章末綜合檢測（四） 電磁振蕩與電磁波 傳感器

章末綜合檢測（四）電磁振蕩與電磁波傳感器(本試卷滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分，每小題只有一個選項符合題意)1．全自動洗衣機設(shè)有多段式水位自動感應(yīng)裝置，該裝置采用的可能是下列哪種類型的傳感器()A．溫度傳感器 B．壓力傳感器C．生物傳感器 D．紅外線傳感器解析：選B洗衣機工作時衣物溫度沒有明顯變化(除非啟動加熱功能)，所以不是溫度傳感器。洗衣機和衣物里也沒有利用到生物活性物質(zhì)，所以不是生物傳感器或紅外線傳感器。由于洗衣機在不同段式水位時壓力不同，故其中有多段式水位自動感應(yīng)裝置，可能采用了壓力傳感器。2．以下電場中能產(chǎn)生電磁波的是()A．E＝10N/C B．E＝5sin(4t＋1)N/CC．E＝(3t＋2)N/C D．E＝2tN/C解析：選B振蕩的電場可以在周圍產(chǎn)生振蕩磁場，形成電磁波，B正確。3．無線電廣播的中波段波長范圍為187～560m，為了避免鄰近電臺的干擾，兩個電臺的頻率范圍至少要相差104Hz，則此波段中最多能容納的電臺數(shù)約為()A．500個B．187個C．100個 D．20個解析：選C由公式λ＝eq\f(c,f)，知f＝eq\f(c,λ)，其中c＝3×108m/s。當(dāng)λ1＝187m時，f1≈1.60×106Hz；λ2＝560m時，f2≈0.536×106Hz。n＝eq\f(f1－f2,Δf)＝eq\f(1.60×106－0.536×106,104)個≈106個，應(yīng)選C。4．下列說法中正確的是()A．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院給病人做的腦部CT中的X射線波長相同B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C．麥克斯韋預(yù)言了空間存在電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在D．紅外線最顯著的作用是熒光效應(yīng)，紫外線最顯著的作用是熱效應(yīng)解析：選C紅外線波長一定大于X射線波長，A錯誤；電磁波是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的，B錯誤；根據(jù)物理學(xué)史的內(nèi)容可知，麥克斯韋預(yù)言了空間存在電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，C正確；紫外線最顯著的作用是熒光效應(yīng)，紅外線最顯著的作用是熱效應(yīng)，D錯誤。5.如圖為手機信號屏蔽器。手機信號屏蔽器主要針對各類考場、加油站、軍事重地等禁止使用手機的場所。手機工作時，是在一定頻率范圍內(nèi)，手機和基站通過無線電波聯(lián)系起來，完成數(shù)據(jù)的傳輸。針對這種通信原理，手機信號屏蔽器在工作過程中以一定的速度從手機通信所使用的頻率的底端向高端掃描，在掃描過程中向手機發(fā)送一定頻率的電磁波信號，使手機不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對手機形成干擾。對于手機信號屏蔽器的工作過程，下列說法中正確的是()A．手機信號屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的B．手機信號屏蔽器是利用靜電感應(yīng)的原理來工作的C．手機信號屏蔽器工作時能阻止基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場所內(nèi)D．手機信號屏蔽器通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達(dá)到目的解析：選D手機信號屏蔽器是利用屏蔽器發(fā)出的信號去干擾手機接收從基站傳過來的信號，從而起到屏蔽作用。因此手機信號屏蔽器通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達(dá)到目的，A、B、C錯誤，D正確。6．如圖所示為測量體溫常用的水銀體溫計和紅外測溫槍。某同學(xué)查閱資料，獲得以下信息：自然界中任何高于絕對零度的物體都在隨時隨地地向外輻射能量。單位時間內(nèi)，物體表面單位面積上所發(fā)射的總輻射能叫輻射功率，輻射功率與該物體的溫度有確定的關(guān)系，非接觸式溫度測量即測量輻射功率的大小，并由此得到一個與該物體溫度成一定關(guān)系的信號。紅外測溫槍是能夠測量物體輻射功率大小并轉(zhuǎn)化為物體溫度的儀器。根據(jù)以上信息和學(xué)過的知識，作出如下判斷，其中正確的是()A．水銀體溫計可以用來測量沸水的溫度B．水銀體溫計離開人體后，水銀迅速流回水銀泡C．紅外測溫槍向人體發(fā)射紅外線，從而測量人體溫度D．紅外測溫槍測量人體溫度時，離人體越遠(yuǎn)，顯示溫度越低解析：選D水銀體溫計的測量范圍一般為35～42℃，而沸水的溫度為100℃，所以水銀體溫計不可以用來測量沸水的溫度，A錯誤；因為體溫計玻璃泡的上方有一處細(xì)管叫縮口，縮口可以阻止水銀流回到玻璃泡內(nèi)，這樣就可以離開人體讀數(shù)而不用擔(dān)心示數(shù)不準(zhǔn)了，B錯誤；紅外測溫槍是通過測量人體發(fā)射出的紅外線，從而測量人體溫度的，C錯誤；紅外測溫槍在測量人體溫度時，離人體越遠(yuǎn)，紅外測溫槍接受到人體輻射的功率會越小，所以顯示溫度越低，D正確。7.許多先進(jìn)的軍事作戰(zhàn)單位都安裝了有源相控陣?yán)走_(dá)，如圖所示。有源相控陣?yán)走_(dá)是相控陣?yán)走_(dá)的一種。有源相控陣?yán)走_(dá)的每個輻射器都配裝有一個發(fā)射——接收組件，每一個組件都能自己發(fā)射、接收電磁波，因此在頻寬、信號處理和冗度設(shè)計上都比無源相控陣?yán)走_(dá)具有較大的優(yōu)勢。下列說法正確的是()A．雷達(dá)使用的電磁波是長波，它利用了長波容易發(fā)生衍射，可以繞開障礙物遠(yuǎn)距離傳播的特點B．雷達(dá)使用的電磁波是微波，它利用了微波直線性好，反射性強的特點C．雷達(dá)發(fā)射的電磁波會經(jīng)過調(diào)制、調(diào)諧、解調(diào)幾個過程D．雷達(dá)使用的電磁波比紅外遙感使用的電磁波頻率大解析：選B雷達(dá)是根據(jù)發(fā)射和接收電磁波的時間間隔來測距和測速的，所以應(yīng)采用直線性好、反射性強的微波，A錯誤，B正確；雷達(dá)發(fā)射的電磁波不需要攜帶信號，所以不需要經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)過程，C錯誤；根據(jù)電磁波譜可知，微波的頻率要小于紅外線的頻率，D錯誤。8．電熨斗能自動控制溫度，在熨燙不同的織物時，設(shè)定的溫度可以不同，如圖所示為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，電熨斗內(nèi)部裝有雙金屬片，雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，各種織物材料衣物熨燙時溫度高低關(guān)系如下表所示。若把熨燙的棉麻衣物換成絲綢衣物，則調(diào)溫旋鈕應(yīng)()織物材料尼龍合成纖維絲綢羊毛麻熨燙溫度由低到高A.向下調(diào)節(jié) B．向上調(diào)節(jié)C．保持原狀 D．不能確定解析：選B常溫下，上下觸點是接觸的，這樣插上電源時，電熨斗開始升溫，當(dāng)溫度升高時，雙金屬片上層比下層形變大，雙金屬片向下彎曲，觸點分離，停止加熱?，F(xiàn)把棉麻衣物換成絲綢衣物，熨燙溫度變低，就要斷開加熱電路，應(yīng)把調(diào)溫旋鈕向上旋轉(zhuǎn)，這樣在金屬形變較小時就能斷開電路。二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9．在運行的火車車廂里，你若打開收音機是不能聽清聲音的，你若打移動電話，是絲毫不受影響的，收音機、手機都是靠無線電傳遞信號的，所不同的是，收音機利用的無線電信號頻率低，手機利用的無線電信號頻率高，下列說法正確的是()A．低頻無線電信號傳播的速度小，追不上火車B．低頻無線電信號傳播的速度大，已經(jīng)超過了火車C．高頻無線電信號衍射能力差，穿透能力強，可以進(jìn)入火車車廂D．低頻無線電信號衍射能力強，穿透能力弱，不能進(jìn)入火車車廂解析：選CD無線電信號在空氣中的波速約等于光速，它的波長越長，穿透能力越弱，衍射能力越強，C、D正確。10．某磁敏電阻的阻值R隨外加磁場的磁感應(yīng)強度B變化的圖線如圖甲所示。學(xué)習(xí)小組使用該磁敏電阻設(shè)計保護負(fù)載的電路如圖乙所示，U為直流電壓，下列說法正確的有()A．增大電壓U，負(fù)載電流不變B．增大電壓U，電路的總功率變大C．抽去線圈鐵芯，磁敏電阻的阻值變小D．抽去線圈鐵芯，負(fù)載兩端電壓變小解析：選BC增大電壓U，流過線圈的電流增大，線圈所產(chǎn)生的磁場增強，磁敏電阻的阻值增大，起到保護負(fù)載的作用。但增大電壓U，電路中的電流I還是增大的，故電路的總功率P＝UI也增大，A錯誤，B正確；抽去線圈鐵芯，線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度減小，由題圖甲可知磁敏電阻的阻值變小，則磁敏電阻兩端的電壓變小，而U不變，所以負(fù)載兩端電壓變大，C正確，D錯誤。11.自動控制電路中常用到半導(dǎo)體材料，光敏電阻便是其中的一種。光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小。現(xiàn)將一只光敏電阻R連入電路，與定值電阻R1、小燈泡L(燈絲電阻RL視為不變)組成如圖所示的電路，RL＝r，光照強度為某一值時，R＝RL＋R1＋r。若將照射R的光照強度減弱，則()A．小燈泡變暗B．光敏電阻R消耗的功率先增大后減小C．電源輸出功率一直減小D．小燈泡與電阻R1消耗的總功率減小解析：選ACD光照強度減弱，光敏電阻阻值增大，通過燈泡的電流變小，燈泡功率減小，燈泡變暗，A正確；根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，總電流為I＝eq\f(E,R＋r＋RL＋R1)，光敏電阻R消耗的功率為PR＝eq\f(E2R,R＋r＋RL＋R12)，將r＋RL＋R1看作內(nèi)阻，當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時，等效電源輸出功率最大，即R消耗功率最大，一開始R＝RL＋R1＋r，則光照強度減弱的過程中，R消耗的功率一直減小，B錯誤；同理可知光照強度減弱的過程中，電源的輸出功率一直減小，C正確；小燈泡與電阻R1為定值電阻，功率P＝I2(RL＋R1)，R越大，電流I越小，小燈泡及電阻R1消耗功率越小，D正確。12．如圖甲所示，“火災(zāi)報警系統(tǒng)”電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接入圖乙所示的電壓，電壓表和電流表均為理想電表，R0為半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，R1為變阻器，當(dāng)通過報警器的電流超過某值時，報警器將報警。下列說法正確的是()A．電壓表V的示數(shù)為10VB．R0處出現(xiàn)火情時，電流表A的示數(shù)減小C．R0處出現(xiàn)火情時，變壓器的輸入功率增大D．要使報警器報警的臨界溫度升高，可將R1的滑片P適當(dāng)向下移動解析：選AC若原線圈的輸入電壓為U，其有效值為U1，根據(jù)有效值的定義，有eq\f(U2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U12,R)T，其中U＝100eq\r(2)V，解得U1＝100V，由變壓器原理可得副線圈輸出電壓即電壓表V的示數(shù)U2＝10V，A正確；R0處出現(xiàn)火情時，熱敏電阻的阻值減小，副線圈電流增大，根據(jù)變壓器原理可知，電流表A的示數(shù)增大，變壓器輸入功率增大，B錯誤，C正確；將R1的滑片P向上移動，副線圈電路的總電阻變小，總電流增大，R0處電壓變大，報警器的分壓變小，電流也減小，報警器報警的臨界溫度升高，D錯誤。三、非選擇題(本題共5小題，共60分)13．(6分)如圖(a)所示是小球過橋時對不同類型的橋面壓力的實驗。采用DIS方法對模型進(jìn)行測量，其結(jié)果如圖(b)中電腦屏幕所示。(1)圖(a)中的傳感器為________傳感器；(2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面。對于凸形橋甲，其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是圖(b)電腦屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)。解析：該傳感器把壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，屬于壓力傳感器；小球經(jīng)過凸形橋甲的最高點時，對橋面的壓力小于其自身重力，其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是電腦屏幕上的c。答案：(1)壓力(2)c14．(8分)利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的溫度傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，不但反應(yīng)快，而且精確度高。(1)如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，只使熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變______(填“大”或“小”)。(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為20℃(電流表表盤如圖甲所示)，則25℃刻度應(yīng)在20℃刻度的________(填“左”或“右”)側(cè)。(3)將該熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度的變化。請用圖乙中的器材(可增加元件)設(shè)計一個電路。解析：(1)因為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大，故電路中電流會變小。(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度值應(yīng)對應(yīng)較大的電流，故在20℃刻度的右側(cè)。(3)電路如圖所示。答案：(1)小(2)右(3)見解析圖15．(15分)電感線圈的電流在Δt＝0.2s內(nèi)的變化為ΔI＝1A，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝18mV，由該線圈和一電容器組成的振蕩電路所輻射的無線電波的波長為36km，求電容器的電容。感應(yīng)電動勢E與電感L的關(guān)系式為E＝eq\f(LΔI,Δt)解析：由E＝eq\f(LΔI,Δt)，可得L＝3.6×10－3H，而λ＝cT＝2cπeq\r(LC)，解得C＝eq\f(λ2,4c2π2L)≈10－7F＝0.1μF。答案：0.1μF16.(15分)如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V2W”。開關(guān)S閉合后，燈泡正常發(fā)光，S斷開后，LC振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流。若從開關(guān)S斷開開始計時，求：(1)當(dāng)t＝eq\f(π,2)×10－3s時，電容器的右極板帶何種電荷；(2)當(dāng)t＝π×10－3s時，LC振蕩電路中的電流是多少。解析：(1)由T＝2πeq\r(LC)知，T＝2π×eq\r(25×10－3×40×10－6)s＝2π×10－3s。t＝eq\f(π,2)×10－3s＝eq\f(1,4)T。斷開開關(guān)S時，電流最大，經(jīng)eq\f(T,4)，電流最小，電容器兩極板間電壓最大。在此過程中線圈對電容器充電，右極板帶正電荷。(2)t＝π×10－3s＝eq\f(T,2)，此時電流最大，與沒有斷開開關(guān)S時的電流大小相等，則I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,4)A＝0.5A。答案：(1)正電荷(2)0.5A17.(16分)如圖所示為檢測某傳感器的電路圖。傳感器上標(biāo)有“3V0.9W”的字樣(傳感器可看作是一個純電阻)，滑動變阻器R0上標(biāo)有“10Ω1A”的字樣，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。(1)求傳感器