专题14 电磁振荡与电磁波 传感器【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期末真题分类汇编（上海专用）

专题14 电磁振荡与电磁波 传感器 考点一：传感器 1．（23-24高二上·上海黄浦·期末）霍尔元件可以用于制成（    ） A．温度传感器 B．磁传感器 C．力传感器 D．声传感器 【答案】B 【详解】霍尔元件可以使带电粒子（元件中的载流子）在磁场中偏转，把磁学量转化为电学量，制成磁传感器。 故选B。 2．（23-24高二上·上海·期末）有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为（F和R的单位分别是N和Ω）。则该秤能测量的最大体重是 N，一个过度肥胖者体重为110kg，他站在体重计上时，电流表G的电流值为 A（重力加速度取）。 【答案】 1400 1.2 【详解】[1][2]理想电流表满偏时对应测量的体重最大，根据闭合电路欧姆定律可知此时R的阻值为 所以可知此时R受到的压力F为 一个过度肥胖者体重为110kg，此时R受到的压力为 对应的电阻阻值为 电流表G对应的电流为 3．（23-24高二上·上海黄浦·期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是 。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以 。（选填“增大”或“减小”）      【答案】 见解析 减小 【详解】[1]装置中选择使用电压表更好，理由是如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P=EI可知，电路的总功率较大，不节能； [2]若选择电压表，减小电阻R0，电路中电流增大，电阻变化相同时，电压变化变大，即灵敏度提高。 考点二：电磁振荡与电磁波 一、单选题 1．（22-23高二上·上海浦东新·期末）关于电磁波与机械波，以下说法正确的是（　　） A．两者传播时都需要介质 B．两者传播时都伴随着机械能的传播 C．两者都能产生反射、折射、衍射和干涉等现象 D．两者传播的速度相同 【答案】C 【详解】A．机械波传播时需要介质，电磁波可以在真空中传播，选项A错误； B．电磁波与机械波传播时都伴随着能量的传播，机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能，选项B错误； C．电磁波与机械波都能产生反射、折射、衍射和干涉等现象，选项C正确； D．电磁波与机械波在同一介质中传播速度不同，如电磁波在真空中传播的速度等于光速，机械波（比如声波）在空气中的传播速度等于340m/s，选项D错误。 故选C。 2．（22-23高二上·上海奉贤·期末）关于电磁波的论述，错误的是（　　） A．在电磁波中，变化的电场和变化的磁场总是交替产生的 B．电磁波又叫无线电波 C．电磁波的传播不需要任何介质 D．电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，可知在电磁波中，变化的电场和变化的磁场总是交替产生的，故A正确； B．根据电磁波谱可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线均属于电磁波，故无线电波只是电磁波的一种，故B错误； C．电磁波的传播不需要任何介质，故C正确； D．电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程，故D正确。 本题选错误的，故选B。 二、解答题 （23-24高二上·上海浦东新·期末）能源是现代社会发展不可或缺的重要资源。然而，随着全球人口的增长和经济的发展，能源消耗不断增加，给环境带来了巨大压力，因此，寻找可持续的能源利用方案已成为当今社会的重要课题。 3．光伏发电是利用太阳能实现 转换（选填“光热”或“光电”）的新能源技术， 能是利用核反应获得的新能源。 4．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，属于（　　） A．一次能源 B．二次能源 C．不可再生能源 D．可再生能源 5．如图所示是一种被称为“郁金香风力发电机”的小型发电机，该风力发电机能将通过有效面积内空气动能的约40%转化为电能。某同学根据“发电机在发电过程中能量有损耗”这一事实得出结论：发电过程能量是不守恒的，是与能量守恒定律相矛盾的。你认为呢？ 。 6．电磁波也具有能量，可被人们用来传输信号、杀菌、加热、探测、定位等，除了可见光、红外线、γ射线，请再列举两个电磁波其他频段的名称： ， 。 【答案】3． 光电 核 4．AD 5．空气动能除40%转化为电能外，其余一部分转化为内能，能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾 6． 无线电波 紫外线 【解析】3．太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置；故光伏发电是利用太阳能实现光电的新能源技术；核能是利用核反应获得的新能源。 4．AB．风能属于一次能源，故A正确； CD．根据可再生属性，分成可再生能源、非可再生能源，风能为可再生资源，故D正确，C错误。 故选AD。 5．空气动能除40%转化为电能外，其余一部分转化为内能，使空气温度升高，故能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾。 6．电磁波谱根据波长情况分为无线电波、微波、红外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、紫外线、X射线、γ射线；故除了可见光、红外线、γ射线，再列举两个电磁波其他频段的名称为无线电波、紫外线。 四、综合题 （23-24高二上·上海松江·期末）静电场 我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你有没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。 7．关于“场”，下列说法不正确的是（　　） A．场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它 B．静止的电荷周围的电场称为静电场 C．麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场 D．现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子 8．某带电粒子在电场中运动，涉及到的物理量静电力，电场强度 ，电势，电势能中，描述电场本身的物理量有 ，请用国际单位制基本单位表示电势的单位1V=1 9．右图中用 4V的电压为2μF的平行板电容器充电，开关S闭合后，由于两板间距远小于板的大小，两板之间的电场可以看成是 电场。放电后，换用一个3V的直流电源为该电容器充电，平行板上板带电量为 C 10．小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在引力场。用假想的线描述引力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是 图。 【答案】7．C 8． 和 9． 匀强 10．甲 【解析】7．A．场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线"来形象化地描述它，故A正确； B．静止的电荷周围的电场称为静电场，故B正确； C．麦克斯韦发表了电磁场理论，认为变化的电场能产生磁场，故C错误； D．现代科学认为,基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 8．[1]描述电场本身的物理量有电场强度 和电势。 [2]根据 解得 9．[1]平行金属板两端加上电压后中间可以近似看成匀强电场。 [2]平行板上板带电量为 10．[1] 最合理的是甲图。万有引力的方向指向地心，则引力场的方向应该也沿地心的方向;若把一个质量为m的物体放置在质量为M的地球的引力场中,根据万有引力定律 引力场强度为 即越靠近地球越小，引力场强度越大，场线越密集，综上，选择甲。 11．（23-24高二上·上海嘉定·期末）电磁炉 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 (1)适合做电磁炉锅具的材料是（　　） A．铁 B．陶瓷 C．玻璃 D．木头 (2)在工作原理上与电磁炉最接近的电器是（　　） A．电热水壶 B．电冰箱 C．电风扇 D．变压器 (3)电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（　　） A．法拉第预言了电磁波的存在 B．伦琴发现了X射线 C．医院里用红外线进行环境杀菌消毒 D．电磁炉产生的电磁波的波长比紫外线短 (4)（多选）某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　）    A．增大交流电源的频率 B．减小上方线圈的匝数以减小电阻 C．将交流电源换成电动势更大的直流电源 D．用更粗的导线制作多匝线圈 (5)电磁炉中有一高频变压器，如图甲，原副线圈匝数比为n1:n2=10:1，副线圈所接负载电阻为10Ω，原线圈中通以图乙所示的交流电，则该交流电的频率 Hz，此电流的有效值为 A。若该变压器可视为理想变压器，则副线圈两端电压的有效值U2= V，负载电阻消耗的电功率P2= W。    (6)小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是额定电压为1.5V的灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来：      对电键的操作：                       实验中可能会观察到灯泡的现象： 甲：电键S1由断开到闭合             ①慢慢变亮，然后亮度不变 乙：电键S1由闭合到断开             ②立即变亮，然后亮度不变 丙：电键S2由断开到闭合             ③立即变亮，然后慢慢熄灭 丁：电键S2由闭合到断开             ④稍微变暗，然后亮度不变                                        ⑤立即熄灭                                        ⑥闪亮一下， 熄灭 (7)如图所示，面积为0.2m2的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈总电阻R2=4Ω，则回路中电流的大小为 A，a、b两点中电势较高的是 点，a、b间的电势差Uab= V。    (8)间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r=1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下让导体棒在匀强磁场中做变速运动，可以在导体棒中产生如图所示的变化的感应电动势。当t=0.5s时刻，求： （1）此时导体棒的瞬时速度大小； （2）此时导体棒受到的磁场力。    【答案】(1)A (2)D (3)B (4)AD (5) 320 (6) 0.8 b 4.8 (7)（1）；（2） 【详解】（1）电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物，所以适合做电磁炉锅具的材料是金属导体，比如铁。 故选A。 （2）电磁炉的工作原理是电磁感应，与其工作原理最接近的电器是变压器。而电热水壶、电冰箱、电风扇使通过电流做功工作的。 故选D。 （3）A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A错误； B．伦琴发现了X射线，X射线也叫伦琴射线，故B正确； C．医院里用紫外线进行环境杀菌消毒，故C错误； D．电磁炉产生的电磁波的波长比紫外线长，故D错误。 故选B。 （4）A．设单匝线圈的电阻为R0，增大交流电源的频率，磁通量变化率增大，则感应电动势增加，线圈的发热功率 变大，故A正确； B．由上式可知，减小上方线圈的匝数，线圈的发热功率减小，故B错误； C．将交流电源换成电动势更大的直流电源，通过线圈的磁通量不变，线圈不发热，故C错误； D．用更粗的导线制作多匝线圈，线圈电阻减小，线圈的发热功率增大，故D正确。 故选AD。 （5）[1]由图可知，交流电的频率 [2]此电流的有效值 [3]副线圈中电流有效值 两端电压的有效值 [4]负载电阻消耗的电功率 （6）连线如下 （7）[1]电路中感应电动势为 则回路中电流的大小为 [2]根据右手定则可知b点电势较高； [3]a、b间的电势差 （8）（1）由 可得此时的速度为 （2）此时电流为 则安培力为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 电磁振荡与电磁波 传感器 考点一：传感器 1．（23-24高二上·上海黄浦·期末）霍尔元件可以用于制成（    ） A．温度传感器 B．磁传感器 C．力传感器 D．声传感器 2．（23-24高二上·上海·期末）有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为（F和R的单位分别是N和Ω）。则该秤能测量的最大体重是 N，一个过度肥胖者体重为110kg，他站在体重计上时，电流表G的电流值为 A（重力加速度取）。 3．（23-24高二上·上海黄浦·期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是 。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以 。（选填“增大”或“减小”）      考点二：电磁振荡与电磁波 一、单选题 1．（22-23高二上·上海浦东新·期末）关于电磁波与机械波，以下说法正确的是（　　） A．两者传播时都需要介质 B．两者传播时都伴随着机械能的传播 C．两者都能产生反射、折射、衍射和干涉等现象 D．两者传播的速度相同 2．（22-23高二上·上海奉贤·期末）关于电磁波的论述，错误的是（　　） A．在电磁波中，变化的电场和变化的磁场总是交替产生的 B．电磁波又叫无线电波 C．电磁波的传播不需要任何介质 D．电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程 二、解答题 （23-24高二上·上海浦东新·期末）能源是现代社会发展不可或缺的重要资源。然而，随着全球人口的增长和经济的发展，能源消耗不断增加，给环境带来了巨大压力，因此，寻找可持续的能源利用方案已成为当今社会的重要课题。 3．光伏发电是利用太阳能实现 转换（选填“光热”或“光电”）的新能源技术， 能是利用核反应获得的新能源。 4．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，属于（　　） A．一次能源 B．二次能源 C．不可再生能源 D．可再生能源 5．如图所示是一种被称为“郁金香风力发电机”的小型发电机，该风力发电机能将通过有效面积内空气动能的约40%转化为电能。某同学根据“发电机在发电过程中能量有损耗”这一事实得出结论：发电过程能量是不守恒的，是与能量守恒定律相矛盾的。你认为呢？ 。 6．电磁波也具有能量，可被人们用来传输信号、杀菌、加热、探测、定位等，除了可见光、红外线、γ射线，请再列举两个电磁波其他频段的名称： ， 。 四、综合题 （23-24高二上·上海松江·期末）静电场 我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你有没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。 7．关于“场”，下列说法不正确的是（　　） A．场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它 B．静止的电荷周围的电场称为静电场 C．麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场 D．现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子 8．某带电粒子在电场中运动，涉及到的物理量静电力，电场强度 ，电势，电势能中，描述电场本身的物理量有 ，请用国际单位制基本单位表示电势的单位1V=1 9．右图中用 4V的电压为2μF的平行板电容器充电，开关S闭合后，由于两板间距远小于板的大小，两板之间的电场可以看成是 电场。放电后，换用一个3V的直流电源为该电容器充电，平行板上板带电量为 C 10．小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在引力场。用假想的线描述引力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是 图。 11．（23-24高二上·上海嘉定·期末）电磁炉 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 (1)适合做电磁炉锅具的材料是（　　） A．铁 B．陶瓷 C．玻璃 D．木头 (2)在工作原理上与电磁炉最接近的电器是（　　） A．电热水壶 B．电冰箱 C．电风扇 D．变压器 (3)电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（　　） A．法拉第预言了电磁波的存在 B．伦琴发现了X射线 C．医院里用红外线进行环境杀菌消毒 D．电磁炉产生的电磁波的波长比紫外线短 (4)（多选）某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　）    A．增大交流电源的频率 B．减小上方线圈的匝数以减小电阻 C．将交流电源换成电动势更大的直流电源 D．用更粗的导线制作多匝线圈 (5)电磁炉中有一高频变压器，如图甲，原副线圈匝数比为n1:n2=10:1，副线圈所接负载电阻为10Ω，原线圈中通以图乙所示的交流电，则该交流电的频率 Hz，此电流的有效值为 A。若该变压器可视为理想变压器，则副线圈两端电压的有效值U2= V，负载电阻消耗的电功率P2= W。    (6)小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是额定电压为1.5V的灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来：      对电键的操作：                       实验中可能会观察到灯泡的现象： 甲：电键S1由断开到闭合             ①慢慢变亮，然后亮度不变 乙：电键S1由闭合到断开             ②立即变亮，然后亮度不变 丙：电键S2由断开到闭合             ③立即变亮，然后慢慢熄灭 丁：电键S2由闭合到断开             ④稍微变暗，然后亮度不变                                        ⑤立即熄灭                                        ⑥闪亮一下， 熄灭 (7)如图所示，面积为0.2m2的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈总电阻R2=4Ω，则回路中电流的大小为 A，a、b两点中电势较高的是 点，a、b间的电势差Uab= V。    (8)间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r=1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下让导体棒在匀强磁场中做变速运动，可以在导体棒中产生如图所示的变化的感应电动势。当t=0.5s时刻，求： （1）此时导体棒的瞬时速度大小； （2）此时导体棒受到的磁场力。    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$