物理选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波综合与测试同步达标检测题

这是一份物理选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波综合与测试同步达标检测题，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
 2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波 单元综合练习2（解析版）一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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.关于光敏电阻和热敏电阻,下列说法中正确的是 (　　)A.光敏电阻是用半导体材料制成的,其阻值随光照增强而减小,随光照的减弱而增大B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的元件C.热敏电阻是用金属铂制成的,它对温度感知很灵敏D.热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的元件【解析】选A。光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件,热敏电阻是把温度转换为电阻的元件,故B、D错误;热敏电阻与金属热电阻是两个不同的概念,热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的,某些半导体具有光敏性和热敏性,金属热电阻随温度升高电阻增大,但灵敏度不高,故C错误。2.2020年初新冠肺炎疫情防控阻击战中,枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”。测温仪的使用,避免了接触式感染的可能性,这全都是得益于传感器的应用。下列有关传感器的说法中错误的是              (　　)A.霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器B.光电鼠标利用了光传感器C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器D.测温仪是利用了温度传感器【解析】选D。霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器,故A正确;光电鼠标利用了光传感器,故B正确;电子秤称量物体质量是利用了力传感器,故C正确;枪式测温仪是根据人体辐射的红外线来测温的,没有利用温度传感器,故D错误。3.许多饮水机,可以保证出水温度恒定,采取的方法是 (　　)A.持续加热B.设定程式,固定各次加热时间及加热时间间隔C.水温低于设定温度时加热,达到设定温度时,停止加热D.人工控制加热按钮【解析】选C。饮水机温度控制系统以调节饮水机温度为目的,其输入参数主要是水温信号和设定温度。输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热。工作时传感器将温度传给单片机,当水温低于设定温度时,单片机控制加热模块加热,当温度高于设定温度时,继电器断开,加热停止。从而实现温度控制的目的。故选C。4.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用。在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是              (　　)A.热敏电阻可应用于温度测控装置中B.光敏电阻是一种光电传感器C.电阻丝可应用于电热设备中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用【解析】选D。热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,A、B、C正确;交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,D错误。5.如图所示为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、负温度系数半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图,要求是:正常情况绿灯亮,有险情时电铃报警,则图中的甲、乙、丙分别是              (　　)A.小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B.半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C.绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D.半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃【解析】选B。甲的回路应为控制电路,甲当然是半导体热敏电阻;热敏电阻的特点是温度升高,电阻减小,电流变大,继电器工作,衔铁被吸下,乙被接通应报警,即乙是小电铃;平常时,温度低,电阻大,电流小,丙导通,丙应是绿灯泡,即B正确。6.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)              (　　)A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C.如果R为用半导体材料制成的热敏电阻,读数变化非常明显D.如果R为用半导体材料制成的热敏电阻,读数变化不明显【解析】选C。金属热电阻的阻值随温度的升高而增大,但灵敏度较差,而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且灵敏度高,故选项C正确。7.如图所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器。话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极。在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在电路中的其他量发生变化,使声音信号被话筒转换为电信号。其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的              (　　)A.距离变化　　　　　　　　B.正对面积变化C.介质变化　　　　    D.电压变化【解析】选A。话筒中金属层与金属板构成平行板电容器,当讲话时,振动膜的振动相当于两极板间的距离发生变化,由平行板电容器C==可知,当d发生变化时,引起电信号的变化,A正确。8.如图所示,宽度为d、厚度为h的导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过该导体时,在导体的上、下表面之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。实验表明:当磁场不太强时,电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为U=k,式中的比例系数k称为霍尔系数。设载流子的电量为q,下列说法正确的是               (　　)A.载流子所受静电力的大小F=qB.导体上表面的电势一定大于下表面的电势C.霍尔系数为k=,其中n为导体单位长度上的载流子数D.载流子所受洛伦兹力的大小F洛=,其中n为导体单位体积内的电荷数【解析】选D。电流通过该导体时,在导体的上、下表面之间会产生电势差,载流子所受静电力的大小为F=q,A选项错误;载流子的电性未知,不能判断导体上、下表面的电势高低,B选项错误;载流子处于平衡状态,qvB=q,根据电流的微观表达式I=nqSv,解得U=,其中S=hd,得U==k,故k=,其中n为导体单位体积上的载流子数,C选项错误;载流子所受洛伦兹力的大小F洛=qvB=,D选项正确。二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。全部选对得4分,选对但选不全得2分,有选错的得0分。9.如图所示为用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是 (　　)A.严重污染时,LDR是高电阻B.轻度污染时,LDR是高电阻C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响【解析】选A、D。严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D对。10.某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的Z字形连接(两接线柱间只有一个元件)。为了确定各元件种类,小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图a、b、c所示,则如下判断中正确的是              (　　)A.AB间是电容器　　　　　　B.BC间是电感线圈C.CD间是电容器　　　　 D.CD间是定值电阻【解析】选A、B、D。接入电容器后,充电过程有短暂的电流,电路稳定后电路中没有电流;接入电感线圈后由于自感,电流逐渐增大;接入定值电阻后,电流保持一定值,故AB间为电容器,BC间为电感线圈,CD间为定值电阻,所以A、B、D正确,C错误。11.某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高,阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光照强度增大,阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近)。当R处温度升高时(　　)A.L变亮　　　　　　  B.R3的电流减小C.E2的路端电压增大　  D.R的功率减小【解析】选A、D。当R处温度升高时,RT阻值变小,小灯泡L变亮,RG阻值变小,通过R2的电流变大,E2的路端电压变小,R两端电压变小,通过的电流也变小,功率变小,通过R3的电流变大,A、D选项正确。12.如图所示为用热敏电阻R和电磁铁L等组成的一个简单的恒温控制电路,其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路,电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接。则              (　　)A.当温度降低到某一数值时,衔铁P将会被吸下B.当温度升高到某一数值时,衔铁P将会被吸下C.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在A、B端【解析】选B、D。温度升高时,热敏电阻阻值减小,电流增大,电磁铁磁性增强,将衔铁P吸下,选项B正确;温度低时,要求加热器工作,所以加热器应接在A、B端,选项D正确。三、实验题:本题共2小题,共14分。13.(6分)太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国举办的世博会上,大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。(1)为了达到上述目的,请将图甲连成一个完整的实验电路图。(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00 V时,太阳能电池的电阻______(选填“很大”或“很小”);当电压为2.80 V时,太阳能电池的电阻约为___ Ω。【解析】(1)探究I-U特性时需要多组数据,故滑动变阻器应采用分压接法。连线见答案。(2)根据R=,结合I-U图可知U<2.00 V时R很大;U=2.80 V时R= Ω=1.0×103 Ω。答案:(1)连线如图(2)很大　1.0×103(966～1 040)14.(8分)如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;A为毫安表,量程为6 mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω;S为开关。已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值为550 Ω。现要求在降温过程中测量在95 ℃至20 ℃之间的多个温度下RT的阻值。(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。(2)完成下列实验步骤中的填空。①依照实验原理电路图连线。②调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95 ℃。③将电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。④闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________。⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数____________,记录____________。 ⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1= _______________________。 ⑦逐步降低T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤⑤⑥。【解析】(1)该实验中没有电压表,可以应用等效替代法测热敏电阻阻值,改变电阻箱接入电路的阻值,保持电路电流不变,则电路总电阻不变,因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路,实物电路图如图所示:(2)④闭合开关,调节电阻箱,记录电流表示数I0,并记录电阻箱的读数R0。⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数为I0,记录电阻箱电阻R1。⑥由闭合电路欧姆定律可得:温度为95 ℃时:E=I0(r+RA+RT+R0),即:E=I0(r+RA+150 Ω+R0) ①当RT的温度降为T1时,有:E=I0(r+RA+RT1+R1) ②由①②解得:RT1=R0-R1+150 Ω答案:(1)见解析图　(2)④电阻箱的读数R0　⑤仍为I0　电阻箱电阻R1　⑥R0-R1+150 Ω四、计算题:本题共4小题,共46分。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。15.(8分)(1)用如图所示的传感器可以测物体的位移,说明它的工作原理是什么?(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件,它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片,如图所示,它是传感器吗?【解析】(1)它可以将位移变化转换为电容信号,当物体向左运动时,电容增大;向右运动时,电容减小。              (4分)(2)它是传感器,可以感知磁场。玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片,当存在磁场(如条形磁体靠近干簧管)时,两个簧片被磁化而相互吸引接触,灯泡就发光,因此能感知磁场的存在。              (4分)答案:见解析16.(8分)有一种测量压力的电子秤,其原理如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 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的变化而改变,其关系如表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计,试分析:压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300280260240220200180…(1)利用表中的数据,写出电阻R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少?(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度,则该测力显示器的刻度是否均匀?【解析】(1)由表中数据可知,k===-0.4 Ω/N(2分)所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R=(300-0.4F) Ω。 (1分)(2)R上受到的压力越大,R的阻值越小,电容器两极板电压越大, (1分)但不能超过5 V,所以=,解得R=60 Ω,又因为R=(300-0.4F) Ω,得F=600 N。 (1分)(3)电流表中的电流I== (1分)电流I与压力F不是线性关系,该测力显示器的刻度不均匀。 (2分)答案:(1)R=(300-0.4F) Ω　(2)600 N　(3)不均匀17.(14分)有一种测量物体重量的电子秤,其电路主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表),原理图如图中的虚线所示,不计踏板的质量。已知电流表的量程为2 A,内阻为1 Ω,电源电动势为12 V,内阻为1 Ω,电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01F(F和R的单位分别为N和Ω)。(1)求该秤能测量的最大体重。(2)通过计算,得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的哪个刻度处?(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系。【解析】(1)由电流表量程可知电路中最大电流为2 A由闭合电路欧姆定律E=I(R+r+rg)可解得压力传感器R的最小值为4 Ω(2分)由电阻R随压力F变化的函数式R=30-0.01F可得压力最大值F=2 600 N,即该秤能测量的最大体重为2 600 N。 (2分)(2)踏板空载时,F=0,R=30 Ω由闭合电路欧姆定律,E=I(R+r+rg)可解得I=0.375 A(3分)即该秤零刻度线应标在电流表G刻度盘的0.375 A刻度处。 (1分)(3)由E=I(R+r+rg)和R=30-0.01F可得E=I(30-0.01F+r+rg) (2分)将电动势E=12 V、内阻r=1 Ω、电流表内阻rg=1 Ω代入化简得F=3 200-。 (4分)答案:(1)2 600 N　(2)0.375 A(3)F=3 200-18.(16分)如图所示为某同学自制的电子秤原理图:粗细均匀的电阻棒R(每厘米长的电阻为1 Ω)竖直放置,其总长度L=10 cm,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=4 Ω,托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端,其质量m0=0.1 kg,水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触。当托盘内不放物体静止时,弹簧的形变量x=1 cm,轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触。若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移,g取10 m/s2。求:(1)弹簧的劲度系数k;(2)该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U。【解析】(1)托盘质量m0=0.1 kg,当托盘内不放物体静止时,弹簧的形变量x=1 cm,根据平衡条件得m0g=kx,解得k==100 N/m。              (8分)(2)当电子秤称量物体质量最大时,滑片位于最下端,弹簧又压缩了10 cm,根据受力平衡可知,最大物体质量m==1 kg,电压表测量滑动变阻器R两端电压,U=·E=4 V。(8分)答案:(1)100 N/m　(2)1 kg　4 V