单元检测卷(四) 电磁振荡与电磁波 传感器-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

单元检测卷(四)　电磁振荡与电磁波　传感器 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 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．关于电磁波的发射和接收，下列说法中不正确的是(　　) A．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波 B．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的 C．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强 D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程 答案：B 解析：音频电流的频率比较低，需放大后搭载到高频电磁波上，故A正确；为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是开放电路，故B错误；当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，故C正确；解调就是从调频或调幅的高频信号中把音频、视频等调制信号分离出来的过程，要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程，故D正确。 2．下列有关传感器的说法错误的是(　　) A．日本福岛大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器 B．“嫦娥三号”卫星搭载的CCD立体相机获取月球数据利用了光传感器 C．电子秤称量物体质量利用了力传感器 D．火灾报警器能够在发生火灾时报警利用了温度传感器 答案：D 解析：生命探测仪利用了生物传感器，立体相机利用了光传感器，电子秤利用了力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光传感器而不是利用了温度传感器，故A、B、C正确，D错误。 3．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 答案：D 解析：人是一种导体，可以与其他导体构成电容器。手靠近干手机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；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，故D正确。 4．要有效地发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是(　　) A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数 B．无线电波比红外线更容易发生衍射 C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用 D．在真空中电磁波的传播速度小于光速 答案：B 解析：根据LC振荡电路的频率公式f＝可知，若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，故A错误；无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，故B正确；机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波同样适用，故C错误；在真空中电磁波的传播速度等于光速，为3.0×108 m/s，故D错误。故选B。 5．电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是(　　) A．线圈中的磁场方向向上且电流正在减小 B．极板间的电势差正在变大，电场能正在变小 C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D．若增大电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 答案：C 解析：由题图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，故A错误；由于电容器正在放电，则带电量减小，由C＝，可知极板间的电势差正在变小，所以电场能正在变小，故B错误；若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据f＝，可知发射的电磁波频率变小，故C正确；若增大电容器极板间的正对面积，则电容器电容C增大，根据λ＝cT＝2πc，可知发射的电磁波波长变长，故D错误。故选C。 6．(2024·湛江市高二校考期中)现代人们的生活各处都与电磁波息息相关。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A．温度高于0 ℃的物体才会发射出红外线 B．X射线的穿透性强于紫外线 C．手机通讯使用的电磁波波长小于可见光的波长 D．麦克斯韦通过实验证明了电磁波的存在 答案：B 解析：任何温度的物体都会发射出红外线，故A错误；X射线的穿透性强于紫外线，故B正确；手机通讯使用的电磁波波长大于可见光的波长，故C错误；赫兹通过实验证明了电磁波的存在，故D错误。故选B。 7．(2024·广州市华南师大附中高二期中)LC振荡回路中电流随时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．t1时刻电场能最大 B．t2时刻磁场能最小 C．t3时刻电容器极板所带电荷量最大 D．t3～t4时间内，电容器处于放电过程 答案：B 解析：由题图可知，t1时刻，电路中的电流最大，则线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，故A错误；由题图可知，t2时刻，电路中的电流为零，则线圈中磁场能最小，电容器中电场能最大，故B正确；由题图可知，t3时刻，电路中的电流最大，则线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，即电容器极板所带电荷量最小，故C错误；从t3到t4时间内，电路中的电流逐渐减小，则线圈中磁场能逐渐减小，电容器中电场能逐渐增大，电容器处于充电过程，故D错误。故选B。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分) 8．(2024·惠州市高二校考期中)关于电磁波，下列说法正确的是(　　) A．蓝牙通信的电磁波是蓝光 B．电磁波在真空中的传播速度等于光速 C．γ射线波长短、但穿透能力最强 D．可见光中，波长最长的是紫光、最短的是红光 答案：BC 解析：根据蓝牙通信的电磁波波段为(2.4～2.48)×109 Hz，而可见光波段为(3.9～7.5)×1014 Hz，可知蓝牙通信的电磁波不可能是蓝光，故A错误；电磁波在真空中的传播速度等于光速，故B正确；γ射线是波长最短的电磁波，穿透能力最强，故C正确；可见光中，波长最长的是红光、最短的是紫光，故D错误。故选BC。 9．如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。关于这种传感器的工作原理，下列说法正确的是(　　) A．这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是自感系数 B．通过这种传感器线圈的电流是交流电 C．软铁芯是敏感元件，线圈是转换元件 D．当物体1向右移动时，线圈的自感系数增大 答案：BC 解析：这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，A错误；当软铁芯插入或拔出线圈时，在线圈中产生方向相反的电流，则通过这种传感器线圈的电流是交流电，B正确；因软铁芯的移动导致线圈中产生感应电流，则软铁芯是敏感元件，线圈是转换元件，C正确；当物体1向右移动时，软铁芯插入线圈的深度减小，则线圈的自感系数减小，D错误。故选BC。 10．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是(　　) A．图甲表示电梯可能做匀速直线运动 B．图乙表示电梯可能做匀加速上升运动 C．图丙表示电梯可能做匀加速上升运动 D．图丁表示电梯可能做匀减速下降运动 答案：AB 解析：题图甲中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，A正确；题图乙中电流表示数为2I0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大且恒定，电阻变小，物体超重，电梯可能匀加速上升，B正确；题图丙、丁中电流表的示数随时间变化，物块对压敏电阻的压力是变化的，故电梯的加速度是变化的，C、D错误。故选AB。 三、非选择题(本题共5小题，共54分。按题目要求作答。计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11．(6分) (2024·广州市第二中学校联考)电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。 (1)第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2。探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。 ①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I -t图像是________。 ②从I -t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是________。 A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短 B．若只增大电阻箱R的阻值，I -t图像的面积将增大 C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等 (2)第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。 ①探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T＝_________s(结果保留2位有效数字)。 ②如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 ③已知电源电动势E，测得充电过程I -t图像的面积为S，以及振荡电路的周期T，可以得到电感线圈的电感表达式L＝________。(以上物理量的单位均为国际单位制单位) 答案：(1)①A　②C　(2)①9.2×10-3　②不变　③ 解析：(1)①第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从右向左流过传感器，即为正，由于充电后电容器上极板带正电，电容器通过R放电时，电流从左向右流过传感器，即为负，故选A。 ②从I -t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小，则放电和充电图像的面积应大致相等，若只增大电阻箱R的阻值，电容器的电荷量不变，I -t图像的面积不变，若只增大电阻箱R的阻值，对电流的阻碍作用变大，电容器放电的时间将变长，故选C。 (2)①由图乙可知T＝ s＝9.2×10-3 s。 ②由振荡周期T＝2π 可知，如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的周期不变，则频率也不变。 ③充电过程I -t图像的面积为S，则q＝CE＝S，可得C＝；由T＝2π可得L＝＝。 12．(9分)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值电阻R0接在9 V的电源上(不计内阻)，光敏电阻阻值随光强的变化关系如表所示： 光强I/cd 1 2 3 4 5 电阻Rx/Ω 18 9 6 3.6 [“光强”是表示光强弱程度的物理量，符号为I，单位为坎德拉(cd)] (1)当光照强度为4坎德拉(cd)时光敏电阻Rx的大小为________Ω。 (2)其原理是光照增强，光敏电阻Rx的阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升。若电源电压不变，R0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是________(填序号)。 (3)现已知定值电阻R0为12 Ω，用电压表测得光敏电阻两端的电压为3 V，则此时光照强度为________。 答案：(1)4.5　(2)C　(3)3 cd 解析：(1)由表格数据可知，光敏电阻与光强的乘积均不变，则当I＝4 cd时，光敏电阻的阻值Rx＝ Ω＝4.5 Ω。 (2)由题意可知，光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接，光照增强时，光敏电阻Rx的阻值减小，电路中的总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，由U＝IR可知，R0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以Rx两端的电压减小，反之，光照减弱时，光敏电阻Rx的阻值增大，R0两端的电压减小，Rx两端的电压增大，则玻璃并联在R0两端时不符合，玻璃并联在Rx两端时符合，故A错误，C正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故B、D错误。 (3)当R0＝12 Ω时，光敏电阻Rx两端的电压Ux＝3 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压U0＝U－Ux＝(9－3) V＝6 V，因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I＝＝，解得Rx＝6 Ω，此时光照强度I＝ cd＝3 cd。 13．(11分)在如图(a)所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量随时间变化的图线如图(b)所示。 (1)在1×10-6 s至2×10-6 s时间内，电容器处于充电过程还是放电过程？ (2)该振荡电路激发的电磁波的波长是多少？ 答案：(1)充电　(2)1 200 m 解析：(1)由题图(b)可知，电容器在1×10-6 s至2×10-6 s时间内，电量在不断增加，说明正在充电。 (2)由题图(b)可知电磁振荡周期为T＝4×10-6 s，对应真空中电磁波的波长为λ＝cT＝1 200 m。 14．(14分)如图为某兴趣小组为测试无线电发射器发出的电磁波频率而设计的装置示意图。将无线电发射器与两个相距为d的天线相连，两个天线同时向外发送相同的信号。信号接收器装在小车上，小车沿着与两天线连线平行、距离为L的直轨道以速度v匀速运动。发现接收器接收到的信号有规律地变化，时强时弱，相邻两次接收到最强信号的时间间隔为Δt，已知光在真空中的传播速度为c，利用上述信息确定无线电发射器发射的无线电波的频率。 答案： 解析：将两天线类比于杨氏双缝干涉的双缝，则信号最强位置类似于明条纹，根据条纹间距的规律可知，水平地面上相邻两次接收到最强信号的间距为Δx＝λ，由于小车匀速运动，则有Δx＝vΔt，根据光速与波长的关系有c＝＝λf，解得f＝。 15．(14分)可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ。为了测定水流的速度v，在水平方向固定一根电阻丝BC，使C端位于O点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表。 (1)设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图； (2)已知水流对小球的作用力F与水流速度v的关系式为F＝kDv(k为比例系数，D为小铅球的直径)，OC＝h，BC长为L，小铅球质量为m，重力加速度为g，当小铅球平衡时电压表的示数为U，请推导出v与U的关系式。(水对小铅球的浮力忽略不计) 答案：(1)见解析　(2)v＝U 解析：(1)电路图如图所示。 设CQ＝x，P球平衡时，由平衡条件可得 tan θ＝＝ 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得 I＝＝ 根据电阻定律可得RL＝ρ Rx＝ρ 联立可得U＝ 因为水流速度越大， θ越大，所以U越大。 (2)小球受重力mg、水流对小球的作用力F、拉力，根据共点力平衡可得tan θ＝ F＝kDv 联立解得v＝U。 学科网（北京）股份有限公司 $