阶段综合评价（四） 电磁振荡与电磁波

阶段综合评价（四）电磁振荡与电磁波(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24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．以下电场中能产生电磁波的是()A．E＝10N/CB．E＝5sin(4t＋1)N/CC．E＝(3t＋2)N/CD．E＝2tN/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。2．无线电广播的中波段波长范围为187～560m，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104Hz，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＝eq\f(c,f)，知f＝eq\f(c,λ)，其中c＝3×108m/s。当λ1＝187m时，f1＝1.60×106Hz；λ2＝560m时，f2＝0.536×106Hz。n＝eq\f(f1－f2,Δf)＝eq\f(1.60×106－0.536×106,104)个＝106个，比较一下选项，应选C选项。3．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。4.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。5．(2022·北京高考)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2(U1、U2为定值)时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是()A．U1<U2B．R2为压力传感器C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高解析：选C由题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于U1，根据串联电路分压特点可知，R1为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值变小，R1压力传感器两端电压变小，所以U1>U2，A、B错误；根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为U＝eq\f(E,R1＋R2)R1＝eq\f(E,1＋\f(R2,R1))，若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警a、b两端的电压大于U1时，R1压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于U2开启高水位预警时，R1压力传感器阻值需要越大，则水位越低，C正确，D错误。6．如图所示，医学上常用的水银体温计可以在家庭中测量体温，红外测温枪在居民区、办公楼、商场等公共场所测量体温。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.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＝2πeq\r(LC)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＝2πeq\r(LC)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。8．红外线热像仪可以监测人的体温。红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时被测者的体温，关于红外线热像仪，下列说法正确的是()A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线能量小，可以节约能量B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用D．红外线热像仪根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测体温解析：选D一切物体均能发出红外线，因此选择红外线进行检测，与其能量大小没有关系，故A错误。红外线热像仪通过接收人体发出的红外线来检测温度，故B错误。紫外线具有杀菌作用，红外线能量相比紫外线小得多，没有杀菌作用，故C错误。一切物体都能发射红外线，且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同，红外线热像仪就是根据此原理来检测体温的，故D正确。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9．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。10．某磁敏电阻的阻值R随外加磁场的磁感应强度B变化的图线如图甲所示。学习小组使用该磁敏电阻设计保护负载的电路如图乙所示，U为直流电压，下列说法正确的有()A．增大电压U，负载电流不变B．增大电压U，电路的总功率变大C．抽去线圈铁芯，磁敏电阻的阻值变小D．抽去线圈铁芯，负载两端电压变小解析：选BC为保护负载，则磁敏电阻两端需要分压，增大电压U，则磁敏电阻的阻值增大，根据甲图可知磁感应强度增大，所以通过线圈的电流增大，根据P＝UI可知电路的总功率P变大，故A错误，B正确；抽去线圈铁芯，线圈产生的磁感应强度减小，故磁敏电阻的阻值变小，则磁敏电阻两端的电压变小，而U不变，所以负载两端电压变大，故C正确，D错误。11.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。现将一只光敏电阻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消耗的总功率越小解析：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＝eq\f(E,R＋r＋RL＋R1)，光敏电阻R消耗的功率为PR＝eq\f(E2R,(R＋r＋RL＋R1)2)，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消耗功率越小，故D正确。12．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10VB．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，由变压器原理可得副线圈输出电压即电压表V的示数U2＝10V，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60分)13．(6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________(选填“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)c14．(8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________(选填“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________(选填“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15．(12分)电感线圈的电流在Δt＝0.2s内的变化为ΔI＝1A，线圈产生的感应电动势为E＝18mV，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36km，求电容器的电容。(感应电动势E与电感L的关系式为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)如图所示，线圈L的自感系数为25mH，电阻为零，电容器C的电容为40μF，灯泡D的规格是“4V,2W”。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＝eq\f(π,2)×10－3s时，电容器的右极板带何种电荷；(2)当t＝π×10－3s时，LC振荡电路中的电流是多少。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。断开开关S时，电流最大，经eq\f(T,4)，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×10－3s＝eq\f(T,2)，此时电流最大，与没有断开开关S时的电流大小相等，则I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,4)A＝0.5A。答案：(1)正电荷(2)0.5A17.(18分)如图所示为检测某传感器的电路图。传感器上标有“3V0.9W”的字样(传感器可看作是一个纯电阻)，滑动变阻