階段綜合評價（四） 電磁振蕩與電磁波

階段綜合評價（四）電磁振蕩與電磁波(本試卷滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．以下電場中能產(chǎn)生電磁波的是()A．E＝10N/CB．E＝5sin(4t＋1)N/CC．E＝(3t＋2)N/CD．E＝2tN/C解析：選B振蕩的電場可以在周圍產(chǎn)生振蕩磁場，形成電磁波，故B正確。2．無線電廣播的中波段波長范圍為187～560m，為了避免鄰近電臺的干擾，兩個電臺的頻率范圍至少要相差104Hz，則此波段中最多能容納的電臺數(shù)約為()A．500個 B．187個C．100個D．20個解析：選C由公式λ＝eq\f(c,f)，知f＝eq\f(c,λ)，其中c＝3×108m/s。當λ1＝187m時，f1＝1.60×106Hz；λ2＝560m時，f2＝0.536×106Hz。n＝eq\f(f1－f2,Δf)＝eq\f(1.60×106－0.536×106,104)個＝106個，比較一下選項，應選C選項。3．下列說法中正確的是()A．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院給病人做的腦部CT中的X射線波長相同B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C．麥克斯韋預言了空間存在電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在D．紅外線最顯著的作用是熒光效應，紫外線最顯著的作用是熱效應解析：選C紅外線波長一定大于X射線波長，故A錯誤；電磁波是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的，故B錯誤；根據(jù)物理學史的內(nèi)容可知，麥克斯韋預言了空間存在電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故C正確；紫外線最顯著的作用是熒光效應，紅外線最顯著的作用是熱效應，故D錯誤。4.如圖為手機信號屏蔽器。手機信號屏蔽器主要針對各類考場、加油站、軍事重地等禁止使用手機的場所。手機工作時，是在一定頻率范圍內(nèi)，手機和基站通過無線電波聯(lián)系起來，完成數(shù)據(jù)的傳輸。針對這種通信原理，手機信號屏蔽器在工作過程中以一定的速度從手機通信所使用的頻率的底端向高端掃描，在掃描過程中向手機發(fā)送一定頻率的電磁波信號，使手機不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對手機形成干擾。對于手機信號屏蔽器的工作過程，下列說法中正確的是()A．手機信號屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的B．手機信號屏蔽器是利用靜電感應的原理來工作的C．手機信號屏蔽器工作時能阻止基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場所內(nèi)D．手機信號屏蔽器通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達到目的解析：選D手機信號屏蔽器是利用屏蔽器發(fā)出的信號去干擾手機接收從基站傳過來的信號，從而起到屏蔽作用。因此手機信號屏蔽器通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達到目的，故A、B、C錯誤，D正確。5．(2022·北京高考)某同學利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的R1和R2，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器(可等效為可變電阻)。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當a、b兩端的電壓大于U1時，控制開關自動開啟低水位預警；當a、b兩端的電壓小于U2(U1、U2為定值)時，控制開關自動開啟高水位預警。下列說法正確的是()A．U1<U2B．R2為壓力傳感器C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預警時的水位越低D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預警時的水位越高解析：選C由題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當控制開關自動開啟低水位預警，此時水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于a、b兩端此時的電壓大于U1，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，R1為壓力傳感器，故高水位時壓力傳感器的電阻值變小，R1壓力傳感器兩端電壓變小，所以U1>U2，A、B錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，a、b兩端的電壓為U＝eq\f(E,R1＋R2)R1＝eq\f(E,1＋\f(R2,R1))，若定值電阻的阻值越大，當開啟低水位預警a、b兩端的電壓大于U1時，R1壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低；當a、b兩端的電壓小于U2開啟高水位預警時，R1壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低，C正確，D錯誤。6．如圖所示，醫(yī)學上常用的水銀體溫計可以在家庭中測量體溫，紅外測溫槍在居民區(qū)、辦公樓、商場等公共場所測量體溫。某同學查閱資料，獲得以下信息：自然界中任何高于絕對零度的物體都在隨時隨地地向外輻射能量。單位時間內(nèi)，物體表面單位面積上所發(fā)射的總輻射能叫輻射功率，輻射功率與該物體的溫度有確定的關系，非接觸式溫度測量即測量輻射功率的大小，并由此得到一個與該物體溫度成一定關系的信號。紅外測溫槍是能夠測量物體輻射功率大小并轉化為物體溫度的儀器。根據(jù)以上信息和學過的知識，作出如下判斷，其中正確的是()A．水銀體溫計可以用來測量沸水的溫度B．水銀體溫計離開人體后，水銀迅速流回水銀泡C．紅外測溫槍向人體發(fā)射紅外線，從而測量人體溫度D．紅外測溫槍測量人體溫度時，離人體越遠，顯示溫度越低解析：選D水銀體溫計的測量范圍一般為35～42℃，而沸水的溫度為100℃，所以水銀體溫計不可以用來測量沸水的溫度，故A錯誤；因為體溫計玻璃泡的上方有一處細管叫縮口，縮口可以阻止水銀流回到玻璃泡內(nèi)，這樣就可以離開人體讀數(shù)而不用擔心示數(shù)不準了，故B錯誤；紅外測溫槍是通過測量人體發(fā)射出的紅外線，從而測量人體溫度的，故C錯誤；紅外測溫槍在測量人體溫度時，離人體越遠，紅外測溫槍接受到人體輻射的功率會越小，所以顯示溫度越低，故D正確。7.為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容器C置于儲罐中，電容器可通過開關S與線圈L或電源相連，如圖所示。當開關從a撥到b時，由L與C構成的回路中產(chǎn)生周期為T＝2πeq\r(LC)的振蕩電流。下列說法正確的是()A．若罐中的液面上升，振蕩電流的頻率變小B．若罐中的液面上升，振蕩電流的周期變小C．當S從a撥到b之后的半個周期內(nèi)，回路中的磁場先變?nèi)鹾笞儚奃．當S從a撥到b之后的四分之一周期內(nèi)，回路中的電流增大，L的自感電動勢變大解析：選A兩塊平行金屬板構成的電容器中間的不導電液體是一種電介質，液體的高度升高，相當于插入的電介質增多，電容增大，根據(jù)T＝2πeq\r(LC)可知，電容增大時，振蕩電流的周期增大，則頻率減小，A正確，B錯誤；在S從a撥到b之后的半個周期內(nèi)，剛開始電容器作為電源放電，線圈中產(chǎn)生逐漸增大的電流，此時磁場增強，放電完畢后，電路中電流最大，此后電路中電流逐漸減小，電容器充電，磁場變?nèi)酰珻錯誤；在S從a撥到b之后的四分之一個周期內(nèi)，回路中的電流先逐漸增大，但電流變化越來越慢，故L的自感電動勢變小，D錯誤。8．紅外線熱像儀可以監(jiān)測人的體溫。紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時被測者的體溫，關于紅外線熱像儀，下列說法正確的是()A．選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線能量小，可以節(jié)約能量B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D．紅外線熱像儀根據(jù)物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同的原理來檢測體溫解析：選D一切物體均能發(fā)出紅外線，因此選擇紅外線進行檢測，與其能量大小沒有關系，故A錯誤。紅外線熱像儀通過接收人體發(fā)出的紅外線來檢測溫度，故B錯誤。紫外線具有殺菌作用，紅外線能量相比紫外線小得多，沒有殺菌作用，故C錯誤。一切物體都能發(fā)射紅外線，且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同，紅外線熱像儀就是根據(jù)此原理來檢測體溫的，故D正確。二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9．在運行的火車車廂里，你若打開收音機是不能聽清聲音的，你若打移動電話，是絲毫不受影響的，收音機、手機都是靠無線電傳遞信號的，所不同的是，收音機利用的無線電信號頻率低，手機利用的無線電信號頻率高，下列說法正確的是()A．低頻無線電信號傳播的速度小，追不上火車B．低頻無線電信號傳播的速度大，已經(jīng)超過了火車C．高頻無線電信號衍射能力差，穿透能力強，可以進入火車車廂D．低頻無線電信號衍射能力強，穿透能力弱，不能進入火車車廂解析：選CD無線電信號在空氣中的波速約等于光速，它的波長越長，穿透能力越弱，衍射能力越強。C、D兩項正確。10．某磁敏電阻的阻值R隨外加磁場的磁感應強度B變化的圖線如圖甲所示。學習小組使用該磁敏電阻設計保護負載的電路如圖乙所示，U為直流電壓，下列說法正確的有()A．增大電壓U，負載電流不變B．增大電壓U，電路的總功率變大C．抽去線圈鐵芯，磁敏電阻的阻值變小D．抽去線圈鐵芯，負載兩端電壓變小解析：選BC為保護負載，則磁敏電阻兩端需要分壓，增大電壓U，則磁敏電阻的阻值增大，根據(jù)甲圖可知磁感應強度增大，所以通過線圈的電流增大，根據(jù)P＝UI可知電路的總功率P變大，故A錯誤，B正確；抽去線圈鐵芯，線圈產(chǎn)生的磁感應強度減小，故磁敏電阻的阻值變小，則磁敏電阻兩端的電壓變小，而U不變，所以負載兩端電壓變大，故C正確，D錯誤。11.自動控制電路中常用到半導體材料，光敏電阻便是其中的一種。光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小。現(xiàn)將一只光敏電阻R連入電路，與定值電阻R1、小燈泡L(燈絲電阻RL視為不變)組成如圖所示的電路，RL＝r，光照強度為某一值時，R＝RL＋R1＋r。若將照射R的光照強度減弱，則()A．小燈泡變暗B．光敏電阻R消耗的功率先增大后減小C．電源輸出功率一直減小D．小燈泡與電阻R1消耗的總功率越小解析：選ACD光照強度減弱，光敏電阻阻值增大，通過燈泡的電流變小，燈泡功率減小，燈泡變暗，故A正確；根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，總電流為I＝eq\f(E,R＋r＋RL＋R1)，光敏電阻R消耗的功率為PR＝eq\f(E2R,(R＋r＋RL＋R1)2)，將r＋RL＋R1看作內(nèi)阻，當外電阻等于內(nèi)阻時，等效電源輸出功率最大，即R消耗功率最大，一開始R＝RL＋R1＋r，則光照強度減弱的過程中，R消耗的功率一直減小，故B錯誤；同理可知光照強度減弱的過程中，電源的輸出功率一直減小，故C正確；小燈泡與電阻R1為定值電阻，功率P＝I2(RL＋R1)，R越大，電流I越小，小燈泡及電阻R1消耗功率越小，故D正確。12．如圖甲所示，“火災報警系統(tǒng)”電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接入圖乙所示的電壓，電壓表和電流表均為理想電表，R0為半導體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，R1為變阻器，當通過報警器的電流超過某值時，報警器將報警。下列說法正確的是()A．電壓表V的示數(shù)為10VB．R0處出現(xiàn)火情時，電流表A的示數(shù)減小C．R0處出現(xiàn)火情時，變壓器的輸入功率增大D．要使報警器報警的臨界溫度升高，可將R1的滑片P適當向下移動解析：選AC若原線圈的輸入電壓為U，其有效值為U1，根據(jù)有效值的定義，有eq\f(U2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U12,R)T，其中U＝100eq\r(2)V，解得U1＝100V，由變壓器原理可得副線圈輸出電壓即電壓表V的示數(shù)U2＝10V，選項A正確。R0處出現(xiàn)火情時，熱敏電阻的阻值減小，副線圈電流增大，根據(jù)變壓器原理可知，電流表A的示數(shù)增大，變壓器輸入功率增大，選項B錯誤，C正確。將R1的滑片P向上移動，副線圈電路的總電阻變小，總電流增大，R0處電壓變大，報警器的分壓變小，電流也減小，報警器報警的臨界溫度升高，選項D錯誤。三、非選擇題(本題共5小題，共60分)13．(6分)如圖(a)所示是小球過橋時對不同類型的橋面壓力的實驗。采用DIS方法對模型進行測量，其結果如圖(b)中電腦屏幕所示。(1)圖(a)中的傳感器為______傳感器；(2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面。對于凸形橋甲，其相對應的壓力圖線應是圖(b)電腦屏幕上的________(選填“a”“b”或“c”)。解析：該傳感器把壓力信號轉化為電信號，屬于壓力傳感器；小球經(jīng)過凸形橋甲的最高點時，對橋面的壓力小于其自身重力，其相對應的壓力圖線應是電腦屏幕上的c。答案：(1)壓力(2)c14．(8分)利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，不但反應快，而且精確度高。(1)如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，只使熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(選填“大”或“小”)。(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為20℃(電流表表盤如圖甲所示)，則25℃刻度應在20℃刻度的________(選填“左”或“右”)側。(3)將該熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度的變化。請用圖乙中的器材(可增加元件)設計一個電路。解析：(1)因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大，故電路中電流會變小。(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度值應對應較大的電流，故在20℃刻度的右側。(3)電路如圖所示。答案：(1)小(2)右(3)見解析圖15．(12分)電感線圈的電流在Δt＝0.2s內(nèi)的變化為ΔI＝1A，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為E＝18mV，由該線圈和一電容器組成的振蕩電路所輻射的無線電波的波長為36km，求電容器的電容。(感應電動勢E與電感L的關系式為E＝eq\f(LΔI,Δt))解析：由E＝eq\f(LΔI,Δt)，可得L＝3.6×10－3H，而λ＝cT＝2cπeq\r(LC)，解得C＝eq\f(λ2,4c2π2L)＝10－7F＝0.1μF。答案：0.1μF16.(16分)如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V,2W”。開關S閉合后，燈泡正常發(fā)光，S斷開后，LC振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流。若從開關S斷開開始計時，求：(1)當t＝eq\f(π,2)×10－3s時，電容器的右極板帶何種電荷；(2)當t＝π×10－3s時，LC振蕩電路中的電流是多少。解析：(1)由T＝2πeq\r(LC)知，T＝2π×eq\r(25×10－3×40×10－6)s＝2π×10－3s。t＝eq\f(π,2)×10－3s＝eq\f(1,4)T。斷開開關S時，電流最大，經(jīng)eq\f(T,4)，電流最小，電容器兩極板間電壓最大。在此過程中線圈對電容器充電，右極板帶正電荷。(2)t＝π×10－3s＝eq\f(T,2)，此時電流最大，與沒有斷開開關S時的電流大小相等，則I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,4)A＝0.5A。答案：(1)正電荷(2)0.5A17.(18分)如圖所示為檢測某傳感器的電路圖。傳感器上標有“3V0.9W”的字樣(傳感器可看作是一個純電阻)，滑動變阻