2024新教材高中物理章末综合检测四电磁振荡与电磁波传感器新人教版选择性必修第二册

第四、五章综合检测(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更的同时，也带来了电磁污染。长期运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，长期运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.如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻()A．振荡电流i在增大B．电容器正在放电C．磁场能正在向电场能转化D．电场能正在向磁场能转化解析：选C从题图中电容器两极板的带电状况和电流方向可知，电容器正在充电，故磁场能正在向电场能转化，振荡电流i在减小，C正确。3．在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于()A．充电电压的大小B．电容器储电量的多少C．自感L和电容C的数值D．回路中电流的大小解析：选C电容器放电时间等于四分之一个振荡周期，即t＝eq\f(T,4)＝eq\f(π,2)eq\r(LC)，所以放电时间取决于自感L和电容C的数值。故选项C正确。4．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照的增加而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：选A光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件，热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻与金属热电阻是两个不同的概念，热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属热电阻随温度上升电阻增大，但灵敏度不高，故C错误，A正确。5．如图甲所示为一种电容式位移传感器的原理图，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。已知电容器的电容与电介质板进入电容器的长度x之间的关系如图乙所示，其中C0为电介质没有插入电容器时的电容。为推断被测物体是否发生微小移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路(图中未画出)，被测物体的初始位置如图甲所示，电路闭合一段时间后，下列说法正确的是()A．若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体肯定在发生移动B．若电源为沟通电源且沟通电流表示数不为零，说明物体肯定在发生移动C．若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说明物体肯定在向右发生移动D．若电源为沟通电源且沟通电流表示数变大，说明物体肯定在向右发生移动解析：选A依据平行板电容器的电容公式C＝eq\f(εS,4πkd)，当电介质板插入极板间的深度发生变更时，则电容器电容发生变更，依据Q＝CU可知，电容器极板上的电荷量发生变更，会有电流“通过”电容器。所以若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体肯定在发生移动，故A正确；电容具有“隔直流、通沟通”的特点，所以若电源为沟通电源，则沟通电流表示数不为零，不能说明物体肯定在发生移动，故B错误；若电源为直流电源且直流电流表示数变大，但没有说明电流的方向，不能推断出物体肯定在向右发生移动，故C错误；若电源为沟通电源且沟通电流表示数变大，可能是电路中的电动势发生了变更，物体不肯定在向右发生移动，故D错误。6．如图(a)所示的电路中，电源为恒压电源，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变更规律是选项图中的()解析：选B光敏电阻随光照的增加电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零。故选项B正确。7.如图所示，是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照耀，电阻减小；门关闭会遮挡红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光状况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比()A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小解析：选D门打开R3减小，导致R总减小、I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－eq\f(UR2,R2)增加，电磁继电器磁性增加把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C错误，D正确。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．依据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是()A．教室中发光的日光灯四周空间必有磁场和电场B．工作时打点计时器四周必有磁场和电场C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者相互垂直解析：选ABD教室中发光的日光灯、工作时打点计时器用的振荡电流，在其四周产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确。9．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照耀光强度增大时()A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析：选ABC当照耀光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A项正确，D项错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C项正确。10．霍尔元件的结构坚固，体积小，重量轻，寿命长，安装便利，功耗小，频率高(可达1MHz)，耐振动，不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀，所以得到了广泛的应用。如图甲是常见的两种霍尔元件，图乙为其工作的原理图。在霍尔元件中通以大小恒定的电流，方向由a向b，将一磁体靠近时，在c、f两端将会有肯定的电势差，下列说法正确的是()A．磁场无论是什么方向，c、f两端都会有电势差B．只要保持磁感应强度大小不变，无论怎样变更磁场的方向，c、f两端的电势差都不会发生变更C．当磁感应强度大小不变时，c、f两端的电势差会随所加磁场方向的变更而变更D．在加上某一方向的磁场后，假如c、f两端有电势差，其数值会随磁感应强度的增大而增大解析：选CD霍尔元件的工作原理是磁场对运动电荷会产生力的作用，但当电荷运动的方向与磁场方向平行时，就不会受到磁场力的作用，c、f两端就不会产生电势差，选项A、B错误，C正确；当有磁场时，假如c、f两端产生电势差，由UH＝keq\f(IB,d)可得，电势差的数值会随磁感应强度的增大而增大，选项D正确。三、非选择题(本题共4小题，共54分)11．(10分)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。(1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图甲所示是光敏电阻阻值随光强变更的图线，由此可得到的结论是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)如图乙所示为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将________(选填“A、B”或“C、D”)接照明电路。(3)请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。(4)已知电源电动势为3V，内阻忽视不计，电磁铁线圈电阻R0＝20.0Ω，电流超过50mA时可吸合衔铁。假如要求光强达到2cd时，照明电路恰好接通，则图丙中定值电阻R＝________Ω。解析：(1)由题图甲可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值快速下降，进一步增大光照强度，电阻值变更减小，然后渐渐趋向平缓。(2)由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁连接的是限制电路，衔铁连通的是工作电路，故工作时，应将“C、D”接照明电路。(3)光敏电阻、定值电阻、电源与L组成限制电路；C、D与灯泡组成工作电路，电路连接如图所示。(4)由题图甲所示图线可知，2cd对应的光敏电阻阻值R光敏＝18Ω，由闭合电路欧姆定律可知此时电路中电流I＝eq\f(E,R光敏＋R＋R0)，代入数据解得R＝22Ω。答案：(1)随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值快速下降，进一步增大光照强度，电阻值变更减小，然后渐渐趋向平缓(2)C、D(3)图见解析(4)2212．(10分)一台收音机的频率接收范围从f1＝2.2MHz到f2＝22MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2，电感线圈的自感系数不变，调谐电容器的相应电容变更范围从C1到C2。求eq\f(λ1,λ2)、eq\f(C1,C2)。解析：依据公式v＝λf，因电磁波在空中的波速等于光速，所以波长与频率成反比，即eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(f2,f1)＝eq\f(10,1)依据电磁振荡公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))，收音机接收电路中的L是固定的，所以频率跟电容的平方根成反比，即eq\f(f1,f2)＝eq\f(\r(C2),\r(C1))，整理可得eq\f(C1,C2)＝eq\f(f22,f12)＝eq\f(100,1)。答案：10∶1100∶113．(16分)图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)。(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10－2s，则圆盘的转速为多少？(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为多少？(保留3位有效数字)解析：(1)由题图乙可知一个周期对应4.4大格，所以T＝4.4×5.00×10－2s＝0.22s故转速n＝eq\f(1,T)≈4.55r/s。(2)由题图乙可知反光时间t＝0.2×5.00×10－2s＝1.00×10－2s由l＝eq\f(2πr,T)·t可得涂层长度l＝eq\f(2π×5.1,0.22)×1.00×10－2cm≈1.46cm。答案：(1)4.55r/s(2)1.46cm14．(18分)如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一匀称的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。求：(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1与A端的距离x1。(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1与A端的距离x2。(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调整P2，使P2离A端的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。解析：(1)由力的平衡学问有：m0g＝kx1，解得x1＝eq\f(m0g,k)。(2)放上物体重新平衡后，由力的平衡学问有：m0g＋mg＝kx2，解得x2＝eq\f