯泡变暗

B．光敏电阻R消耗的功率先增大后减小

C．电源输出功率一直减小

D．小灯泡与电阻R1消耗的总功率减小

解析：选ACD　光照强度减弱，光敏电阻阻值增大，通过灯泡的电流变小，灯泡功率减小，灯泡变暗，故A正确；根据闭合电路的欧姆定律可知，总电流为I＝，光敏电阻R消耗的功率为PR＝，将r＋RL＋R1看作内阻，当外电阻等于内阻时，等效电源输出功率最大，即R消耗功率最大，一开始R＝RL＋R1＋r，则光照强度减弱的过程中，R消耗的功率一直减小，故B错误；同理可知光照强度减弱的过程中，电源的输出功率一直减小，故C正确；小灯泡与电阻R1为定值电阻，功率P＝I2(RL＋R1)，R越大，电流I越小，小灯泡及电阻R1消耗功率减小，故D正确。

10．如图甲所示，“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警。下列说法正确的是(　　)

A．电压表V的示数为10 V

B．R0处出现火情时，电流表A的示数减小

C．R0处出现火情时，变压器的输入功率增大

D．要使报警器报警的临界温度升高，可将R1的滑片P适当向下移动

解析：选AC　若原线圈的输入电压为U，其有效值为U1，根据有效值的定义，有·＝T，其中U＝100 V，解得U1＝100 V，由变压器原理可得副线圈输出电压即电压表V的示数U2＝10 V，选项A正确。R0处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，副线圈电流增大，根据变压器原理可知，电流表A的示数增大，变压器输入功率增大，选项B错误，C正确。将R1的滑片P向上移动，副线圈电路的总电阻变小，总电流增大，R0处电压变大，报警器的分压变小，电流也减小，报警器报警的临界温度升高，选项D错误。

三、非选择题(本题共5小题，共54分)

11．(7分)如图(a)所示是小球过桥时对不同类型的桥面压力的实验。采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图(b)中电脑屏幕所示。

(1)图(a)中的传感器为________传感器；

(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面。对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)。

解析：该传感器把压力信号转化为电信号，属于压力传感器；小球经过凸形桥甲的最高点时，对桥面的压力小于其自身重力，其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c。

答案：(1)压力　(2)c

12．(9分)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，不但反应快，而且精确度高。

(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，只使热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)。

(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20  ℃(电流表表盘如图甲所示)，则25 ℃刻度应在20 ℃刻度的________(填“左”或“右”)侧。

(3)将该热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度的变化。请用图乙中的器材(可增加元件)设计一个电路。

解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会变小。

(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度值应对应较大的电流，故在20 ℃刻度的右侧。

(3)电路如图所示。

答案：(1)小　(2)右　(3)见解析图

13．(11分)电感线圈的电流在Δt＝0.2 s内的变化为ΔI＝1 A，线圈产生的感应电动势为E＝18 mV，由该线圈和一电容器组成的振荡电路所辐射的无线电波的波长为36 km，求电容器的电容。(感应电动势E与电感L的关系式为E＝)

解析：由E＝，可得L＝3.6×10－3 H，而λ＝cT＝2cπ，解得C＝＝10－7 F＝0.1 μF。

答案：0.1 μF

14.(12分)如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V,2 W”。开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC振荡电路中产生振荡电流。若从开关S断开开始计时，求：

(1)当t＝×10－3 s时，电容器的右极板带何种电荷；

(2)当t＝π×10－3 s时，LC振荡电路中的电流是多少。

解析：(1)由T＝2π知，T＝2π× s＝2π×10－3 s。t＝×10－3 s＝T。断开开关S时，电流最大，经，电流最小，电容器两极板间电压最大。在此过程中线圈对电容器充电，右极板带正电荷。

(2)t＝π×10－3 s＝，此时电流最大，与没有断开开关S时的电流大小相等，则I＝＝ A＝0.5 A。

答案：(1)正电荷　(2)0.5 A

15.(15分)如图所示为检测某传感器的电路图。传感器上标有“3 V　0.9 W”的字样(传感器可看作是一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 　1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。

(1)求传感器的电阻和额定电流。

(2)为了确保电路各部分的安全，在A、B之间所加的电源电压最大值是多少？

(3)如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去作用。实际检测时，将一个恒压电源加在图中A、B之间，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压。检测记录如下：

若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时A、B间所加的电压是多少？

解析：(1)传感器的电阻R传＝＝ Ω＝10 Ω

额定电流I传＝＝ A＝0.3 A。

(2)最大电流I＝I传＝0.3 A

电源电压最大值Umax＝U传＋U0max

U传为传感器的额定电压，U0max为R0＝10 Ω时R0两端的电压，即U0max＝I传R0＝0.3×10 V＝3 V，此时刚好不超过电压表量程

故Umax＝U传＋U0max＝3 V＋3 V＝6 V。

(3)实际检测时加在A、B间的电压记为U。传感器的实际电阻为R传′，根据第一次实验记录数据有U＝I1R传′＋U1

根据第二次实验记录数据有U＝I2R传′＋U2

代入数据解得R传′＝9.5 Ω，U＝3 V

传感器的电阻变化为ΔR＝R传－R传′＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω＜1 Ω，所以此传感器仍可使用。

答案：(1)10 Ω　0.3 A　(2)6 V　(3)仍可使用　3 V