阶段质量检测(四) 电磁波　传感器及其应用（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版）

阶段质量检测(四)　电磁波　传感器及其应用 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1．以下电场中能产生电磁波的是(　　) A．E＝10 N/C B．E＝5sin(4t＋1)N/C C．E＝(3t＋2)N/C D．E＝2t N/C 2．我国北斗导航系统的电磁波频率约1 561 MHz，家用WiFi的电磁波频率约5 725 MHz。则(　　) A．这两种电磁波不会产生偏振现象 B．北斗导航系统的电磁波更容易产生明显的衍射现象 C．家用WiFi的电磁波穿墙壁进入另一个房间时频率会减小 D．家用WiFi与北斗导航系统的电磁波叠加时将会产生干涉现象 3．教学楼过道灯的电路图如图所示，电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关。在天黑以后，走过楼道时一跺脚灯就亮了；而白天无论怎样发出声响，灯都不会亮。下列分析正确的是(　　) A．白天有光照时，光传感器自动闭合 B．夜晚无光照时，光传感器自动断开 C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 D．夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都坏了 4．关于这些装置，以下说法正确的是(　　) A．甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应 B．乙图中物体向左移，则电容器的电容变小 C．丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变从而将位置量换转成电学量 D．丁图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出 5.如图所示为共享电单车，是一种新的交通工具，用户可通过扫码开锁，循环共享。电单车的车锁内集成了嵌入式芯片、卫星定位模块和SIM卡等，能实时显示位置、可行驶的里程，便于监控电单车。用户仅需用手机上的客户端软件(App)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机App上能实时了解电单车的位置以及该电单车能行驶的里程；骑行结束关锁后App就显示计时、计价、里程等信息。此外，电单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息，下列说法正确的是(　　) A．电单车和手机之间是利用声波传递信息的 B．电单车某个时刻的准确位置是借助通信卫星定位确定的 C．电单车是直接插电实现充电的 D．手机App上显示的里程，是由雷达测出的 6.图示的LC振荡电路，其振荡频率为200 kHz。已知在t＝0时刻，电容器C的a极板带正电，且电荷量最大，则(　　) A．在t＝1.25 μs时刻，电磁能的一半储存在电容器C中，一半储存在电感线圈L中 B．在0～1.25 μs过程中，振荡电路中的电场能减小，磁场能增大 C．在t＝2.5 μs时刻，电磁能全部储存在电感线圈L中 D．在t＝5.0 μs时刻，电容器C的b极板带正电，且电荷量最大 7．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量，得到的伏安特性曲线正确的是(　　) 8.某同学自制了一台电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在滑动变阻器的最上端，此时调整电压表示数等于0。设滑动变阻器总电阻为R、长度为L，电源电动势为E、内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。则电压表示数U与所称物体质量m的关系式正确的是(　　) A．U＝ B．U＝ C．U＝ D．U＝ 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 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 11．如图所示，单刀双掷开关S先置于a端，在t＝0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T＝0.04 s。下列说法正确的是(　　) A．t＝0.01 s时电路中的电流逆时针方向达到最大值　 B．t＝0.01 s时电感线圈中的自感电动势最小 C．0.01～0.02 s时间内，电容器极板间电场方向竖直向下且逐渐增大 D．0.03～0.04 s时间内，线圈中的磁场能逐渐增大 12．某软件中运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示，电容器M极板固定，N极板可运动，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器的描述正确的是(　　) A．静止时，电容器两极板带电 B．保持向前匀减速运动时，电路中存在恒定电流 C．由静止突然向后加速，电流由a向b流过电流表 D．由向前加速突然停下，电流由b向a流过电流表 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)中所示。 (1)图(a)中的传感器为________传感器；(3分) (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)的________(填“a”“b”或“c”)。(3分) 14．(8分)小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示(虚线框内的连接没有画出)。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电源E1＝5 V，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0＝30 Ω。当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。 (1)由图乙可知，当环境温度为80 ℃时，热敏电阻阻值为________Ω；(2分) (2)由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________(选填“增大”“减小”或“不变”)，继电器的磁性将________(选填“增强”“减弱”或“不变”)；(2分) (3)图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱________(选填“A”或“B”)相连；(2分) (4)当环境温度大于等于________℃时，警铃报警。(2分) 15．(12分)电感线圈的电流在Δt＝0.2 s内的变化为ΔI＝1 A，线圈产生的感应电动势为E＝18 mV，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36 km，求电容器的电容。感应电动势E与自感L的关系式为E＝，结果保留1位有效数字 16.(14分)如图所示，线圈L的自感系数为25 mH、电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V,2 W”。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＝×10－3 s时，电容器的右极板带何种电荷；(7分) (2)当t＝π×10－3 s时，LC振荡电路中的电流是多少。(7分) 17.(20分)如图所示为检测某传感器的电路图。传感器上标有“3 V　0.9 W”的字样(传感器可看作是一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 　1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。 (1)求传感器的电阻和额定电流。(6分) (2)为了确保电路各部分的安全，在A、B之间所加的电源电压最大值是多少？(6分) (3)如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去作用。实际检测时，将一个恒压电源加在图中A、B之间，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压。检测记录如下： 电压表示数U/V 电流表示数I/A 第一次 1.48 0.16 第二次 0.91 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时A、B间所加的电压是多少？(8分) 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 阶段质量检测(四) 1．选B　振荡的电场可以在周围产生振荡磁场，形成电磁波，B正确。 2．选B　电磁波是横波，可以产生偏振现象，这两种电磁波都会产生偏振现象，故A错误；北斗导航系统的电磁波频率约为1 561 MHz，家用WiFi所使用的电磁波频率约5 725 MHz，根据c＝λf可知，北斗导航系统的电磁波的波长更长，故北斗导航系统的电磁波更容易产生明显的衍射现象，故B正确；电磁波频率由波源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时其频率不变，故C错误；家用WiFi所使用的电磁波与北斗导航系统所使用的电磁波频率不同，不会产生干涉现象，故D错误。 3．选C　白天有光照时，光传感器自动断开；夜晚无光照时，光传感器自动闭合。有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合。两个开关同时闭合，灯就会自动亮，故A、B错误，C正确。夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都没有损坏，故D错误。 4．选C　甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转，不是电磁感应，A错误；乙图中物体向左移，插入电容器的电介质增加，则电容器的电容变大，B错误；丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变从而将位置量换转成电学量，C正确；丁图装置是与电容话筒一样利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极形成一个电容器，两者之间的距离变化会导致其电容的变化；在电容器两端施加固定频率及大小的电压，通过电容器的电流就会变化，将这个电流信号进行转换，即可输出音频信号；但是只有声音，不接入电源，R两端不会有电压输出，D错误。 5．选B　电单车和手机之间是利用电磁波传递信息的，A错误；电单车某个时刻的准确位置是借助通信卫星定位确定的，B正确；电单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，C错误；手机App上显示的里程是由通信卫星定位确定的，D错误。 6．选B　振荡频率为200 kHz，周期为T＝＝5 μs，在t＝1.25 μs时刻，即时刻，电容器刚放电完毕，电磁能全部储存在电感线圈L中，故A错误；在0～1.25 μs过程中，振荡电路中的电场能减小，磁场能增大，故B正确；在t＝2.5 μs时刻，即时刻，电容器刚充电完毕，电磁能全部储存在电容器C中，故C错误；在t＝5.0 μs时刻，即T时刻，电容器C的a极板带正电，且电荷量最大，故D错误。 7．选D　当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，根据电路图可知，温度越低，这种电热丝的电阻越小，温度越高，这种电热丝的电阻越大。根据欧姆定律可得R＝，则有I＝U，可知I­U图像上点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，随着U、I的增大，温度升高，电热丝的电阻增大，则I­U图像上点与原点连线的斜率减小。故选D。 8．选C　由闭合电路的欧姆定律可得I＝，由电阻定律R＝ρ，可知当弹簧形变量增加x时，滑动变阻器接入电路的阻值为Rx＝ρ＝R，由受力分析知kx＝mg，又有U＝IRx，联立解得U＝，故选C。 9．选CD　无线电信号在空气中的传播速度约等于光速，它的频率越低，则波长越长，穿透能力越弱，衍射能力越强，C、D正确。 10．选BC　增大电压U，流过线圈的电流增大，线圈所产生的磁场增强，磁敏电阻的阻值增大，起到保护负载的作用，但增大电压U，电路中的电流I还是增大的，故电路的总功率P＝UI也增大，A错误，B正确；抽去线圈铁芯，线圈产生的磁感应强度减小，由题图甲可知，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，C正确，D错误。 11．选AB　LC振荡电路的周期T＝0.04 s。当开关S置于b端，电容器开始放电，电容器上极板带正电，t＝0.01 s时即时，电路中的电流逆时针方向达到最大值，此时自感电动势最小，故A、B正确；在0.01～0.02 s时间内，电容器充电，电容器下极板带正电，在t＝0.02 s时刻充电结束，电容器带电量最大，所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大，故C错误；0.03～0.04 s时间内即～T时间内，线圈中的磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，故D错误。 12．选AC　静止时，N板不动，电容器与电源保持相连，两极板带电，故A正确；保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则N板相对M板在某位置不动，电容器电容C不变，电容器保持与电源相连，电压U不变，由Q＝CU知电容器所带的电荷量Q不变，则电路中无电流，故B错误；由静止突然向后加速，N板相对M板向前移动，则板间距离d减小，根据平行板电容器电容的决定式C＝知电容C增大，电压U不变，由Q＝CU知，电容器所带的电荷量增大，电容器充电，电流由a向b流过电流表，故C正确；由向前加速突然停下，N板相对M板向前移动，则板间距离d减小，根据C＝知电容C增大，电压U不变，由Q＝CU知电容器所带的电荷量增大，电容器充电，电流由a向b流过电流表，故D错误。 13．解析：(1)该传感器把压力信号转化为电信号，属于压力传感器； (2)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题图(b)中的c。 答案：(1)压力　(2)c 14．解析：(1)由题图乙可知，当环境温度为80 ℃时，热敏电阻阻值为30 Ω。 (2)由题图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小，则流过继电器的电流增大，磁性增强。 (3)由于继电器的上触点接触、下触点分离时，指示灯亮，所以题图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。 (4)当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据闭合电路欧姆定律E1＝I(R0＋R)，得R＝70 Ω，此时温度为40 ℃，则环境温度大于等于40 ℃时，警铃报警。 答案：(1)30　(2)减小　增强　(3)A　(4)40 15．解析：由E＝，可得L＝3.6×10－3 H，而λ＝cT＝2cπ，解得C＝≈10－7 F＝0.1 μF。 答案：0.1 μF 16．解析：(1)由T＝2π知，T＝2π× s＝2π×10－3 s，t＝×10－3 s＝T，断开开关S时，电流最大，经，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×10－3 s＝，此时电流最大，与没有断开开关S时的电流大小相等，则I＝＝ A＝0.5 A。 答案：(1)正电荷　(2)0.5 A 17．解析：(1)由P＝＝IU可得传感器的电阻 R传＝＝ Ω＝10 Ω 额定电流I传＝＝ A＝0.3 A。 (2)最大电流I＝I传＝0.3 A 电源电压最大值Umax＝U传＋U0max U传为传感器的额定电压，U0max为R0＝10 Ω时R0两端的电压，即U0max＝I传R0＝0.3×10 V＝3 V，此时刚好不超过电压表量程 故Umax＝U传＋U0max＝3 V＋3 V＝6 V。 (3)实际检测时加在A、B间的电压记为UAB，传感器的实际电阻为R传′，根据第一次实验记录数据有UAB＝I1R传′＋U1 根据第二次实验记录数据有UAB＝I2R传′＋U2 代入数据解得R传′＝9.5 Ω，UAB＝3 V 传感器的电阻变化为ΔR＝R传－R传′＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω＜1 Ω，所以此传感器仍可使用。 答案：(1)10 Ω　0.3 A　(2)6 V　(3)仍可使用　3 V $