第四章 电磁振荡与电磁波 传感器 章末检测 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

选择性必修第二册《电磁振荡与电磁波 传感器》章末检测 满分100分 考试时间：75分钟 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．扫地机器人说明书上载明：电机额定功率为35W，由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，机器人就自动回充电座充电。若用该锂电池给LC振荡电路充电，其电流随时间变化的i−t图像如图所示，据此，下列说法中正确的是（　　） A．该电池输出的是交变电流，可直接为LC振荡电路提供持续的振荡电流，LC振荡电路中c时刻线圈的磁场能为0 B．该机器人电机的额定电流约为2.36A，LC振荡电路中b~c时间段内电容器的电场能逐渐减小 C．正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能，LC振荡电路中c~d时间段内线圈的磁场能逐渐增大 D．电池充满电后机器人正常工作约45min后回充电座充电，LC振荡电路中a时刻电容器的电荷量最大 2．2026年，我国科研团队成功研制出能激发钍-229原子核跃迁的连续激光。已知普朗克常量为h，光速为c，若该激光的波长为λ，则其光子的能量为（　　） A．hλ B．hc C． D． 3．下列说法不正确的是（　　） A．X光机拍胸片，利用了机械波的穿透性 B．肥皂膜彩色条纹，属于光的干涉现象 C．毛细采血管，利用了液体的毛细现象 D．泡沫敷料吸液，利用了液体的表面张力 4．金属探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的电场方向如图所示，则（　　） A．此时穿过线圈的电流正在减小 B．此时电容器中的电场能正在增加 C．若LC振荡电路中的电感减小，则其振荡周期增大 D．若自感系数和电容C都增大到原来的两倍，其振荡周期变为原来的2倍 5．赫兹通过如图所示的实验装置观察到了电火花，证实了电磁波的存在。重复实验时发现改变接收器参数可以更容易观察到电火花，这个过程叫作（    ） A．调幅 B．调谐 C．调频 D．解调 6．如图所示为某环境监控电路简图，R1、R2均为可变电阻，M、N两元件中有一个是光敏电阻，另一个是热敏电阻。已知热敏电阻阻值随温度升高而减小，光敏电阻阻值随光照增强而减小。忽略光照对环境温度的影响。报警器1两端电压大于某值时报警，报警器2上通过的电流大于某值时报警。闭合开关后，两报警器1、2均未报警。不计报警器对电路的影响。下列说法正确的是（　　） A．仅温度升高，若只有报警器1报警，则M为热敏电阻 B．仅光照增强，若只有报警器2报警，则N为光敏电阻 C．仅增大R1的阻值，报警器1、2可能都报警 D．仅增大R2的阻值，报警器1、2可能都报警 7．科技小组利用压敏电阻制作汽车油量深度表的装置如图（a）所示，把电流表A改装成量程为40cm的汽车油量深度表，已知压敏电阻的阻值与容器内所装汽油的深度h的关系如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．接通开关S前，滑动变阻器的滑片P应置于“a”端 B．改装后的深度刻度是均匀的 C．0cm深度应该对应电流表的示数为零 D．若要把深度表的量程从40cm改为50cm，滑动变阻器的滑片P应该向“b”端调节 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（　　） A．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大 B．若i正在减小，则线圈两端电压在增大 C．若i正在增大，电场能正在转化为磁场能 D．若i正在增大，此时A板带正电 9．如图所示是一个电感线圈L 和一个电容器C组成的LC 振荡电路，若t=0时刻电路中的电流及电容器带电分布如图中所示，下列选项中能正确反映电容器下极板的电荷量Q电感线圈中的磁感应强度B电容器中的电场强度E电路中的电流I 随时间t变化关系的是（设图中情况的物理量均为正）（　　） A． B． C． D． 10．某装置的电容式加速度传感器能“感知”加速度变化，其俯视图如图所示。M、N为两正对平行金属极板，M板固定，N板与一端固定的弹簧连接，两极板通过定值电阻R、电流表A与电源E相连。当装置在前后方向上的加速度变化时，N板会在“前后”方向运动，使电流表示数发生变化实现“感知”。下列判断正确的是（   ） A．若电流表示数为零，则系统一定处于平衡状态 B．若电流表示数不变，则系统一定做匀加速直线运动 C．若电流由a向b流过电流表，则系统可能向前运动 D．若电流由b向a流过电流表，则系统加速度变化量的方向向前 三、非选择题∶共5小题，共54分。 11．电容电池具有无污染、寿命长、充电速度快等诸多优点而广泛应用。某同学想要用电流传感器探究电容电池特性，探究电路如图甲。 (1)第一次探究中，先将开关接1，待电路稳定后再接2.已知电流从上向下流过电流传感器时，电流为正，则电容器充放电过程中的和图像是_____________。 A． B． C． D． (2)第二次探究，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，根据图像中A、B点坐标可知，振荡电路的周期_________s（结果保留两位有效数字）。 ②如果使用电动势更小的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将________（填“增大”“减小”或“不变”）。 ③已知电源电动势，测得充电过程图像的面积为，以及振荡电路的周期，可以得到电感线圈的电感表达式_________。（用测得的已知量表示） 12．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 (1)该同学首先利用多用电表电阻“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值________。 (2)该同学为了进一步探究此热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最________（选填“左”或“右”）端。在某次测量中，若毫安表的示数为2.5mA，的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为________（结果保留两位有效数字）。 (3)经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示，可知该热敏电阻的阻值随温度降低越来越________（选填“大”或“小”）。 (4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为________cm（结果保留一位有效数字）。 13．过强的电磁辐射对人体有很大危害。为了确保安全，规定工作场所受电磁辐射强度Z（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m2。某无线电通讯设备的电磁辐射的功率为P=15kW，取π=3，求： (1)请直接写出距离通讯设备为r处的电磁辐射强度Z的表达式（用P和r表示）； (2)为了保证安全，人距离通讯设备至少多远？ 14．如图所示，线圈的自感系数0.1H，电容器的电容为，电阻的阻值为，电源电动势，内阻为。闭合开关S，待电路达到稳定状态时，一带电油滴仅在重力作用下，在电容器两极板之间运动。此时断开开关S，电路中将产生电磁振荡。从断开开关开始计时，当线圈中电流为第一次为0时，油滴的加速度为0。除电阻和电源内阻外，其它电阻均可忽略，忽略振荡电路中的能量消耗，已知重力加速度。求断开开关后， (1)振荡电路的周期（结果可以含有）； (2)通过线圈最大的电流； (3)油滴加速度的最大值。（已知油滴一直没有碰到极板，且油滴的运动不影响电路的振荡周期） 15．有一种测量体重的电子秤，其原理如图所示。它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆、压力传感器R（一个阻值可随压力大小变化的电阻）、显示质量的仪表G（其实质是电流表）。其中。已知压力传感器的电阻与其所受压力的函数关系式为，踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为5.0V。 (1)该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处； (2)现有一孩子静止站在踏板上，电流表刻度盘示数为25mA，求这个孩子的质量。（重力加速度g取）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A D B D D BC AD CD 1．B 【详解】A．锂电池是直流电源，输出的是直流电，不能直接提供持续的振荡电流（振荡电流需要LC回路自身振荡产生，且会有阻尼衰减，除非有外部能量补充维持，但电池本身输出直流）；由图可知，时刻电流达到最大值，根据磁场能，此时线圈的磁场能最大，故A错误； B．根据 机器人电机的额定电流 在振荡电路中，时间段内，电流从增大到最大值，说明电容器正在放电，电场能转化为磁场能，因此电容器的电场能逐渐减小，故B正确； C．电动机正常工作时，输入的电功率为，由于线圈存在电阻产生焦耳热，输出的机械功率（动能变化率）小于，即每秒钟输出的动能小于；时间段内，电流从最大值减小到，说明电容器正在充电，磁场能转化为电场能，线圈的磁场能逐渐减小，故C错误； D．电池可用的电能为 工作时间 但在振荡电路中，时刻电流最大，此时磁场能最大，电场能为，电容器的电荷量为，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】光子能量的计算公式为，其中为光子的频率 电磁波的波速、波长、频率满足关系 代入能量公式，可得光子能量 故选C。 3．A 【详解】A．X光是电磁波，不属于机械波，拍胸片利用的是电磁波的穿透性，故A错误； B．肥皂膜前后表面的反射光发生叠加干涉，不同色光干涉加强位置不同，形成彩色条纹，属于光的干涉现象，故B正确； C．毛细采血管管径极细，利用浸润液体的毛细现象，使血液自动升入管内，故C正确； D．泡沫敷料内部有大量连通微孔，可等效为毛细管，吸液是表面张力驱动的毛细现象，利用了液体的表面张力，故D正确。 本题选不正确的，故选A。 4．D 【详解】AB．根据图中磁场方向结合右手螺旋定则可知，此时电流方向沿顺时针方向，由下极板流向上极板，且下极板带正电，所以此时电容器正在放电，电容器两板间的电压正在减小，电容器中的电场能减小，线圈中磁场能增大，则电路中电流正在增大，故AB错误； CD．根据 可知若LC振荡电路中的电感减小，则其振荡周期减小，若自感系数L和电容C都增大到原来的2倍，则其振荡周期变为原来的2倍，故C错误，D正确。 故选D。 5．B 【详解】A．二者都属于调制，是发射电磁波时，将信号加载到高频载波上的操作，属于发射端的信号处理，不符合题干中接收端调整参数的描述，故AC错误； B．调谐的定义就是改变接收电路的参数，使接收电路的固有频率与入射电磁波频率相同，发生电谐振，让接收信号强度达到最大，因此更容易观察到电火花，故B正确； D．解调是接收端从高频载波中取出携带的信号的操作，和“调整参数更容易观察到电火花”的描述不符，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．若M为热敏电阻，仅温度升高时，热敏电阻阻值减小，并联部分总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压减小，元件N所在支路电流减小，报警器1两端电压减小，不会报警；而报警器2所在支路电流增大，报警器2可能报警，故A错误； B．若N为光敏电阻，仅光照增强时，光敏电阻阻值减小，并联部分总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压减小，报警器2所在支路电流减小，不会报警；而元件N所在支路电流增大，报警器1两端电压增大，可能报警，故B错误； C．仅增大R1的阻值，电路总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压减小，报警器2所在支路电流和报警器1两端电压都减小，不会报警，故C错误； D．仅增大R2的阻值，则并联部分总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压会增大，报警器2所在支路电流增大，报警器2可能报警；因干路电流减小，由上述分析可知元件N所在支路电流减小，元件N上的分压减小，报警器1上的电压增大，报警器1可能报警，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．接通开关S前，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，滑片P应置于“b”端，故A错误； B．设容器所装汽油的深度为h，对应电流表的示数为I。由图(b)可知，压敏电阻RM与深度h不是线性关系，根据闭合电路欧姆定律有 可知I与压敏电阻RM也不是线性关系，故改装后的深度刻度是不均匀的，故B错误； C．由图(b)可知，当汽油的深度为0cm时，压敏电阻RM的阻值为，根据闭合电路欧姆定律有 所以0cm深度应该对应电流表的示数不为零，故C错误； D．若要把深度表的量程从40cm改为50cm，则电流表满偏时接入电路中的阻值减小，由，可知滑动变阻器接入电路中的阻值变大，滑动变阻器的滑片P应该向“b”端调节，故D正确。 故选D。 8．BC 【详解】A．根据 可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小；若仅增大电容器的电容，振荡频率减小，故A错误； B．若i正在减小，则线圈正在给电容器充电，磁场能正在减小，电场能正在增大，电容器极板间电压正在增大，即线圈两端电压在增大，故B正确； CD．若i正在增大，则电容器正在放电，电场能正在减小，磁场能正在增大，电场能正在转化为磁场能，由于该时刻电流i的方向指向A板，则此时A板带负电，故C正确，D错误。 故选BC。 9．AD 【详解】A．电路电流方向为顺时针，正电荷沿回路向下不断积累在电容器下极板，因此电容器处于充电过程，题目规定图中状态各物理量均为正，即时，下极板电荷量、电流，对应、； 充电过程中，正电荷不断积累在下极板，逐渐增大，故A正确； B． 磁感应强度与电流成正比，变化规律与一致。充电过程中电流逐渐减小，因此图像初始斜率应为负，故B错误； C．电容器电场强度，与成正比，变化规律和一致，初始斜率应为正，故C错误； D． 时，充电过程电流逐渐减小，因此图像初始斜率为负，充电完成后减小到0，之后放电过程电流反向增大，故D正确。 故选AD。 10．CD 【详解】A．由题意可知装置在前后方向上的加速度变化时，N板会在“前后”方向运动，电容器会发生充放电现象，使电流表示数发生变化，若电流表示数为零，则说明系统的加速度未发生变化，故A错误； B．若电流表示数不变，则说明电容器在进行持续不断的充电或放电，两极板间距一直在发生变化，故板所受合外力一直发生变化，则系统加速度在变化，故B错误； C．若电流由a向b流过电流表，则说明电容器在进行充电，由电容器的定义式可知电容在增大，按照平行板电容器的决定式可得两极板间距减小，即板在向“前”移动，板所受合外力向“后”，系统可能向前减速运动，故C正确； D．若电流由b向a流过电流表，则说明电容器在进行放电，由选项C分析可知，板所受合外力向“前”，且两板间距不断增大；可知向“前”的合外力以及加速度不断增大，系统加速度变化量的方向向前，故D正确。 故选CD。 11．(1)BD (2) 0.0092 不变 【详解】（1）AB．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上向下流过传感器，即为正，由于充电后电容器右极板带正电，电容器通过R放电时，电流从下向上流过传感器，即为负，故A错误，B正确； CD．给电容器充电和电容器放电，通过电压传感器的电流方向均为从右向左，都为正，故C错误，D正确。 故选BD。 （2）①[1]由图乙可知 ②[2]由振荡周期 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[3]充电过程图像的面积为，则有 可得 振荡周期 可得 12．(1)1.9 (2) 左 5.0 (3)大 (4)5 【详解】（1）表盘的指针位置为19，测电阻所用的挡位为“×100”挡，所以读数结果为 （2）[1]为了保证被测部分的电压从零开始逐渐增大，对仪器起到保护作用，电路图中滑动变阻器的滑片P应置于最左端。 [2]并联电路，各支路两端电压相同，根据欧姆定律得热敏电阻阻值 （3）由图像可知该热敏电阻的阻值随温度降低越来越大。 （4）电路报警时，总电阻， 由图可知，油液内（报警液面处）热敏电阻的温度为30℃，由图可知，此时热敏电阻的阻值1.5kΩ，油液外热敏电阻的温度为70℃，由图可知，此时热敏电阻的阻值0.5kΩ。设报警液面到油箱底部的距离为h，热敏电阻的总阻值 解得 13．(1) (2)50m 【详解】（1）由题意可知 （2）将、代入到 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知 （2）分析可知电场能为0时，电流最大，故当开关S闭合后，电路稳定时的电流为最大电流 （3）根据题意可知，线圈中电流为0时，油滴的加速度为0，故 而当线圈中电流第二次为0时，电容器正负极对调，此时油滴受到的电场力向下，根据牛顿第二定律有 联立解得 15．(1)20mA (2)40kg 【详解】（1）依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为零，电阻 电路中的电流为 所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的20mA处； （2）当电流表刻度盘的示数为时，压力传感器的电阻 由 解得 再由 可得 故孩子的质量为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $