第32讲 电磁振荡与电磁波 传感器 课时作业 -2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电磁振荡、电磁波及传感器，以题构建从基础概念到实际应用的递进式知识网络，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固练|8题|概念辨析（电磁波谱、麦克斯韦理论）、基本规律应用（LC振荡频率/充放电）|从电磁波性质到LC振荡原理，构建电磁相互作用观念| |综合提升练|5题|传感器实际应用（双金属片/霍尔元件等）、综合分析|原理到技术应用，体现科学思维与社会责任|

第32讲 电磁振荡与电磁波　传感器 课时作业 基础巩固练 一．选择题： 1．电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是(　　) A．只有高温物体才辐射红外线 B．过量的紫外线会对人体皮肤造成伤害 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．红光的波长比X射线小 2．某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能提高到1040 kHz，以下说法正确的是(　　) A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍 B．调节可变电容，使电容减小为原来的 C．调节电感线圈，使线圈电感增大为原来的4倍 D．调节电感线圈，使线圈电感减小为原来的 3．雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．雷达利用电磁波的干涉特性工作 B．电磁波发射时需要进行调谐和解调 C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大 D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化 4．5G网络使用的无线电波通信频率是在3．0 GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G通信频率在0．3 GHz～3．0 GHz间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是(　　) A．4G信号是横波，5G信号是纵波 B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C．5G信号比4G信号波长更长，相同时间传递的信息量更大 D．5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 5．(2026·湖北省高三上开学考试)金属探测仪内部电路可简化为如图1所示的LC振荡电路，电容器下极板电荷量q随时间t的变化规律如图2所示，则下列说法正确的是(　　) A．图1所示的时刻可能是t2～t3的某时刻 B．图1所示的时刻，电容器内的电场强度E正在增大 C．t1～t2与t2～t3时间内线圈中的磁场方向相反 D．t2时刻，回路中的电流为零 6．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t＝0时开关S打到b端，t＝0．02 s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则(　　) A．LC回路的周期为0．02 s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．t＝1．01 s时线圈中磁场能最大 D．t＝1．01 s时回路中电流沿顺时针方向 7．(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是(　　) A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场 D．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波 8．(多选)根据光敏电阻特性设计的自动计数器的电路图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测R2两端的电压，每获得一次低电压就记数一次。下列说法正确的是(　　) A．有光照射时R1的阻值比无光照射时的小 B．有光照射时R1两端的电压比无光照射时的大 C．有光照射时电源两端的电压比无光照射时的小 D．有光照射时R2消耗的电功率比无光照射时的小 综合提升练 一．选择题： 9．电熨斗在达到设定温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断，从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。下列说法正确的是(　　) A．温度升高时，双金属片会向上弯曲 B．调节“调温旋钮”，使螺丝微微上升，可以使设定温度降低 C．调节“调温旋钮”，使螺丝微微上升，可以使设定温度升高 D．适当增加输入电压，可以使设定温度升高 10．某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场B＝k1I，通有待测电流I′的直导线ab垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场B′＝k2I′。调节电阻R，当电流表示数为I0时，元件输出霍尔电压UH为零，则待测电流I′的方向和大小分别为(　　) A．a→b，I0 B．a→b，I0 C．b→a，I0 D．b→a，I0 11．如图所示为一种呼气酒精测试仪的原理图，其中酒精气体传感器的电阻值R′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，R、R0、r、E值恒定，电压表为理想电表。电压表示数为U，则下列说法正确的是(　　) A．c与U成反比 B．U越大，表示酒精浓度c越小 C．酒精气体传感器把电信息转化成非电信息 D．当醉酒人员对传感器呼气时，U变大 12．(2025·黑吉辽蒙卷，4)如图，某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的，逐渐增大施加于两极板压力F的过程中，F较小时弹性结构易被压缩，极板间距d容易减小；F较大时弹性结构闭合，d难以减小。将该电容器充电后断开电源，极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是(　　) 13．(多选)图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是(　　) A．t1时刻电容器间的电场强度为最小值 B．t1～t2时间内，电容器处于充电过程 C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D．从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈 参考答案： 1.答案：B解析：所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误；紫外线具有较高的能量，过量的紫外线会伤害人的眼睛和皮肤，故B正确；无线电波的波长比γ射线的波长大，由c＝λf可知无线电波的频率比γ射线的频率小，故C错误；红光是可见光，波长比X射线大，故D错误。 2.答案：B解析：由LC振荡电路的频率公式f＝可知，要使频率提高到原来的2倍，可以使电容减小为原来的，或使电感减小为原来的，故B正确，A、C、D错误。 3.答案：D解析：电磁波同声波一样，遇到障碍物会发生反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；电磁波的频率由波源决定，故频率不变，由v＝λf知，波长减小，故C错误；在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确。 4.答案：D解析：4G信号和5G信号均为电磁波，均是横波，A错误；4G信号和5G信号的频率不同，相遇时不能发生干涉现象，B错误；5G信号比4G信号频率高、波长小，5G信号拥有更大的带宽和更快的传输速率，可知相同时间传递的信息量更大，C错误；因5G信号的波长比4G信号的波长小，则5G信号比4G信号更不容易发生衍射，即更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，D正确。 5.答案：B解析：由图1可知，电容器中场强向上，下极板带正电，线圈中磁场向上，根据右手螺旋定则可知，回路中电流为逆时针，此时电容器正在充电，电容器的电荷量正在增大，电容器内的电场强度E正在增大；由于t2～t3时间内电容器下极板带负电，故图1所示的时刻不可能是t2～t3的某时刻，A错误，B正确。由图2可知，t1～t2时间内下极板带正电且电荷量逐渐减小，t2～t3时间内下极板带负电且电荷量逐渐增大，可知t1～t2与t2～t3时间内回路中电流均为顺时针，则t1～t2与t2～t3时间内线圈中的磁场方向相同，故C错误。由图2可知，t2时刻，电容器所带电荷量为0，电场能最小，则此时磁场能最大，回路中的电流最大，故D错误。 6.答案：C解析：由题图可知，t＝0时电容器上极板带正电荷且电荷量最大，开始放电，而t＝0．02 s时电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，即第一次反向充电完毕，可知LC回路的周期T＝2×0．02 s＝0．04 s，A错误；LC回路的电流最大时，电容器放电完毕，电容器中电场能最小，B错误；t＝1．01 s时，经过·T＝25T，此时电容器放电完毕，回路中电流沿逆时针方向，线圈中磁场能最大，C正确，D错误。 7.答案：CD解析：均匀变化的电场产生恒定的磁场，A、B错误；由麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场，C正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，D正确。 8.答案：AC解析：由图可知，每当光照被挡住时，信号处理系统就获得一次低电压并记数一次，说明有光照射时定值电阻R2两端的电压比无光照射时的高，由P＝可知有光照射时R2消耗的电功率比无光照射时的大，D错误；由欧姆定律可知有光照射时回路中的电流I更大，设电源的电动势为E，内阻为r，由闭合电路欧姆定律有E＝I(R1＋R2＋r)，则R1＝－R2－r，可知有光照射时R1的阻值比无光照射时的小，A正确；R1两端的电压U1＝E－I(R2＋r)，电源两端的电压U＝E－Ir，可知有光照射时R1两端的电压和电源两端的电压均比无光照射时的小，B错误，C正确。 9.答案：B解析：当温度升高时，金属片向膨胀系数小的下层金属片一侧发生弯曲，故A错误；调节“调温旋钮”，使螺丝上升并拉动弹性铜片上移，就能使触点断开时双金属片向下弯曲的程度更小一些，使断开时的温度即设定温度更低一些，故B正确，C错误；电压不影响设定温度，故D错误。 10.答案：D解析：要使元件输出霍尔电压UH为零，即霍尔元件中的载流子不受前后表面间的电场力作用，也就不受前后表面间的磁场力作用，则霍尔元件处合磁感应强度为0。根据安培定则可知，螺绕环在霍尔元件处产生的磁场方向向下，根据磁场的叠加原理可知，直导线ab在霍尔元件处产生的磁场方向应向上，根据安培定则可知，待测电流I′的方向应该是b→a。磁场B和B′的合磁感应强度为0，则应有k1I0＝k2I′，解得I′＝I0。故选D。 11.答案：D解析：由题意可知，酒精气体传感器的电阻R′与酒精气体的浓度c之间的关系为R′＝，其中k为常量，由闭合电路的欧姆定律得，电路中的电流I＝，又U＝IR0，联立得U＝，则c与U不成反比，A错误；由U的表达式知，酒精浓度c越大，U越大，B错误，D正确；酒精气体传感器把非电信息(酒精气体浓度)转化成电信息(电阻)，C错误。 12.答案：D解析：将该电容器充电后断开电源，则电容器所带的电荷量Q不变，由公式C＝和C＝可得U＝d，由题意知，随着F增大，d减小，且越来越“难以减小”，即越来越小，故随着F增大，U减小，且越来越小，故选D。 13.答案：ABC解析：由题图乙可知，t1时刻电流最大，则电容器所带电荷量为0，电容器间的电场强度为最小值，故A正确；t1～t2时间内，电流逐渐减小，则电容器处于充电过程，故B正确；当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据T＝2π可知，振荡电流周期变大，频率变小，故C正确；从图乙波形可知，振荡电流周期越来越小，根据T＝2π可知，线圈自感系数越来越小，可判断汽车正远离地感线圈，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $