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5.1传感器及其工作原理基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．关于电磁场理论，下列说法中正确的是（ ）
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场
D．振荡电场的周围空间产生变化的振荡磁场
2．收看某个频道播放的电视节目具体是由下列哪个单元电路决定的（ ）
A．接收天线 B．调制器 C．调谐器 D．解调器
3．人类在探索自然规律的进程中总结了许多科学方法，如分析归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等。在下列研究中，运用理想实验法进行研究的是（　　）
A．爱因斯坦提出光子假说
B．麦克斯韦提出电磁场理论
C．卢瑟福提出原子的核式结构模型
D．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论
4．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波和机械波的传播都需要借助于介质
B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关
C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
D．机械波和电磁波都可以是横波，也可以是纵波
5．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（　　）
A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B．IC卡是通过X射线工作的
C．读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能
6．任何电磁波在真空中都具有相同的 　　
A．频率 B．波速 C．波长 D．能量
7．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。 时开关S打到b端， 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0.04s
B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C． 时线圈中电场能最大
D． 时回路中电流沿顺时针方向
8．电磁波与机械波具有的共同性质是（ ）
A．都能在真空中传播 B．都能传输能量
C．都有横波和纵波 D．都需要介质传播
9．如图所示，某振荡电路中，L是电阻不计的电感线图，C是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，则下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器正在充电
B．该时刻电路中电流正在减小
C．该时刻电场能正在向磁场能转化
D．该振荡电路磁场能量变化的周期为
10．一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示，当磁感应强度均匀增加时，此粒子（　　）
A．动能不变 B．动能增加 C．动能减小 D．都可能
11．如图所示为手机无线充电的原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。在充电过程中（　　）
A．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C．受电线圈中感应电流的大小不变
D．受电线圈中感应电流的方向不变
12．在LC振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是（　　）
A． B． C． D．
13．某LC振荡电路在正常工作，某一时刻回路中的电流沿顺时针方向，且此时上极板带正电如图所示。假设此时电流的大小为i，两板间的电势差用U表示，电容器所带的电荷量用q表示，线圈中的磁场能用表示，线圈周围的磁感应强度用B表示。则此时（　　）
A．i和都在逐渐增大 B．U正在增大
C．q正在减小 D．B正在增强
14．对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是
A．它们都能产生反射、折射、干涉和衍射现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们都可能是横波，也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
15．下列关于电磁场与电磁波的说法错误的是( )
A．麦克斯韦提出光是电磁波的一种形态
B．赫兹的火花实验证明了电磁波的存在
C．电磁波是纵波，不能发生偏振现象
D．变化的电场周围可能产生稳定的磁场
二、填空题
16．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图所示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于________（填“充电”或“放电”）过程，由此产生的电磁波在真空中的波长为________ m。
17．在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是___（选填“红外线”或“X射线”）。1831年，英国物理学家___（选填“牛顿”或“法拉第”）发现了电磁感应现象。放在磁场中某点的小磁针静止时，其___极（选填“N”或“S”）所指的方向为该点的磁场方向。
18．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为____________，在此处，每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为____________．
三、实验题
19．如图所示，某同学打开收音机的开关，将调频旋钮调到没有电台的位置。取一节旧的干电池和一根导线，将导线的端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，会听到收音机发出“咔咔”声。这一现象说明_________________的电流能够产生________。某同学把手机放在真空罩中，给这个手机打电话，发现能收到信号但听不到手机的铃声，前者说明真空_____________；后者说明真空________________。
四、解答题
20．发射电磁波时为什么要使用开放电路？
21．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，哪些是能产生电场的？哪些是能产生电磁波的？说明你判断的理由。
22．若某种紫外线频率为1.5×1015 Hz,试回答下列问题:
(1)该紫外线的波长为多少
(2)紫外线的主要作用有哪些
五、作图题
23．图中正弦曲线表示LC振荡电路中电流随时间表化的图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以电容器上方极板带正电时极板上电压为正，请在图中坐标中画出电容器极板上电压变化曲线的示意图．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场周围空间产生磁场，变化的磁场周围空间产生电场，可推导出；不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场；如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的；如果电场是周期性（振荡）变化的，产生的磁场是周期性（振荡）变化的，反之也成立。
故ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．接收天线负责接收信号，但它不能选择信号，故A错误；
B．调制器的作用是将音频及视频信号加载到高频信号中，故B错误；
C．当我们调至具体频道时调谐器将向对应的频率信号进行调谐，使这一频率的电磁波产生的感应电流达到最大，然后输送给解调器，这样我们就可看到相应频道的电视节目，故C正确；
D．解调器的作用是将输入的信号中的音频及视频信号检出送给放大电路，故D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说。故A错误。
B．麦克斯韦运用演绎法出电磁场理论；故B错误。
C．卢瑟福根据α粒子散射实验结果发现，原子结构与行星绕太阳运行模型相似，提出了原子的核式结构模型，采用类比法。故C错误。
D．伽利略根据理想实验法得出力不是维持物体运动原因的结论。故D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．电磁波传播不需要介质。故A错误。
B．电磁波在真空中的传播速度最快，在不同的介质中传播的速度不同，机械波的波速与介质有关。故B错误。
C．干涉、衍射是波所特有的现象，电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象。故C正确。
D．电磁波是横波，电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直；故D错误。
故选C。
5．D
【解析】
【详解】
A．读卡机发射的电磁波能在真空中传播，选项A错误；
B．IC卡工作肯定不是依靠X射线，X射线的辐射能量比较大，长时间接触对人体有害，选项B错误；
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而不能产生较大的感应电流，选项C错误；
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能，选项D正确。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
各种电磁波在真空中的波速相同；电磁波在真空中传播的速度等于光在真空中传播的速度．波速与波长频率间的关系为：v=λf，电磁波的能量与波的频率成正比，故ACD错误，B正确；故选B．
【点睛】
光是一种电磁波，各种电磁波在真空中的传播速度是相同的，不同的电磁波波长与频率不同．能量与波的频率成正比．识记即可．
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.02s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，此时充放电一次，则周期为0.04s，故A正确。
B．根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误。
CD．根据
此时电容器逆时针放电结束，回路中逆时针的电流最大，磁场能最大，电场能最小，故CD错误。
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
电磁波能在真空中传播，不需要介质，而机械波不能在真空中传播，故AD错误; 两种波都能传输能量，故B正确；电磁波是横波，机械波有横波，也有纵波，故C错误．所以B正确，ACD错误，
9．C
【解析】
【详解】
ABC．根据螺线管中的电流产生磁场方向向上，根据右手定则可知，电路中电流沿逆时针方向；平行板内电场方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流方向沿逆时针方向，则说明电容器正在放电，电路中电流在正在增大，电场能正在向磁场能转化，故A、B错误，C正确；
D．振荡电路的周期为
电场能与磁场能相互转化的周期为，即，D错误。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
磁感应强度均匀增强，产生恒定电场，由楞次定律知感应磁场方向垂直纸面向外，产生的感应电场为逆时针方向，带正电粒子的运动方向和电场方向相同，电场力对粒子做正功，粒子动能增加，ACD错误，B项正确。
故选B。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有电能量损失，A错误；
B．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；
CD．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，产生的磁场也是周期性变化的，CD错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
LC振荡电路的周期T＝2π，其电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间
t＝
所以
t＝
故选B。
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．题图中标明电流方向为顺时针方向，且电容器上极板带正电，说明电容器正处于充电状态。电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减少，故A错误；
C．磁场能减少，电场能增多，电容器带电量正在增大，故C错误；
B．电容器带电量正在增大，由
知，电压正在增大，B正确；
D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，D错误。
故选B。
14．A
【解析】
【详解】
A．机械波和电磁波都是波，都满足波的特性，即都能发生反射、折射、干涉和衍射，A正确；
B．机械波和电磁波本质是不同的,一种传播需要介质，一种不需要介质，故B错误；
C．机械波可能是横波，也可能是纵波；但电磁波一定是横波，C错误；
D．电磁波传播速度不仅与介质有关，还跟波的频率有关，D错误。
故选A。
15．C
【解析】
【分析】
麦克斯韦提出电磁场理论，并提出光是电磁波的一种形态．赫兹用实验证明了电磁波的存在．根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【详解】
A.1865年麦克斯韦提出电磁场理论，并提出光是电磁波的一种形态．故A正确；
B.赫兹的火花实验证明了电磁波的存在．故B正确；
C.电磁波为横波，可以发生偏振现象．故C错误；
D.如果是均匀变化的电场，其周围可产生稳定的磁场，故D正确．
本题选错误的，故选C．
16． 充电 1200
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． X射线 法拉第 N
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是X射线；
[2] 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象；
[3] 放在磁场中某点的小磁针静止时，其N极所指的方向为该点的磁场方向。
18． 600m 2×10-6 J
【解析】
【分析】
电磁波传播过程中的频率是不变的，根据求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量．
【详解】
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：；
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为
19． 时断时续（或变化） 电磁波 能传播电磁波 不能传声
【解析】
【详解】
[1][2]当将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触时，会产生时断时续的电流，即变化的电流，会产生电磁波，电磁波可以被收音机接收，从而发出声音；
[3][4]将手机放在真空罩中，手机仍能收到信号，说明电磁波可以在真空中传播，而听不到声音说明声音不能再真空中传播。
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
发生电磁波过程要向外辐射能量，为有效地把电磁场的能量辐射出去，发射电磁波时要使用开放电路。
21．见解析
【解析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。可以判断出
该图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
该图的磁场是均匀变化的，可以产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因而不能产生连续的电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
22．(1)2.0×10-7 m (2)杀菌、消毒、荧光作用、化学作用
【解析】
【详解】
(1)由得λ=2.0×10-7 m.
(2)杀菌、消毒、荧光作用、化学作用.
【点睛】本题要知道所有电磁波在真空中的传播速度都是c=3×108m/s，波速公式v=λf适用于一切波．
23．如图;
【解析】
【详解】
振荡电流的变化周期与电容器极板上电压变化周期相同，且当振荡电流最大时，电容器两板电压为零；振荡电流最小时，电压最大；则电容器极板上电压变化图线如图；
点睛：LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小.
答案第1页，共2页
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