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电磁振荡和电磁波　传感器　检测试题
(时间:75分钟　分值: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.(2025·广东肇庆高二统考)人类一直没有停止对太空文明的探索,《三体》就是对地外文明哲学思考的一部科幻作品.某次探索地外文明时要向某星云发射波长为21 cm的电磁波.下列关于该电磁波的说法正确的是(　　)
[A] 电磁波是横波
[B] 电磁波只能在真空中传播
[C] 电磁波在真空中的传播速度大小为c=3.0×108 km/s
[D] 该电磁波相比于可见光更不容易发生衍射
【答案】 A
【解析】 电磁波能发生偏振,所以电磁波是横波,A正确;电磁波能在真空中传播,也能在介质中传播,故B错误;电磁波在真空中的传播速度大小为c=3.0×108 m/s,C错误;该电磁波的波长比可见光的波长长,所以该电磁波相比于可见光更容易发生衍射,D错误.故选A.
2.关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是(　　)
[A] 红外线和X射线都有很强的穿透本领,常用于医学上检查人体的内部器官
[B] 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
[C] 电磁波中频率最大的是γ射线,最容易发生衍射现象
[D] 紫外线和X射线都可以使感光底片感光
【答案】 D
【解析】 X射线有很强的穿透本领,常用于医学上检查人体的内部器官,红外线的穿透本领并不是很强,A错误;过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误;电磁波中频率最大的是γ射线,其波长最短,最不容易发生衍射现象,C错误;紫外线和X射线都具有明显的化学效应,可以使感光底片感光,D正确.
3.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器,其原理是导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器,当振动膜片在声压的作用下振动时,两个电极之间的电容发生变化,电路中的电流随之变化,这样声信号就变成了电信号,则当振动膜片向左振动时(　　)
[A] 电容器的电容增大
[B] 电容器的带电荷量减少
[C] 电容器两极板间的电场强度增大
[D] 电阻R中的电流方向自右向左
【答案】 B
【解析】 振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大,由C=可知,电容器的电容减小,故A错误;由C=可知,在U不变的情况下,C减小,则Q减小,电容器处于放电状态,
R中电流方向自左向右,故B正确,D错误;依据E=可知,电容器两极板间的电场强度减小,故C错误.
4.下列是一些磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像,能在磁场周围产生稳定的电场的是(　　)
　　　
[A] [B]
　　　
[C] [D]
【答案】 B
【解析】 由麦克斯韦电磁场理论知,变化的磁场产生电场,故恒定的磁场周围不产生电场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,非均匀变化的磁场产生变化的电场.由题图知,只有B项中磁场是均匀变化的,能在磁场周围产生稳定的电场.
5.在LC振荡电路中,下列办法可以使振荡频率增大到原来的两倍的是(　　)
[A] 自感系数L和电容C都增大到原来的两倍
[B] 自感系数L增大到原来的两倍,电容C减小一半
[C] 自感系数L减小一半,电容C增大到原来的两倍
[D] 自感系数L和电容C都减小一半
【答案】 D
【解析】 由LC振荡电路的频率公式f=可知,当自感系数L和电容C都增大到原来的两倍时,其振荡频率变为原来的一半,故A错误;当自感系数L增大到原来的两倍,电容C减小一半时,其振荡频率不变,故B错误;当自感系数L减小一半,电容C增大到原来的两倍时,其振荡频率不变,故C错误;当自感系数L和电容C都减小一半时,其振荡频率恰好增大到原来的两倍,故D正确.
6.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关S与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球.S断开时传感器上有示数,S闭合时传感器上恰好无示数.则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是(　　)
[A] 正在增强,=
[B] 正在减弱,=
[C] 正在减弱,=
[D] 正在增强,=
【答案】 D
【解析】 S闭合时传感器上恰好无示数,说明小球受竖直向上的静电力,且静电力大小
等于重力大小,由楞次定律可判断磁场B正在增强,根据法拉第电磁感应定律有E=n=U,又q=mg,可得=,故D正确.
7.(2025·江门高二月考)如图甲所示的LC振荡电路中,保持L不变,改变电容器的电容,回路中电容器两端的电压变化如图乙所示,则下列说法正确的是(　　)
[A] 图甲时刻回路中的磁场能正在变小
[B] 曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的2倍
[C] 曲线2对应的电容器所带最大电荷量与曲线1对应的电容器所带的最大电荷量相等
[D] 曲线2对应的电流最大时,曲线1对应的电流也一定最大
【答案】 D
【解析】 题图甲中对线圈应用安培定则可知,电流从电容器的上极板流出,则电容器正在放电,电场能转化为磁场能,则回路中的磁场能正在变大,A错误;由题图乙可知,曲线2的振荡周期为曲线1的2倍,根据公式T=2π可知,曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的4倍,B错误;根据电容的定义式C=可得Q=CU,由于改变电容器的电容前后电容器两端的最大电压相同,且曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的4倍,可知曲线2对应的电容器所带最大电荷量是曲线1对应的电容器所带最大电荷量的4倍,C错误;曲线2对应的电流最大时,电容器两端的电压为0,由题图乙可知此时曲线1对应的电容器两端的电压也为0,即曲线1对应的电流也最大,D正确.
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.如图所示,甲、乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图,关于无线电波的发射和接收,下列说法正确的是(　　)
[A] 图甲是无线电波的发射过程,图乙是无线电波的接收过程
[B] 图甲是无线电波的接收过程,图乙是无线电波的发射过程
[C] 图甲中波形①到②的过程叫解调,图乙中③到④的过程叫调制
[D] 接收到的无线电波的波形是④,发射的无线电波的波形是⑤
【答案】 BC
【解析】 观察发现,题图甲是接收电波后经过处理转化为声音的过程,①到②的过程叫解调,题图乙是将声音经过处理后转化为电磁波发射的过程,③到④的过程叫调制,故A错误,
B、C正确;波形③和波形⑤经过调制后,形成波形④,发射的无线电波的波形是④,故D
错误.
9.一种自动控制水温的装置如图所示,P、Q是加热电路的两个触头,M、N是热敏电阻的两个触头,则下列说法正确的是(　　)
[A] P、Q应接在a、b之间
[B] P、Q应接在c、d之间
[C] M、N应接在e、f之间
[D] M、N应接在c、d之间
【答案】 AC
【解析】 P、Q应该分别接在触头a、b之间,同时,M、N应该分别接e、f,其工作原理
是当水温升高时,热敏电阻的阻值减小,电磁铁中的电流增大,吸引力增大,使衔铁被吸下与a、b断开,加热装置停止加热;当水温降低到一定程度时,热敏电阻的阻值增大,电磁铁中的电流减小,吸引力减小,衔铁被弹簧弹上去,使a、b之间连接,加热装置开始加热,从而实现控制水温,故A、C正确,B、D错误.
10.如图所示,电源电动势为3 V,单刀双掷开关S先置于a端使电路稳定.在t=0时刻开关S置于b端,若经检测发现,t=0.02 s 时刻,自感线圈两端的电势差第一次为1.5 V.如果不计振荡过程的能量损失,下列说法正确的是(　　)
[A] t=0.04 s时回路中的电流为零
[B] t=0.06 s时自感线圈中的自感电动势达到最大值3 V
[C] 0.07～0.08 s时间内,电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小
[D] 0.04～0.05 s时间内,线圈中的磁场能逐渐增大
【答案】 BC
【解析】 由题意知S置于b端后,自感线圈两端的电势差呈余弦规律变化,由于t=0时刻电容器电压为3 V,故此时自感线圈两端的电势差也为3 V,然后开始减小,当第一次为1.5 V时,则可知经历时间为六分之一周期,故振荡周期为T=0.12 s,所以t=0.04 s时即时回路中的电流不为零,t=0.06 s时即时自感线圈中的自感电动势达到最大值,为3 V,故A错误,B正确;经分析,0.07～0.08 s时间内,电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小,故C正确;
0.04～0.05 s时间内,线圈两端的电势差增大,即电容器极板间的电场增大,电场能增加,则磁场能逐渐减少,故D错误.
三、非选择题:本题共5小题,共54分.按题目要求作答.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.
11.(12分)(2025·广东惠州高二校考)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材包括直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请用笔画线代替导线在如图(a)所示的实物图上连线.
(2)实验的主要步骤.
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流的值.
②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,　　　　　　 　,　　　　 　　,断开开关.
③重复步骤②若干次,测得多组数据.
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得如图(b)所示的R-t关系图线,根据图线可知随着温度升高,热敏电阻阻值　　 　　(填“增大”“减小”或“不变”).
(4)当温度为100 ℃时,R=　　 　　 Ω.(结果保留3位有效数字)
【答案】 (1)见解析图　(2)记下电压表的示数　记下温度计的示数　(3)增大　(4)14.6(14.4～14.8均可)
【解析】 (1)实物图连线如图所示.
(2)由实验原理可知,实验中要描绘电压和温度间的关系,故实验的主要步骤应是记下电压表和温度计的示数.
(3)由题图(b)可知,随着温度升高,热敏电阻阻值增大.
(4)根据图像可知Rt关系为一次函数,则R0=10 Ω,k==,所以该热敏电阻的R-t关系式为R=(t+10)Ω;当温度为100 ℃时,有R=(×100+10.0) Ω=14.6 Ω.
12.(9分)雷达是利用无线电波来测定物体位置的设备,它有一个可以转动的天线,能朝一定方向发射无线电脉冲,每次发射持续的时间短于1 μs,发射出去的无线电波遇到障碍物后反射回来被天线接收.根据从发射到接收的时间间隔,可以确定障碍物的距离;再根据发射无线电波的方向和仰角,便可以确定障碍物的位置了.有一个雷达站正在跟踪一架飞机,此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来.某一时刻雷达发出一个无线电脉冲,经200 μs后收到反射波;隔0.9 s后再发出一个脉冲,经198 μs后收到反射波.求该飞机的飞行速度.
【答案】 333 m/s
【解析】 在这段时间内飞机的位移为Δs=c·-c·,
其中t1=200 μs,t2=198 μs,
解得Δs=300 m,
则飞机飞行的速度v=≈333 m/s.
13.(8分)实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=10-6 F.在两极板带有一定电荷量时,发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间.还有一个自感系数L=10-4 H的电感器,现连成如图所示的电路.(重力加速度为g)
(1)求振荡电路的周期(可用π表示),并判断S闭合瞬间的电流方向(只答“顺时针”或“逆时针”);
(2)从S闭合时开始计时,经过2π×10-5 s时,求电容器内粉尘的加速度大小(假设此时粉尘未到达极板);
(3)则当粉尘的加速度为多大时,线圈中的电流最大.(假设此时粉尘未到达极板)
【答案】 (1)2π×10-5 s　逆时针　(2)0　(3)g
【解析】 (1)振荡电路周期T=2π=2π s=2π×10-5 s.开始时带负电的粉尘恰好静止在两极板间,可知电容器上极板带正电,则S闭合瞬间电流的方向为逆时针.
(2)t=2π×10-5 s时,LC振荡电路恰好经历一个周期,此时电容器两极板间电场强度的大小、方向均与初始时刻相同,所以此时粉尘所受合外力为0,加速度大小为0.
(3)电容器放电过程中,两极板的电荷量减小,电路中的电流增大,当电流最大时,两极板的电荷量为零,极板间电场强度为零,此时粉尘只受重力,其加速度大小为g.
14.(10分)飞机失事后,为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在30天内能以
37.5 kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置.那么黑匣子发出的电磁波波长是多少 若接收电路是由LC电路组成的,其中该接收装置内线圈的电感L=4.0 mH,此时产生电谐振的电容多大
【答案】 8 000 m　4.5×10-9 F
【解析】 由公式v=λf得λ== m=8 000 m,
由公式f=得C== F≈4.5×10-9 F.
15.(15分)雷达是利用电磁波探测目标的电子设备.雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息.试回答下列问题:
(1)雷达是如何接收电磁波的
(2)利用雷达可以测出飞机的运动方向和速度.某固定雷达正在跟踪一架匀速飞行的飞机,其每隔固定时间T0发射一短脉冲的电磁波(如图中幅度大的波形),收到的由飞机反射回的电磁波经雷达处理后显示如图中幅度较小的波形,反射滞后的时间已在图中标出.其中T0、T和ΔT为已知量,电磁波的传播速度为c.则飞机的运动方向和飞机的速度大小分别为
多少
【答案】 (1)见解析　(2)远离雷达方向　 c
【解析】 (1)电磁波在传播时遇到导体会使导体中产生感应电流,所以导体可用来接收电磁波,这就是雷达接收电磁波的原理.
(2)由题图可以看出,反射波滞后于发射波的时间越来越长,说明飞机到信号源的距离越来越大,飞机向远离雷达方向运动;
从雷达发出第一个电磁波起开始计时,经被飞机接收,故飞机第一次接收电磁波时与雷达的距离s1=c,
第二个电磁波从发出至返回,经T+ΔT时间,飞机第二次接收电磁波时与雷达的距离
s2=c,
飞机从接收第一个电磁波到接收第二个电磁波内前进了s2-s1,
接收第一个电磁波的时刻为t1=,
接收第二个电磁波的时刻为t2=T0+,
所以接收第一个和第二个电磁波的时间间隔为Δt=t2-t1=T0+,
故飞机速度为v=,
解得v= c.电磁振荡和电磁波　传感器　检测试题
(时间:75分钟　分值: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.(2025·广东肇庆高二统考)人类一直没有停止对太空文明的探索,《三体》就是对地外文明哲学思考的一部科幻作品.某次探索地外文明时要向某星云发射波长为21 cm的电磁波.下列关于该电磁波的说法正确的是(　　)
[A] 电磁波是横波
[B] 电磁波只能在真空中传播
[C] 电磁波在真空中的传播速度大小为c=3.0×108 km/s
[D] 该电磁波相比于可见光更不容易发生衍射
2.关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是(　　)
[A] 红外线和X射线都有很强的穿透本领,常用于医学上检查人体的内部器官
[B] 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
[C] 电磁波中频率最大的是γ射线,最容易发生衍射现象
[D] 紫外线和X射线都可以使感光底片感光
3.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器,其原理是导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器,当振动膜片在声压的作用下振动时,两个电极之间的电容发生变化,电路中的电流随之变化,这样声信号就变成了电信号,则当振动膜片向左振动时(　　)
[A] 电容器的电容增大
[B] 电容器的带电荷量减少
[C] 电容器两极板间的电场强度增大
[D] 电阻R中的电流方向自右向左
4.下列是一些磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像,能在磁场周围产生稳定的电场的是(　　)
　　　
[A] [B]
　　　
[C] [D]
5.在LC振荡电路中,下列办法可以使振荡频率增大到原来的两倍的是(　　)
[A] 自感系数L和电容C都增大到原来的两倍
[B] 自感系数L增大到原来的两倍,电容C减小一半
[C] 自感系数L减小一半,电容C增大到原来的两倍
[D] 自感系数L和电容C都减小一半
6.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关S与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球.S断开时传感器上有示数,S闭合时传感器上恰好无示数.则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是(　　)
[A] 正在增强,=
[B] 正在减弱,=
[C] 正在减弱,=
[D] 正在增强,=
7.(2025·江门高二月考)如图甲所示的LC振荡电路中,保持L不变,改变电容器的电容,回路中电容器两端的电压变化如图乙所示,则下列说法正确的是(　　)
[A] 图甲时刻回路中的磁场能正在变小
[B] 曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的2倍
[C] 曲线2对应的电容器所带最大电荷量与曲线1对应的电容器所带的最大电荷量相等
[D] 曲线2对应的电流最大时,曲线1对应的电流也一定最大
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.如图所示,甲、乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图,关于无线电波的发射和接收,下列说法正确的是(　　)
[A] 图甲是无线电波的发射过程,图乙是无线电波的接收过程
[B] 图甲是无线电波的接收过程,图乙是无线电波的发射过程
[C] 图甲中波形①到②的过程叫解调,图乙中③到④的过程叫调制
[D] 接收到的无线电波的波形是④,发射的无线电波的波形是⑤
9.一种自动控制水温的装置如图所示,P、Q是加热电路的两个触头,M、N是热敏电阻的两个触头,则下列说法正确的是(　　)
[A] P、Q应接在a、b之间
[B] P、Q应接在c、d之间
[C] M、N应接在e、f之间
[D] M、N应接在c、d之间
10.如图所示,电源电动势为3 V,单刀双掷开关S先置于a端使电路稳定.在t=0时刻开关S置于b端,若经检测发现,t=0.02 s 时刻,自感线圈两端的电势差第一次为1.5 V.如果不计振荡过程的能量损失,下列说法正确的是(　　)
[A] t=0.04 s时回路中的电流为零
[B] t=0.06 s时自感线圈中的自感电动势达到最大值3 V
[C] 0.07～0.08 s时间内,电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小
[D] 0.04～0.05 s时间内,线圈中的磁场能逐渐增大
0.04～0.05 s时间内,线圈两端的电势差增大,即电容器极板间的电场增大,电场能增加,则磁场能逐渐减少,故D错误.
三、非选择题:本题共5小题,共54分.按题目要求作答.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.
11.(12分)(2025·广东惠州高二校考)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材包括直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请用笔画线代替导线在如图(a)所示的实物图上连线.
(2)实验的主要步骤.
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流的值.
②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,　　　　　　 　,　　　　 　　,断开开关.
③重复步骤②若干次,测得多组数据.
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得如图(b)所示的R-t关系图线,根据图线可知随着温度升高,热敏电阻阻值　　 　　(填“增大”“减小”或“不变”).
(4)当温度为100 ℃时,R=　　 　　 Ω.(结果保留3位有效数字)
12.(9分)雷达是利用无线电波来测定物体位置的设备,它有一个可以转动的天线,能朝一定方向发射无线电脉冲,每次发射持续的时间短于1 μs,发射出去的无线电波遇到障碍物后反射回来被天线接收.根据从发射到接收的时间间隔,可以确定障碍物的距离;再根据发射无线电波的方向和仰角,便可以确定障碍物的位置了.有一个雷达站正在跟踪一架飞机,此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来.某一时刻雷达发出一个无线电脉冲,经200 μs后收到反射波;隔0.9 s后再发出一个脉冲,经198 μs后收到反射波.求该飞机的飞行速度.
13.(8分)实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=10-6 F.在两极板带有一定电荷量时,发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间.还有一个自感系数L=10-4 H的电感器,现连成如图所示的电路.(重力加速度为g)
(1)求振荡电路的周期(可用π表示),并判断S闭合瞬间的电流方向(只答“顺时针”或“逆时针”);
(2)从S闭合时开始计时,经过2π×10-5 s时,求电容器内粉尘的加速度大小(假设此时粉尘未到达极板);
(3)则当粉尘的加速度为多大时,线圈中的电流最大.(假设此时粉尘未到达极板)
14.(10分)飞机失事后,为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在30天内能以
37.5 kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置.那么黑匣子发出的电磁波波长是多少 若接收电路是由LC电路组成的,其中该接收装置内线圈的电感L=4.0 mH,此时产生电谐振的电容多大
15.(15分)雷达是利用电磁波探测目标的电子设备.雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息.试回答下列问题:
(1)雷达是如何接收电磁波的
(2)利用雷达可以测出飞机的运动方向和速度.某固定雷达正在跟踪一架匀速飞行的飞机,其每隔固定时间T0发射一短脉冲的电磁波(如图中幅度大的波形),收到的由飞机反射回的电磁波经雷达处理后显示如图中幅度较小的波形,反射滞后的时间已在图中标出.其中T0、T和ΔT为已知量,电磁波的传播速度为c.则飞机的运动方向和飞机的速度大小分别为
多少

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