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章末测评验收卷(四) (含四、五章)
(满分:100分)
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.真空中所有的电磁波都具有相同的 ( )
频率 波长
波速 能量
2.最先提出电磁场理论并预言电磁波存在,以及用电火花实验证实电磁波存在的物理学家分别是 ( )
安培和亨利 奥斯特和法拉第
麦克斯韦和科拉顿 麦克斯韦和赫兹
3.如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,则它的波长是 ( )
1.2×10-1 m
7.35×10-17 m
1.2×10-4 m
7.35×10-11 m
4.(2024·广东佛山高二期末)2023年10月28日神舟十七号航天员面向广大青少年进行太空授课。下列有关电磁波的说法正确的是 ( )
可见光不属于电磁波
电磁波的传播需要介质
电磁波不是物质,看不见也摸不着
电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场
5.下列情景中关于电磁波特性和应用的描述,正确的是 ( )
A B
C D
手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波
“CT”利用紫外线检查多种疾病
“B超” 中的超声波属于电磁波
遥控器发出的红外线有很强的穿透本领
6.(2024·广东中山高二期末)如图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示,若把通过P点向右规定为电流的正方向,则 ( )
0.5~1 ms内,电容器两端电压逐渐减小
0.5~1 ms内,电容器的上极板带负电荷
1~1.5 ms内,Q点比P点电势低
1~1.5 ms内,电容器电场能正在增加
7.(2024·广东佛山高二期中)特雷门琴是唯一一种不需要接触而演奏的乐器,其原理是利用天线和演奏者的手构成等效电容C,与自感线圈L构成LC振荡电路,通过改变手的位置(手始终不超出天线长度范围)改变电路频率,从而发出不同声调的声音。其电路图可简化为如图所示,下列演奏者的做法可以使特雷门琴的音调变高的是 ( )
戴绝缘手套 手靠近天线
手从手掌变成握拳 手平行天线向上移动
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,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体,3是空心线圈,软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。关于这种传感器的工作原理,下列说法正确的是 ( )
这种传感器输入的物理量是位移,输出的物理量是自感系数
通过这种传感器线圈的电流是交流电
软铁芯是敏感元件,线圈是转换元件
当物体1向右移动时,线圈的自感系数增大
9.(2024·广东清远高二期末)应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晩用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片,图乙是雷达天线,图丙为生产线上使用的自动计数器,图丁为霍尔元件,下列说法中正确的是 ( )
红外触发相机是利用红外线的热效应进行成像
雷达可用于测定物体位置,是利用长波波长较长、衍射现象明显的特点
自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为电学量
霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
10.如图所示是“电容式加速度传感器”原理图,电容器的一个金属极板固定在绝缘底座上,另一块极板用弹性金属片制成,当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时,通过测量电容C的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为C0,下列说法正确的是 ( )
当升降机加速上升时,C>C0 当升降机减速上升时,C>C0
当升降机减速下降时,C三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11.(8分)电饭煲的工作原理如图所示,可分为两部分,即控制部分:由S1、S2、定值电阻R1和黄灯组成;工作(加热)部分:由发热电阻R3、定值电阻R2和红灯组成。S1是一个磁钢限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时,自动断开,且不能自动复位,S2是一个金属片自动开关,当温度达到70~80 ℃时,自动断开,低于70 ℃时,自动闭合,红灯、黄灯是指示灯,通过其电流必须较小,所以R1、R2起 (2分)作用。R3是发热电阻,接通电源并闭合S1后,黄灯熄而红灯亮,R3发热,当温度达到70~80 ℃时,S2断开,当温度达到103 ℃时饭熟,S1断开,当温度降到70 ℃以下时,S2闭合,电饭煲处于保温状态,由以上描述可知R2 (3分)R3(填“<”“=”或“>”),若用电饭煲烧水,S1 (3分)(填“会”或“不会”)自动断开。
12.(9分)(2024·广东珠海高二期中)如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从表盘上直接读出压力大小,其中R1=250 Ω是保护电阻,R2是调零电阻(最大电阻值100 Ω),理想电流表量程为10 mA,电源电动势E=3 V(内阻不计),压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
(1)根据图乙写出对应R-F函数表达式R= 。(3分)
(2)要对压力传感器进行调零(即压力为0时,使电流表达到满偏),调零电阻R2应调为 Ω。(3分)
(3)现对表盘进行重新赋值,原3 mA刻度线应标注 N。(3分)
13.(9分)一台收音机的接收频率范围从f1=2.2 MHz到f2=22 MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器的相应电容变化范围从C1到C2。那么波长λ1、λ2之比为多少 电容C1、C2之比为多少
14.(13分)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E=9.0 V,电源内电阻可忽略不计;G为小量程的电流表,电流表内阻RG保持不变;R为热敏电阻,其电阻随温度的变化关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S。
(1)(6分)当R的温度等于40 ℃时,电流表示数I1=2.25 mA,求电流表内阻RG;
(2)(7分)当电流表的示数I2=4.5 mA时,求热敏电阻R的温度。
15.(15分)有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为400 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而变化,其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)(7分)利用表中的数据写出压敏电阻R的阻值随压力F变化的函数式;
(2)(8分)若电容器的耐压值为5 V,该电子秤的最大称量值为多大
章末测评验收卷(四) (含四、五章)
1.C [任何频率的电磁波在真空中传播速度都等于光在真空中传播的速度,故C正确。]
2.D [最先提出电磁场理论并预言电磁波存在的物理学家是麦克斯韦,用电火花实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹,故D正确,A、B、C错误。]
3.A [微波的波长为λ== m≈0.12 m,故A正确。]
4.D [可见光属于电磁波,A错误;电磁波的传播不需要介质,B错误;电磁波看不见也摸不着,但电磁波是物质,C错误;电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场,D正确。]
5.A [手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波,A正确;“CT”利用X射线对身体部位进行扫描,检查多种疾病,B错误;“B超” 中的超声波属于声波,C错误;遥控器发出的红外线,频率比可见光低,波长长,穿透本领较弱,D错误。]
6.B [0.5~1 ms内,电流为正方向减小,电容器正在充电,电容器两端电压逐渐增大,故A错误;0.5~1 ms内,电流为正方向,电子经过P点向左移动,电容器的上极板带负电荷,故B正确;1~1.5 ms内,电流为负方向,电子经过P点向右移动,通过回路电流为逆时针,线圈下端为高电势,上端为低电势,则Q点比P点电势高,故C错误;1~1.5 ms内电流增大,磁场能在增大,电容器处于放电过程,则电场能在减小,故D错误。]
7.C [振荡电路的周期为T=2π,若使特雷门琴的音调变高,则降低周期即可,根据电容的决定式C=,可知戴绝缘手套、手靠近天线、手平行天线向上移动不能减小电容,只有手从手掌变成握拳可以减小电容,从而减小周期,增大频率,使特雷门琴的音调变高。故C正确。]
8.BC [这种传感器输入的物理量是位移,输出的物理量是电流,A错误;当软铁芯插入或拔出线圈时,在线圈中产生方向相反的电流,则通过这种传感器线圈的电流是交流电,B正确;因软铁芯的移动导致线圈中产生感应电流,则软铁芯是敏感元件,线圈是转换元件,C正确;当物体1向右移动时,软铁芯插入线圈的深度减小,则线圈的自感系数减小,D错误。]
9.AC [红外线能使被照射的物体发热,具有热效应,红外触发相机就是利用红外线的热效应进行成像,故A正确;雷达是利用测微波来测定物体位置的无线电设备,是利用微波波长较短、衍射现象不明显的特点,故B错误;光敏电阻随着光照强弱不同,电阻不同,可以通过遮光情况对流水线上的产品计数,将光照强弱这个光学量转化为电阻这个电学量,故C正确;霍尔元件可以把磁学量转化为电学量,故D错误。]
10.AD [加速度向上时,弹性金属片向下弯曲,加速度向下时,弹性金属片向上弯曲;根据C=知,弹性金属片向下弯曲,d减小,电容变大;弹性金属片向上弯曲,d增大,电容变小。当升降机加速上升或减速下降时,加速度方向向上,电容变大,即C>C0,故A正确,C错误;当升降机减速上升或加速下降时,加速度方向向下,电容变小,即C11.限流 > 不会
解析 通过红灯、黄灯的电流必须较小,根据欧姆定律可知R1、R2起限流作用;R3是发热电阻,要产生很大的热量,所以电流要大一点,而通过R2的电流要小一点,且并联电路电压相等,根据欧姆定律可知R2>R3;若用电饭煲烧水,温度达不到居里点(103 ℃),S1不会自动断开。
12.(1)F+30(Ω) (2)20 (3)2 800
解析 (1)根据图乙可知对应R-F函数表达式
R=F+30(Ω)。
(2)对压力传感器进行调零,因R1=250 Ω,当F=0时R=30 Ω,根据Ig=,代入解得R2=20 Ω。
(3)当电流为3 mA时,根据I=,解得R=730 Ω;根据R=F+30,可得F=2 800 N。
13.10∶1 100∶1
解析 根据λ=,可知==
根据f=
解得C=∝
==。
14.(1)500 Ω (2)140 ℃
解析 (1)由R-t图像可知,当t=40 ℃时,R1=3 500 Ω,再由I1=得,RG=500 Ω。
(2)I2=,代入数据得R2=1 500 Ω
由R-t图像可知,此时的温度是140 ℃。
15.(1)R=300-0.4F(Ω) (2)550 N
解析 (1)以压力为横坐标,电阻为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R的阻值随压力F大小变化的图像,如图所示。
根据R的阻值随压力F变化的图像可知压敏电阻R的阻值与压力F是一次函数关系,设函数关系式为
R=kF+b
把F=50 N、R=280 Ω和F=100 N、R=260 Ω代入得
280=50k+b,260=100k+b
解得k=-0.4,b=300
所以函数关系式为R=300-0.4F(Ω)。
(2)从上式可知,压力增大时,压敏电阻阻值减小,当电阻R0两端的电压为5 V时,压敏电阻两端的电压为
U1=E-U0=6 V-5 V=1 V
根据串联电路特点可得==
代入数据,得=
解得R=80 Ω
把R=80 Ω代入R=-0.4F+300(Ω)
解得F=550 N。(共27张PPT)
章末测评验收卷(四)(含四、五章)
(时间:75分钟 满分:100分)
第五章 传感器
C
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.真空中所有的电磁波都具有相同的( )
A.频率 B.波长
C.波速 D.能量
解析 任何频率的电磁波在真空中传播速度都等于光在真空中传播的速度,故C正确。
D
2.最先提出电磁场理论并预言电磁波存在,以及用电火花实验证实电磁波存在的物理学家分别是( )
A.安培和亨利 B.奥斯特和法拉第
C.麦克斯韦和科拉顿 D.麦克斯韦和赫兹
解析 最先提出电磁场理论并预言电磁波存在的物理学家是麦克斯韦,用电火花实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹,故D正确,A、B、C错误。
A
3.如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,则它的波长是( )
A.1.2×10-1 m
B.7.35×10-17 m
C.1.2×10-4 m
D.7.35×10-11 m
D
4.(2024·广东佛山高二期末)2023年10月28日神舟十七号航天员面向广大青少年进行太空授课。下列有关电磁波的说法正确的是( )
A.可见光不属于电磁波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波不是物质,看不见也摸不着
D.电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场
解析 可见光属于电磁波,A错误;电磁波的传播不需要介质,B错误;电磁波看不见也摸不着,但电磁波是物质,C错误;电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场,D正确。
A
5.下列情景中关于电磁波特性和应用的描述,正确的是( )
A
B
C
D
A.手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波
B.“CT”利用紫外线检查多种疾病
C.“B超” 中的超声波属于电磁波
D.遥控器发出的红外线有很强的穿透本领
解析 手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波,A正确;“CT”利用X射线对身体部位进行扫描,检查多种疾病,B错误;“B超” 中的超声波属于声波,C错误;遥控器发出的红外线,频率比可见光低,波长长,穿透本领较弱,D错误。
B
6.(2024·广东中山高二期末)如图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示,若把通过P点向右规定为电流的正方向,则( )
A.0.5~1 ms内,电容器两端电压逐渐减小
B.0.5~1 ms内,电容器的上极板带负电荷
C.1~1.5 ms内,Q点比P点电势低
D.1~1.5 ms内,电容器电场能正在增加
解析 0.5~1 ms内,电流为正方向减小,电容器正在充电,电容器两端电压逐渐增大,故A错误;0.5~1 ms内,电流为正方向,电子经过P点向左移动,电容器的上极板带负电荷,故B正确;1~1.5 ms内,电流为负方向,电子经过P点向右移动,通过回路电流为逆时针,线圈下端为高电势,上端为低电势,则Q点比P点电势高,故C错误;1~1.5 ms内电流增大,磁场能在增大,电容器处于放电过程,则电场能在减小,故D错误。
C
7.(2024·广东佛山高二期中)特雷门琴是唯一一种不需要接触而演奏的乐器,其原理是利用天线和演奏者的手构成等效电容C,与自感线圈L构成LC振荡电路,通过改变手的位置(手始终不超出天线长度范围)改变电路频率,从而发出不同声调的声音。其电路图可简化为如图所示,下列演奏者的做法可以使特雷门琴的音调变高的是( )
A.戴绝缘手套
B.手靠近天线
C.手从手掌变成握拳
D.手平行天线向上移动
BC
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,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体,3是空心线圈,软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。关于这种传感器的工作原理,下列说法正确的是( )
A.这种传感器输入的物理量是位移,输出的物理量是自感系数
B.通过这种传感器线圈的电流是交流电
C.软铁芯是敏感元件,线圈是转换元件
D.当物体1向右移动时,线圈的自感系数增大
解析 这种传感器输入的物理量是位移,输出的物理量是电流,A错误;当软铁芯插入或拔出线圈时,在线圈中产生方向相反的电流,则通过这种传感器线圈的电流是交流电,B正确;因软铁芯的移动导致线圈中产生感应电流,则软铁芯是敏感元件,线圈是转换元件,C正确;当物体1向右移动时,软铁芯插入线圈的深度减小,则线圈的自感系数减小,D错误。
AC
9.(2024·广东清远高二期末)应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晩用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片,图乙是雷达天线,图丙为生产线上使用的自动计数器,图丁为霍尔元件,下列说法中正确的是( )
A.红外触发相机是利用红外线的热效应进行成像
B.雷达可用于测定物体位置,是利用长波波长较
长、衍射现象明显的特点
C.自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为
电学量
D.霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
解析 红外线能使被照射的物体发热,具有热效应,红外触发相机就是利用红外线的热效应进行成像,故A正确;雷达是利用测微波来测定物体位置的无线电设备,是利用微波波长较短、衍射现象不明显的特点,故B错误;光敏电阻随着光照强弱不同,电阻不同,可以通过遮光情况对流水线上的产品计数,将光照强弱这个光学量转化为电阻这个电学量,故C正确;霍尔元件可以把磁学量转化为电学量,故D错误。
AD
10.如图所示是“电容式加速度传感器”原理图,电容器的一个金属极板固定在绝缘底座上,另一块极板用弹性金属片制成,当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时,通过测量电容C的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为C0,下列说法正确的是( )
A.当升降机加速上升时,C>C0
B.当升降机减速上升时,C>C0
C.当升降机减速下降时,CD.当升降机加速下降时,C三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11.(8分)电饭煲的工作原理如图所示,可分为两部分,即控制部分:由S1、S2、定值电阻R1和黄灯组成;工作(加热)部分:由发热电阻R3、定值电阻R2和红灯组成。S1是一个磁钢限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时,自动断开,且不能自动复位,S2是一个金属片自动开关,当温度达到70~80 ℃时,自动断开,低于70 ℃时,自动闭合,红灯、黄灯是指示灯,通过其电流必须较小,所以R1、R2起________作用。R3是发热电阻,
接通电源并闭合S1后,黄灯熄而红灯亮,R3发热,当温度达到
70~80 ℃时,S2断开,当温度达到103 ℃时饭熟,S1断开,当
温度降到70 ℃以下时,S2闭合,电饭煲处于保温状态, 由以上
描述可知R2________R3(填“<”“=”或“>”),若用电饭煲烧水,
S1________(填“会”或“不会”)自动断开。
答案 限流 > 不会
解析 通过红灯、黄灯的电流必须较小,根据欧姆定律可知R1、R2起限流作用;R3是发热电阻,要产生很大的热量,所以电流要大一点,而通过R2的电流要小一点,且并联电路电压相等,根据欧姆定律可知R2>R3;若用电饭煲烧水,温度达不到居里点(103 ℃),S1不会自动断开。
12.(9分)(2024·广东珠海高二期中)如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从表盘上直接读出压力大小,其中R1=250 Ω是保护电阻,R2是调零电阻(最大电阻值100 Ω),理想电流表量程为10 mA,电源电动势E=3 V(内阻不计),压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
(1)根据图乙写出对应R-F函数表达式R=
________。
(2)要对压力传感器进行调零(即压力为0时,
使电流表达到满偏),调零电阻R2应调为________Ω。
(3)现对表盘进行重新赋值,原3 mA刻度线应标注________N。
13.(9分)一台收音机的接收频率范围从f1=2.2 MHz到f2=22 MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器的相应电容变化范围从C1到C2。那么波长λ1、λ2之比为多少?电容C1、C2之比为多少?
答案 10∶1 100∶1
14.(13分)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E=9.0 V,电源内电阻可忽略不计;G为小量程的电流表,电流表内阻RG保持不变;R为热敏电阻,其电阻随温度的变化关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S。
(1)当R的温度等于40 ℃时,电流表
示数I1=2.25 mA,求电流表内阻RG;
(2)当电流表的示数I2=4.5 mA时,求
热敏电阻R的温度。
答案 (1)500 Ω (2)140 ℃
由R-t图像可知,此时的温度是140 ℃。
15.(15分)有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为400 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而变化,其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)利用表中的数据写出压敏电阻R的阻值随压力F变化的函数式;
(2)若电容器的耐压值为5 V,该电子秤的最大称量值为多大?
答案 (1)R=300-0.4F(Ω) (2)550 N
解析 (1)以压力为横坐标,电阻为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R的阻值随压力F大小变化的图像,如图所示。
根据R的阻值随压力F变化的图像可知压敏电阻R的阻值与压力F是一次函数关系,设函数关系式为R=kF+b,
把F=50 N、R=280 Ω和F=100 N、R=260 Ω代入得
280=50k+b,260=100k+b
解得k=-0.4,b=300
所以函数关系式为R=300-0.4F(Ω)。
(2)从上式可知,压力增大时,压敏电阻阻值减小,当电阻R0两端的电压为5 V时,压敏电阻两端的电压为
U1=E-U0=6 V-5 V=1 V
解得R=80 Ω
把R=80 Ω代入R=-0.4F+300(Ω)
解得F=550 N。
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