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 福建专用）

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4小题，每小题4分，共16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．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(　　) 4．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、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 5．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 6．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 7.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 8．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(共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题) 9．(4分)若某种电磁波在真空中的频率为 600 MHz，则该电磁波的波长为______m，该电磁波属于__________波段(选填“无线电波”“红外线” “可见光”或“紫外线”)，若该电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将______(选填“变小”“变大”或“不变”)，波长将______(选填“变长”“变短”或“不变”)。 10.(4分)如图所示是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，电容器正在__________(填“充电”或“放电”)，线圈中的磁场正在__________(填“增强”或“减弱”)，若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的频率__________(填“变大”或“变小”)。 11(4分)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。如图为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E为电磁铁供电，照明电源为路灯供电，光控开关由光敏电阻R控制。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(选填“AB”或“CD”)之间；清晨，天逐渐变亮，通过电磁铁螺线管的电流变________(选填“大”或“小”)，为了更加节能，让天色稍亮时，路灯熄灭，变阻器R′的阻值应适当调________些(选填“大”或“小”)。 12．(5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；(2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) 13．(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) 14．(9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 15.(12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；(6分) (2)当t＝π×10－3 s时，LC振荡电路中的电流是多少。(6分) 16.(14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。(4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？(4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？(6分) 5 / 5 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。 4．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。 5．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。 6．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。 7．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。 8．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。 9．解析：该电磁波的波长为λ＝＝ m＝0.5 m，该电磁波属于无线电波的分米波波段。若该电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将不变，由n＝可知波速变小，由v＝λ′f可知波长将变短。 答案：0.5　无线电波　不变　变短 10．解析：电流沿逆时针方向，则电子定向移动方向为顺时针方向，可知，电容器上极板失电子，由于上极板先前已经带正电，则极板所带电荷量增大，即电容器正在充电；结合上述，电容器在充电，电场能增大，在LC电磁振荡电路中，只有电场能与磁场能之间发生转化，可知，线圈中的磁场正在减弱；LC电磁振荡电路的频率f＝，平行板电容器的电容C＝，若增大电容器极板间的距离，电容器的电容减小，则发射电磁波的频率变大。 答案：充电　减弱　变大 11．解析：由于天亮时照度较大，光敏电阻的阻值较小，电路中的电流较大，衔铁被吸下，AB间断开，CD间接通，为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在AB间。清晨，天逐渐变亮，光敏电阻的阻值变小，通过电磁铁螺线管的电流变大。为了更加节能，让天色稍亮时，路灯熄灭，可知熄灭时，光敏电阻的阻值较大，则变阻器的阻值应适当调小些。 答案：AB　大　小 12．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 13．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 14．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 15．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 16．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 $