2022年粤教版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡电磁波、第五章传感器 课时练习题及章末检测含答案解析

第四、五章电磁振荡与电磁波、传感器

1、电磁振荡麦克斯书电磁场理论.............................................1

2、电磁波的发射、传播和接收电磁波谱.......................................6

3、传感器及其工作原理传感器的应用........................................11

4、用传感器制作自动控制装置................................................16

章末综合检测................................................................21

1、电磁振荡麦克斯韦电磁场理论

1.关于麦克斯韦的电磁场理论，以下说法正确的是（）

A.在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论

B.麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在

C.变化的电场一定可以在周围的空间产生电磁波

D.变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场

解析：选B麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而后赫兹第一个用实验证明了电磁波的存

在，故A错误，B正确。根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场在周围空间产生稳定

的磁场，此时不能产生电磁波，故C错误；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的磁场在

周围空间产生稳定的电场，故D错误。

2.（2021•茂名高二检测）（多选）下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是（）

A.均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场

B.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波

C.赫兹通过实验证实了电磁波的存在

D.空间某个区域振荡变化的电场或磁场能产生电磁波

解析：选CD均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故A错误；均匀变化的电场或磁

场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故B错误：电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫

兹通过实验证实，故C正确；振荡变化的电场或磁场能产生电磁波，故D正确。

3.（多选）在£6•振荡电路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是（）

A.电容器放电完毕时刻，电路中磁场能最小

B.电路中电流值最大时刻，电路中磁场能最大

C.电容器极板上电荷量最多时，电场能最大

I）.电路中电流值最小时刻，电场能最小

解析：选BC电容器放电完毕时,g=0,但此时，最大，所以磁场能最大，A错误；电流最

小＞=0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，D错误；同理分析，B、C正确。

4.有关电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）

A.麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在

B.变化的电场一定产生变化的磁场

C.电磁波是纵波，能传播信息

D.频率为750kHz的电磁波在真空中传播时，其波长为400nl

解析：选D赫兹用实验证明了电磁波的存在，A错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，B

c3X108

错误；电磁波是横波，C错误；A=-=75X1Q5m=400in,D正确。

5.关于振荡电路，下列说法正确的是（）

A.一个周期内，电容器充、放电各一次

B.电容器极板间电压最大时，线圈中的电流最强

C.电容器开始充电时，线圈中的磁场能最强

D.电容器开始充电时，电场能最大

解析：选C电容器从开始充电到放电完毕才经历半个周期，一个周期内，电容器应充、放

电各两次，A错误；电容器极板间电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中电流为零,

B错误；电容器开始充电时，电场能为零，线圈中磁场能最大，C正确，U错误。

6.如图所示是一个振荡电路中电流的变化图线，下列说法正确的是（)

A.力时刻电容器两极板间电压最大

B.G时刻电容器两极板间电压为零

C.力时刻电路中只有电场能

D.力时刻电容器所带电荷量为零

解析：选D由题图可知小时刻电流/最大，为时刻电流/为零，NC

振荡电路中电流i最大时，说明磁场最强，磁场能最大，电场能为零，口

容器电压、电荷量均为零；电流i最小时，各物理量大小随之与前述状态

相反，A、B、C错误，D正确。

7.如图所示，£是电阻不计的线圈，开关S闭合后电路中有稳定的电流，若t=0时刻断开S

切断电源，则电容器力板所带电荷量？随时间变化的图线应是图中的哪一个（）

解析：选C开关S闭合时线圈£中有电源提供的向下的电流，其电阻为零，故两端无电压,

与其并联的电容器未被充电，断开开关S,线圈与电源及电阻器断开而与电容器。构成回路,

线圈上原来的电源电流被切断，但由于自感，线圈上的电流不会立刻减弱为零，而要保持原来方

向继续流动，并对电容器充电，这就使电容器力板带上负电荷并逐渐增多，当充电电流减为零时,

电容器4板上的负电荷量达到最大值c此后电容器放电，8板上正电荷通过线圈移至1板，放电

完毕后，电荷量减为零，接着又开始反方向的充电过程，力板上正电荷逐渐增多直到最大，再放

电……电路中形成电磁振荡。因此，电容器力板上电荷量随时间变化的区线是C。

8.（多选）己知一理想的振荡旦路中电流变化规律与单摆振动的速度变化规律同步，设在

电容器开始放电时开始计时，贝H）

A.单摆势能最大时，振荡电路中的电场能最大，磁场能为零

B.单摆速度逐渐增大时，振荡电路中的电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大

C.单摆动能最大时，£6•振荡电路的电容器刚放完电，电场能为零，电路中电流为零

D.单摆速度逐渐减小时，振荡电路的电容器处于充电过程，电路中电流逐渐增大

解析：选AB电路中的电流与单摆的速度相对应，则一个周期内变化如表：

1=0（开始放T,3r

一Ft=T

电）2

电流A磁场能零最大零最大零

电场能、E、q、U最大零最大零最大

单摆的速度、动能零最大零最大零

单摆的势能最大零最大零最大

由表可知，电场能为零时，磁场能达到最大，电路中电流最大，故C错误。电容器充电过程,

电路中电流逐渐减小，所以I）错误。第一组同步变化的是电流入磁场能和单摆的速度、动能；

第二组同步变化的是电场能、E、q、〃和单摆的势能。A、B正确。

9.我国“嫦娥三号”探测器在进行首次软着陆和自动巡视勘察时，地面工作人员通过电磁

波实现对月球车的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为久=30km,地面上的工作人

员通过测量发现该电磁波由发射到被月球车接收所用的时间为£=1.3s,电磁波的速度为c=3

X10sm/so则在发射器与月球车之间的距离相当于多少个波长？

解析：发射器与月球车之间的距离x=ct=3.9X10*m

相当于电磁波波长的个数〃=}=喂骞个=1.3X104个。

人oA1U

答案：1.3X10"个

10.如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将

一直径略小于槽宽的带正电荷小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度"与此同时，

有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度4的大小跟时间成正

比，方向竖直向下。设小球在运动过程中所带电荷量不变，则（）

A.小球受到的向心力大小不变

B.小球受到的向心力大小不断增大

C.洛伦兹力对小球做了功

D.小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比

解析：选B根据麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间线性增大时将产生稳定的感

应电场，根据楞次定律可知感应电场的方向与小球初速度方向相同，因小球带正电荷，故电场力

对小球做正功，其速率增大，向心力的大小（今随之增大，A错误，B正确；带电小球所受的洛

伦兹力尸=q的,因为速率/随时间逐渐增大，且此，，故D错误，因洛伦兹力始终与小球速度

方向垂直，对小球不做功，故C错误。

11.（2021•华中师大附中质检）1多选）如图甲所示的电路中，£是电阻不计的电感线圈，C

是电容器（原来不带电），闭合开关S,待电路达到稳定状态后再断开开关S,回路中将产生电

磁振荡。如果规定电感线圈中的电流方向从a到。为正，断开开关的时刻为£=0,那么断开开关

后（）

A.图乙可以表示电感线圈中的电流/随时间T的变化规律

B.图丙可以表示电感线圈中的电流/随时间t的变化规律

C.图乙可以表示电容器左极板的电荷量〃随时间下的变化规律

0.图丙可以表示电容器右极板的电荷量q随时间,的变化规律

解析：选AD闭合开关S,电路达到稳定状态时，线圈内有电流而电容器两端没有电压，线

圈中的电流从a流向从断开开关瞬间，线圈内的电流要减小，而线圈的感应电动势阻碍电流减

小，则电流方向不变，大小在慢慢减小，同时对电容器充电，电容器的右极板先带正电；当电容

器充甩完毕时，电流为零，右极板带正电荷量达到最大。接着电容器放电，电流方向与之前相反,

大小在不断增大，电容器放电完毕时，电流达到反向最大；之后电容器与线圈组成的£0回路重

生充、放电过程，在回路中形成电磁振荡，回路中出现按余弦规律变化的电流，电容器右极

板上的电荷量g随时间，按正弦规律变化，故A、D正确，B、C错误。

12.麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象

与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，

即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例，圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电

场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所

示，若某时刻连接电容器的导线中具有向上的电流，则下列说法中正确的是（）

A.电容器正在充电

B.两平行板间的电场强度少在减小

C.该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场

D.两极板间电场快达到最强时，板间电场产生的磁场接近最强

解析：选A由题图可以看出，极板间的电场方向是竖直向上的，说明下极板带正电，上极

板带负电，如果等效电流的方向是向上的，即外电流流向下极板，流出上极板，也就是相当于正

电荷流向下极板，而下极板本来就是带正电的，下极板所带的电荷量会增加，所以电容器在充电,

故A正确：充电的过程中，两极板间的电压在增大，由电场强度可知，极板间的电场强度在

增大，故B错误；由安培定则可以判断出，该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场，故C错误;

两极板间的电场快达到最强时，就是充电快充满的时候，此时电流反而比较小，故这个电场产生

的磁场也比较弱，故D错误。

13.如图所示，电路中，是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置。开关S断开时，

极板间灰尘恰好静止。当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动。若40.4PF,Z=1mH,重力

加速度为g,则:

___£

（1）从开关S闭合开始计时，经2/Xl（）Ts时，求电容器内灰尘的加速度大小；

（2）当线圈中电流最大时，求灰尘的加速度。

解析：（1）开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有跖•日（式中勿为灰尘质量，Q

为电容器所带的电荷量，d为板间距离），由7=2”近；代入数据解得「=4”义1（）一5$

当下=2hXlO7s即抑，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟£=0时刻方

向相反，则此时灰尘所受的合力为尸令=侬+<?=2侬

Ca

又因为"合=侬，所以

（2）当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g,

方向竖直向下。

答案：（l）2g（2）g,方向竖直向下

2、电磁波的发射、传播和接收电磁波谱

1.通信的过程就是把信息尽快地从一处传递到另一处的过程，如利用烽火台火光传递信息、

利用鼓声传递信息等。关于声音与光，下列说法正确的是（）

A.声音和光都是机械波

B.声音和光都是电磁波

C.声音是机械波，光是电磁波

D.声音是电磁波，光是机械波

解析：选C波的传播过程既能传递能量，又能传递信息，光与声音虽然都是波，但二者本

质不同，即产生机理不同，光是电磁波，传播过程不需要介质；而声音是机械波，由振动产生，

通过介质传播，故C正确，A、B、D错误。

2.（多选）蓝牙设备使用无线电波连接手机和电脑。蓝牙产品包含一块小小的蓝牙模块以及

支持连接的蓝牙无线电和软件。当两台蓝牙设备想要相互交流时，它们需要进行配对。并通过蓝

牙耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的（）

A.调幅B.调频

C.调谐D.解调

解析:诜CD接收申，路中必须通过调谐接收到载有信号的申磁波，再通过解调得到声音信号，

选项C、D正确。

3.关于电视信号接收的原理，下列说法正确的是（）

A.电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号

B.电视接收天线接收到电磁波，天线上并不产生感应电流

C.电视机接收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的伴音信号

D.电视机接收到电磁波，直接经扬声器得到电视节目的伴音信号

解析：选A电视信号中有图像信号和伴音信号，即电视接收天线接收到的电磁波中包括图

像信号和伴音信号，A正确；电视接收天线接收到电磁波，引起电磁感应，天线上产生感应电流,

B错误；电视机接收天线接收到电磁波，然后经过解调还原出图像信号，通过电子枪的扫描显示

电视节目的图像信号，C错误；电视机接收天线接收到电磁波，通过电谐振得到需要的信号，然

后经过解调还原出伴音信号，再经过功率放大器，最后通过扬声器得到电视节目的伴音信号，D

错误。

4.山东新闻广播电台发射的一种电磁波频率是调频95MHz,烟台新闻广播电台发射一种电

磁波的频率是调幅1341Hz,两广播电台发射的电磁波相比，以下分析正确的是（）

A.两广播电台发射的电磁波，波速相同，但山东新闻广播电台的波长较长

B.山东新闻广播电台发射的电磁波的振幅随信号的强弱而改变

C.烟台新闻广播电台发射的电磁波的振幅保持不变

D.两广播电台发射的电磁波，波速相同，烟台新闻广播电台的波长较长

解析：选D因为不同频率的电磁波在空气中的传播速度都相同，由于波速都相同，所以波

长与频率是成反比的，烟台新闻广播日台的电磁波频率小于山东新闻广播电台电磁波的频率，则

烟台新闻广播电台的波长比山东新闻广播电台的波长长，D正确，A错误；山东新闻广播电台发

射的电磁波调制方式是调频，该电磁波的振幅不变，烟台新闻广播电台发射的电磁波调制方式是

调幅，该电磁波的频率不变，则B、C错误。

5.下列关于紫外线的说法正确的是（）

A.照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射

B.一切高温物体发出的光都含有紫外线

C.紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪

D.紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应

解析：选C由于紫外线具有较高的能量，杀菌能力较强，常用于灭菌消毒，但是过多地接

受紫外线的照射，对人体来说也是有言的，A、D错误；并不是所有的高温物体发出的光都含有紫

外线，B错误；紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪，C正确。

6.（多选）如图甲所示有力、笈两幅图，在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分

又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一

级，如果采用如图乙所示的电路，图口虚线框&和8内只用一个电容器或电感器。以下关于电磁

波的发射和接收的说法中，正确的是（）

有低频

只

电

啊靠褪不上L的

HIBBI分

成

这

信

从

号

里

出

经取入后仕-丁输

AB这里输入----1-------.

甲乙

A.在电磁波的发射技术中，甲图中力是调幅波

B.在电磁波的发射技术中，甲图中8是调幅波

C.乙图中a是电容器，用来通高频阻低频，6是电感器，用来阻高频通低频

D.乙图中a是电感器，用来阻交流通直流，。是电容器，用来阻高频通低频

解析：选AC调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，故4为调幅波，A正确，B

错误；在交流电路中，电容器通高频阻低频，电感线圈通低频阻高频，元件a要让高频信号通过,

阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器：元件6要让低频信号通过，阻止高频信号通

过，故元件6是电感器，故C正确，D错误。

7.（2021•浙江6月选考）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人

体单位面积接收的微波功率达到250W/n/时会引起神经混乱，达到1oooW/m2时会引起心肺功能

衰竭。现有一微波武器，其发射功率—3X10,肌若发射的微波可视为球面波，则引起神经混

乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（）

A.100m25mB.100m50m

C.200m100mD.200m50m

Pp

解析：选B设微波有效攻击范围为二时单位面积接收微波的功率为P,则户=&=U，

S4冗r

解得二’则引起神经混乱时有八=《^==、/^|；；；250引起心

肺功能衰竭时有nnnm%50m,所以B正确，A、C、D错误。

y4nziM4Xo.14X1UUU

8.（2020•江苏高考）（1）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有

A.杀菌用的紫外灯

B.拍胸片的X光机

C.治疗咽喉炎的超声波雾化器

D.检查血流情况的“彩超”机

（2）我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）

的（选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为43°,则该内芯

的折射率为_______o（sin43°=0.68,cos43°=0.73,结果保留2位有效数字）

（3）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四

号”任务创造了多项世界第一。在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f

的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差

为△露已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度比

解析：（1）紫外线和X光从本质上说是电磁波，A、B项正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和

检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波，C、【）项错误。

（2）当电磁波传播到光纤内芯与外套界面时发生全反射，所以内芯的折射率比外套的折射率

大；由临界角与折射率的关系可知，内芯的折射率〃=.1心。％1.5。

sin43

（3）电磁波在月壤层中的传播速度

根据题意传播距离与时间的关系2d=vAt

解得

答案：⑴AB⑵大1.5⑶二手

9.如图所示为某收音机接收电路，其电感£=10-3础，为了接收波长为500m的电磁波，其

电容。应调到多少？

解析：该电磁波的频率为

八c3X108八„

f=~T=Hz=6X10°5Hz

人OcnUUn

那么该电路的固有频率也应调到F

由电磁振荡的频率公式五看得C=~^7

代入数据解得出7.04X10TpFo

答案：7.04X10-2nF

10.中国科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜一一500米口径球面射电望

远镜(FAST)探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。这是中国人首次利用自

己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星体。

与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是脉冲星的

高速自转而形成的，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来；脉冲星每自转一周，地球就接收

到一次它辐射的脉冲。结合上述材料，下列说法正确的是()

A.脉冲信号属于机械波

B.脉冲星的磁轴与自转轴重合

C.脉冲的周期等于脉冲星的自转周期

D.所有的中子星都可以发出脉冲信号

解析：选C脉冲信号属于电磁波，若为机械波，则传播需要介质，无法传播到地球，故A

错误；根据题图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合，故B错误；根据题意，脉冲星每自转一周，

地球就接收到一次它辐射的脉冲，则可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期，故c正确；根据题

中信息，脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星体，说明并不是所有的中子星都

可以发出脉冲信号，故D错误。

11.某空警预警机上装备有多功能三坐标多普勒脉冲雷达，可进行全向探测，主要用于发现

和跟踪空中与水面目标，工作频率为1.2X109〜1.4X109Hz。对空中目标的最远探测距离为470

km,该机的雷达系统可同时跟踪60〜100个空中目标，并对战术空军的10架飞机实施引导。下

列关于该脉冲雷达的说法正确的是()

A.脉冲雷达采用的是X射线

B.脉冲雷达采用的是微波

C.预警机高速飞行时，发射的脉冲信号传播速率可能大于光在真空中的传播速率

I).增大它的振荡电路的电容，可增大雷达的工作频率

解析：选B脉冲雷达是利用微波测速、测距的，其传播速率等于光速，故A、C选项错误，

R选项正确：由々ZJTWZ可知，增大振荡电路的电容，其周期变大，工作频率减小，故D选项

错误。

12.某收音机接收电磁波的波长范围在182〜577m之间，该收音机调谐电路的可变电容器

的动片完全旋出时，回路的电容为39pF。求：

(1)该收音机接收电磁波的频率范围；

(2)该收音机的可变电容器动片完全旋入定片间，回路中的电容是多大？

解析：(1)由得f=y,c为真空中的光速，代入数据可解得，其接收电磁波的频率

范围为5.2X105〜is5XIO,Hz。

(2)动片完全旋出时，电容最小C=39pF,其振荡周期最小，对应接收的电磁波的波长最短

为41=182m。

动片完全旋入时，电容最大，设其为C,其振荡周期最大，对应接收的电磁波的波长最长为

儿=577m<,

由仁余而得事甘。

故C=*G=(符2x39pF%392pF。

答案:⑴5.2XIO,〜16.5XIO,以(2)392pF

3、传感器及其工作原理传感器的应用

1.有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电

热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变

了（）

A.湿度B.温度

C.磁场D.电容

解析：选D根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停

止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器。手靠近时相当于连接一个电容器，可以确

定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动

电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作，它就成了室内烘干机。

2.（2021•韶关高二检测）对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器。

它的原理如下：传腐器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，

可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而

引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测。

由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为（）

A.铜B.合金

C.半导体D.绝缘体

解析：选C由题意可知，该电阻为热敏电阻，热敏电阻的材料为半导体材料，故C正确，A、

B、D错误。

3.如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送

到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是（）

A.电吉他是光电传感器

B.电吉他是温度传感器

C.电吉他是声音传感器

D.弦改用尼龙材料原理不变

解析：选C由电吉他发声原理可知是将声音变化转变为电流的变化，C正确，A、B、D错误。

4.（多选）如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小

可通过一定的换算关系由电流表的示数获得。当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确

的有（）

A

A.电路中电阻越大B.电路中电阻越小

C.电路中电流越小D.电路中电流越大

解析：选BD由题图可知，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，

根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大。故B、D正确，A、C错误。

5.（多选）如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极板固定在绝缘底

座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测

量电容。的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为G,

下列说法正确的是（）

B.当升降机减速上升时，OQ

C.当升降机减速下降时，C<Q

D.当升降机加速下降时，c<a

解析：选AD加速度向上时，弹性金属片向下弯曲，加速度向下时，弹性金属片向上弯曲;

根据O言/口，弹性金属片向下弯曲，d减小，电容变大；弹性金属片向上弯曲，d增大，电

容变小。当升降机加速上升时，加速度方向向上，电容变大，即故A正确；当升降机减

速上升时，加速度方向向下，电容变小，即CVG,故B错误；当升降机减速下降时，加速度方

向向上，电容变大，即6>G,故C错误；当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹性金属片

向上弯曲，电容变小，即CVG,故D正确。

6.目前的手机触摸屏大多是电容式触摸屏。电容式触摸屏内有一导电层，导电层四个角引

出四个电极，当手指触摸屏幕时，人体和触摸屏就形成了一个电容器，电容器具有“通高频”的

作用，从而导致电流分别从触摸屏四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指的触

点到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息。在

开机状态下，下列说法正确的是（）

A.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了手指对屏幕按压产生了形变

B.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了电磁感应现象

C.当手指触摸屏幕时有微弱的电流流过手指

D.当手指离开屏幕时，电容变小，电容器对高频电流的阻碍变大，控制器不能检测到手指

离开屏幕的准确位置

解析：选C只要触摸电容式触摸屏，控制器通过计算流经四个电极的电流比例就能确定手

指的触点的位置，不需要手指时屏幕有压力，故A错误；电容式触摸屏感测手指触摸点的位置利

用的是电容器的充放电原理，不是电磁感应现象，故B错误；由题意可知，手指从触摸点吸走一

部分电荷，在电荷定向移动的过程中，会有微弱电流通过手指，故C正确；根据电容器的工作原

理可知，当手指离开屏幕时，电容变小，电容器将放电，控制器仍然能检测到手指离开的准确位

置，故D错误。

7.如图所示，居为负温度系数的热敏电阻，4为定值电阻，若往吊上擦些酒精，在环境温度

不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是（）

A.变大B.变小

C.先变大后变小再不变D.先变小后变大再不变

解析：选D往吊上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻尼温度降低，电阻值增大，根据串

联电路的分压特点，电压表示数变小。当酒精蒸发完毕后，后的温度逐渐升高到环境温度后不变,

所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，所以选项D

正确。

8.（多选）如图所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中，上表面与磁场方向垂直,

图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关Si、S2闭合后，三个电表都有明显示数,

下列说法正确的是（）

A.通过霍尔元件的磁场方向竖直向下

B.接线端2的电势低于接线端4的电势

C.仅将电源6、6反向接入电路，电压表的示数不变

D.若适当减小必、增大后则电压表示数一定增大

解析：选ABC根据安培定则可知，通过霍尔元件的磁场的方向竖直向下，A正确；通过霍

尔元件的电流由接线端1流向接线端3,电子带负电荷，电子移动方向与电流的方向相反，由左

手定则可知，电子偏向接线端2,所以接线端2的电势低于接线端4的电势，B正确；仅将电源

后、后反向接入电路时，电子所受的洛伦兹力大小和方向均不变，则2、4两接线端的电势高低关

系不发生改变，电压表示数不变，C正确；适当减小用，电磁铁中的电流增大，产生磁场的磁感

应强度5增大，而增大及，流过霍尔元件的电流/减小，由优=点可知，电压表示数不一定增

大，D错误。

9.磁传感器是把磁场、电流、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信

号，以这种方式来检测相应物理量的器件。磁敏电阻是利用某些材料电阻的磁敏效应制成的，其

外形结构如图(a)所示。把磁敏电阻GMR接入如图(b)所示的电路中，它的阻值随所处空间磁场的

增强而增大，电源的内阻不可忽略。

」GGGGG八G

磁敏电阻外形结构示意图

闭合开关，和S2后，当滑片〃向右滑动时，灯泡L、L2的亮度怎样变化？

解析：当滑片尸向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电压不变，所以电磁铁

电路中的电流减小，电磁铁的磁场减弱，磁敏电阻阻值减小，总电流变大，路端电压减小，故灯

泡L2变暗：由于通过L支路的电流变大，故L变亮。

答案：L变亮L2变暗

10.如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁，2是衔铁，3是触点，4是

水银温度计(水银导电)。则下列说法正确的是()

温度高于警戒温度时,电铃不报警、指示灯亮

温度低于警戒温度时,电铃报警、指示灯熄灭

温度高于警戒温度时,指示灯亮、电铃报警

温度低于警戒温度时,指示灯亮、电铃不报警

解析：选D温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时

电铃通过触点与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯的电路中没有电流，指示灯熄灭，故A、C

错误；温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁中没有电流通过，没有磁性，此时

指示灯通过触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，故B错误，D正确。

11.如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中S为激光源，石为光敏电

阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），尼为定值保护电阻，a、b间接“示波器”

（示波器的接入对电路无影响）。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与片之间时，

射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间

变化的关系如图乙所示。己知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V,保护电阻尼的阻值为400

Q。则（）

00.20.40.60.81.01.2t/s

乙

A.有光照射时光敏电阻日的阻值为800Q

B.有光照射和无光照射时保护电阻尼两端的电压之比为1：2

C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1:2

D.每1h通过S与片之间的产品个数为6000个

解析：选D由题图甲可知，“、尼串联，由光敏电阻有光照射时阻值较小可知，当有光照

射时，兆的阻值变小，电路的总电阻变小；根据可知，电路中的电流变大；根据〃三刀?可知，

此两端的电压变大；根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，兄两端的电压变小，即“两端

的电压较低，由题图乙知用两端的电压4=2V,则〃=。-右=6V—2V=4V,电路中的电流/

=A=0.01A,光敏电阻的阻值用=斗=磊Q=200Q,故A错误；无光照射时，由

题图乙可得=4V,=U-U,=6V-4V=2V,所以，有光照射和无光照射时保护电

〃10

阻用两端的电压之比〃：以'=4V：2V=2：1,故B错误；V=亍=高霜=0.005A,此时

/\24UU

Ux4

电阻R'的阻值：R、'=今一靛0=800所以，有光照射和无光照射时光敏电阻的阻

值之比用：兆'=200Q：800Q=1：4,故C错误；由题图乙可知，每经过0.6s,就有一个

产品通过计数装置，每1h通过S与.吊之间的产品个数为〃=6000个，故D正确。

12.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，力为光源，8为光电接

收器，4、方均固定在小车上，C为小车的车轮。〃为与。同轴相连的齿轮，车轮转动时，力发出

的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被8接收并转换成电信号，由电子电路记录

和显示。若实验显示单位时间的脉冲数为〃，累积脉冲数为M试回答下列问题。

(1)要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理数据有哪些？

(2)推导小车速度的表达式；

(3)推导小车行程的表达式。

解析：(1)小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积，行程等于车轮的

周长与累积时间内车轮转动圈数的乘积，所以还要测量车轮的半径斤和齿轮的齿数P.

(2)齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为凡已知单位时间内的脉冲数为〃，所以单位时间

内齿轮转动圈数为3则有小车速度的表达式片=卓普

(3)小车行程的表达式$=二瞿

答案：(1)车轮半径不和齿轮齿数0(2八=组必

4、用传感器制作自动控制装置

1.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中/为含铁芯的线圈，产为可绕。点转动的

铁片，/为弹簧，S为一对触头，A.B、C、〃为四个接线柱。电磁继电器与传感器配合，可完成

自动控制的要求，其工作方式是()

A.力与〃接信号电压,。与〃跟被控电路串联

B.4与8接信号电压,C与〃跟被控电路并联

C.。与〃接信号电压，4与6跟被控电路串联

I).。与〃接信号电压，力与〃跟被控电路并联

解析：选A由题图可知4月是电磁继电器线圈，所以4、8应接信号电压，线圈随信号电

压变化使电磁继电器开关闭合或断开，从而使U〃接通或断开，进而起到控制作用，故选项A

正确。

2.（多选）世界首台500kV高温超导限流器在南方电网调试成功，标志着我国在超高压超导

电力应用领域取得重大突破。高温超导限流器如图所示，超导限流器由超导部件和限流电阻并联

组成，超导部件有一个超导临界电流却当通过限流器的电流＞4时，将造成超导体“失超”，

即从超导态（本题认为电阻为零）变为正常状态（本题认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统故

障电流，已知超导部件正常电阻用=3Q,超导临界电流Z：=1.2A,限流电阻尼=6Q,小灯

泡L上标有“6V6W”，电源电动势£=8V,内阻r=2Q。原来电路正常工作，现在L突然短

路，贝）

2

A.短路前通过超导部件的电流为鼻A

B.超导部件将由超导态转变为正常态

4

C.短路后通过超导部件的电流云A

D.短路后通过超导部件的电流为2A

解析：选BC小灯泡上标有“6V6W”，故该灯泡的电阻冗=6Q,短路前超导部件处于

超导态，电路的总电阻4吊+r=8Q,总电流/=[=1A,通过超导部件的电流为71=1A,选

项A错误。短路后超导部件处于正常状态，用=3超导部件与此并联后的总电阻为2Q,电

F相■4

路的总电阻*=4Q,总电流7=nk=2A,通过超导部件的电流//=万76十=万尼/'=7JA,选

项B、C正确，选项D错误。

3.（1）如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房

卡的作用相当于一个（填电路元件名称）接在干路上。

（2）如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡产插入盒子。中，这时由于磁铁吸引

簧片，开关B就接通，通过继电器/使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用

电器。当继电器工作时，c、d相吸，a、。便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、

10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。

解析：（1）房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入槽中，所有房间内的灯和插座都不工作,

所以房卡相当于干路上的开关。

（2）将开关B与电源反线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流接成回路，即按

8-7,4—5,6—9,1—3,2—10连接起来，构成正常的电门卡电路如图所示。

答案：（1）开关（2）见解析图

4.目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关。该延时开关的简化原理如图所

示。图中D是红色发光二极管（只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光），斤为限流电阻，K

为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于

S闭合，这时释放KB，延时开关S约在1min后断开，电灯熄灭。根据上述信息和原理图，我

们可推断：

D

按钮开关K按下前，发光二极管是（填“发光的”或“熄灭的”），按钮开关K按下

再释放后，电灯L发光持续时间约_______mino这一过程中发光二极管是_________°限流电阻"

的阻值和灯丝电阻吊相比，应满足_______兄的条件。

解析：开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的。当按下

开关KB,延时开关S闭合，二极管和"被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1min后断

开，故电灯L能持续发光1min,由于k为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，

故应满足

答案：发光的1熄灭的»

5.用压敏电阻可制成压力传感器，它受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以对汽

5

车称重。经实测，某压力传感器输出电压与力的关系式为飞义1。一平，将该压力传感器水平放

置，并和电阻箱〃(最大电阻999.9。)及部分其他器材组成了如图所示的电路，闭合开关S,

当线圈中的电流/220mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。已如继电器线圈的电阻为30Q,继电

器控制电路的电压由传感器的输出电压〃提供。(假设〃不受继电器电路影响)

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|乐为传一器|丫

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充Uf

(1)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图中电铃应接在________