人教2019版高三物理选择性必修二第四章电磁振荡与电磁波和第五章传感器单元测试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教2019版高三物理选择性必修二第四章电磁振荡与电磁波和第五章传感器单元测试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-30 21:05:38 | ||
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文档简介
人教2019版高三物理选择性必修二第四章电磁振荡与电磁波和第五章传感器单元测试题
第四章 电磁振荡与电磁波
第五章 传感器 单元测试卷
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题42分）
一、单项选择题（共14道小题，每小题3分，共42分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。以下说法正确的是（ ）
①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程
②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输
③红外线的频率比可见光的频率高
④红外光子的能量比可见光子的能量大
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
2．图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（ ）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
3．电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置的
B．太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感
C．在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐
D．紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
4．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
5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
6．5G通信即将推广普及，我国自主研发设计的5G通信技术走在了世界的前列。5G信号的频率分为两种，一种是6 GHz以下，这和我们目前的2/3/4G差别不算太大，还有一种频率在24 GHz以上，对于频率在24 GHz这样的信号，下面说法正确的有（ ）
A．波长大约为0.1 cm
B．波长越短，准直性越好，绕射能力越弱
C．光子能量更小
D．传播速度更大
7．用磁敏电阻作为传感器可以探测空间是否存在磁场，设计电路如图，磁敏电阻在没有磁场时电阻很小（几乎为零），在有磁场时电阻很大。闭合S1，断开S2，灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．探测头处在无磁场区域时，闭合S2，灯泡会变亮
B．探测头处在无磁场区域时，闭合S2，电流表示数会变小
C．闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时，灯泡会变亮
D．闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时，电流表的示数会变大
8．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。t＝0时如图（a）所示，电容器两板间的电势差最大，电容器开始放电。T＝0.005 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，不考虑能量损耗则（ ）
A．此LC振荡电路的周期T＝0.01 s
B．t＝0.025 s时，回路电流方向与图（b）中所示电流方向相反
C．t＝0.035 s时，线圈中的磁场能最大
D．t＝0.040 s至t＝0.045 s时，线圈中的电流逐渐减小
9．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（ ）
A．电容器正在充电
B．两平行板间的电场强度E在减小
C．该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值
10．某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是（ ）
A．白天有光照时，光传感器自动闭合
B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C．有人走动或发出声音时，声传感器自动断开
D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合
11．如图所示电路中，E为电源（内阻为r），R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，R1为光敏电阻（其阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想电压表，开关S闭合后，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．若仅将R4的滑片向下移动，电压表的示数将变大，电源效率将变大
B．若仅将R4的滑片向下移动，R2消耗的电功率将变大，带电微粒将向上运动
C．若仅增大光照强度，R4消耗的电功率将变小
D．若仅增大光照强度，将有电流向下通过R3
12．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电阻R、电感器L及电容器C均为理想元件，今将K接通一段时间，待电路稳定后突然将K断开，下列说法中正确的是（ ）
A．断开瞬间，LC电路中的电场能最大
B．LC振荡电路的最大电流为
C．该电路辐射的电磁波以光速c在真空中传播，而且它的波长与c成反比
D．在该振荡电路中，电场能与磁场能振荡的周期为
13．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是（ ）
A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热
B．当温度超过100 ℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮不会跳起
D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起
14．如图所示，家用微波炉中使用的微波频率为2450 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
第二部分（非选题58分）
三、非选择题（本题共6道小题，共58分）。
15．（8分）实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两极板带有一定电荷量时，发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
16．（10分）如图甲，电磁继电器和热敏电阻R1等元件组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内。电源电动势E＝6 V，内阻不计，继电器线圈的电阻R0＝100 Ω。图乙为热敏电阻的R1-t图像，且已知在50～150 ℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1t＝常数，电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流增加到20 mA时，继电器的衔铁被吸合，已知此时可变电阻R2＝125 Ω，恒温箱保持60 ℃恒温。图甲中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）60 ℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？
（4）欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大还是调小？
甲
乙
17．（10分）若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：
（1）该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为）
（2）该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm）
（3）现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？
18．（10分）车载MP3可以把MP3中储存的音乐，以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中，车主只需将汽车收音机的频率设定为车载MP3的频率，或让收音机搜索到该频率即可进行播放。如图为某种型号的车载MP3，若其设置频率为87.5 MHz，试求:
（1）所发射的无线电波的波速是多少？
（2）所发射的无线电波的波长是多少？
19．（10分）如图所示为一测速计原理图，滑动触头P与运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表中有一定的电流通过，由电流表的示数可得到运动物体的速度。已知电源电动势E＝4 V，内阻r＝10 Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值R＝30 Ω，长度L＝30 cm，电容器电容C＝50 μF，现测得电流表示数为0.05 mA，方向由N流向M，试求物体速度的大小和方向。
20．（10分）可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ（水流速度越大，θ越大）。为了测定水流的速度v，在水平方向固定一根电阻丝BC，使C端位于O点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。
（1）请你设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图。
（2）已知水流对小球的作用力F与水流速度v的关系为F＝kDv（k为比例系数，D为小铅球的直径），OC＝h，BC长为L，小铅球质量为m，重力加速度为g，当小铅球平衡时电压表示数为U，请推导出v与U的关系式。（水对小铅球的浮力忽略不计）
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
A A B D D B
7 8 9 10 11 12
C C A B A B
13 14
D A
第二部分（非选择题）
15．解：（1）根据振荡电路周期的计算公式可知 T＝2π，代入数据可得T＝2π×10-5s，所以从开关闭合开始计时，此时电流大小为零，电场强度最大，当到t＝2π×10-5s 时，振荡电路刚好完成一个振荡周期，电流刚好又变为零，电场强度最大。由题意可知，电场强度最大时，粉尘受力平衡，所以t＝2π×10-5s 时，粉尘加速度为零；
（2）线圈中的电流最大时，电场强度为零，所以可知此时粉尘只受重力作用，所以加速度大小为g 。
16．解：（1）因60 ℃时可变电阻R2＝125 Ω，电流为20 mA，电源电压6 V，则根据欧姆定律可得
I＝
解得R1＝75 Ω
（2）由图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到20 mA时，继电器的衔铁被吸合，电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端;
（3）由题意可知，R1t＝常数，当温度是100 ℃时，则有
75 Ω×60 ℃＝R2'×100 ℃
解得R2'＝45 Ω
（4）恒温箱的温度越高，热敏电阻的阻值越小，电流相同的情况下，可变电阻阻值应越大，则欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大。
17．解：（1）根据公式c＝λf，可知λ＝＝2×10-7 m；
（2）根据波长可以判断，该电磁波属于紫外线这个波段；
（3）v＝λf，λ＝＝6×10-13 m
18．解：（1）无线电波属于电磁波，在空气中的传播速度大约是c＝3.0×108 m/s。
（2）f＝87.5 MHz＝8.75×107 Hz
λ＝＝m≈3.43 m。
19．解：估算流过电阻丝上的电流为
I＝＝ A＝100 mA
该电流远远大于电容器的充放电电流，故电容器对电路的影响较小，电阻丝与电源串联，当P移动Δx时，电容器上电压的变化量为ΔU
ΔU＝IΔR＝Δx
其充放电电流I0＝＝＝
又v＝，所以v＝＝0.1 m/s
又因I0由N流向M，故电容器放电，P右移，物体移动方向向右。
20．解：（1）原理图如图所示。
（2）设CA＝x，小铅球P平衡时，由平衡条件可得
tan θ＝＝
根据部分电路欧姆定律可得
I＝＝
根据电阻定律可得
RL＝ρ
Rx＝ρ
又F＝kDv
联立解得v＝U
第四章 电磁振荡与电磁波
第五章 传感器 单元测试卷
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题42分）
一、单项选择题（共14道小题，每小题3分，共42分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。以下说法正确的是（ ）
①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程
②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输
③红外线的频率比可见光的频率高
④红外光子的能量比可见光子的能量大
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
2．图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（ ）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
3．电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置的
B．太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感
C．在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐
D．紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
4．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
5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
6．5G通信即将推广普及，我国自主研发设计的5G通信技术走在了世界的前列。5G信号的频率分为两种，一种是6 GHz以下，这和我们目前的2/3/4G差别不算太大，还有一种频率在24 GHz以上，对于频率在24 GHz这样的信号，下面说法正确的有（ ）
A．波长大约为0.1 cm
B．波长越短，准直性越好，绕射能力越弱
C．光子能量更小
D．传播速度更大
7．用磁敏电阻作为传感器可以探测空间是否存在磁场，设计电路如图，磁敏电阻在没有磁场时电阻很小（几乎为零），在有磁场时电阻很大。闭合S1，断开S2，灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．探测头处在无磁场区域时，闭合S2，灯泡会变亮
B．探测头处在无磁场区域时，闭合S2，电流表示数会变小
C．闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时，灯泡会变亮
D．闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时，电流表的示数会变大
8．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。t＝0时如图（a）所示，电容器两板间的电势差最大，电容器开始放电。T＝0.005 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，不考虑能量损耗则（ ）
A．此LC振荡电路的周期T＝0.01 s
B．t＝0.025 s时，回路电流方向与图（b）中所示电流方向相反
C．t＝0.035 s时，线圈中的磁场能最大
D．t＝0.040 s至t＝0.045 s时，线圈中的电流逐渐减小
9．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（ ）
A．电容器正在充电
B．两平行板间的电场强度E在减小
C．该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值
10．某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是（ ）
A．白天有光照时，光传感器自动闭合
B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C．有人走动或发出声音时，声传感器自动断开
D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合
11．如图所示电路中，E为电源（内阻为r），R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，R1为光敏电阻（其阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想电压表，开关S闭合后，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．若仅将R4的滑片向下移动，电压表的示数将变大，电源效率将变大
B．若仅将R4的滑片向下移动，R2消耗的电功率将变大，带电微粒将向上运动
C．若仅增大光照强度，R4消耗的电功率将变小
D．若仅增大光照强度，将有电流向下通过R3
12．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电阻R、电感器L及电容器C均为理想元件，今将K接通一段时间，待电路稳定后突然将K断开，下列说法中正确的是（ ）
A．断开瞬间，LC电路中的电场能最大
B．LC振荡电路的最大电流为
C．该电路辐射的电磁波以光速c在真空中传播，而且它的波长与c成反比
D．在该振荡电路中，电场能与磁场能振荡的周期为
13．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是（ ）
A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热
B．当温度超过100 ℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮不会跳起
D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起
14．如图所示，家用微波炉中使用的微波频率为2450 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
第二部分（非选题58分）
三、非选择题（本题共6道小题，共58分）。
15．（8分）实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两极板带有一定电荷量时，发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
16．（10分）如图甲，电磁继电器和热敏电阻R1等元件组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内。电源电动势E＝6 V，内阻不计，继电器线圈的电阻R0＝100 Ω。图乙为热敏电阻的R1-t图像，且已知在50～150 ℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1t＝常数，电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流增加到20 mA时，继电器的衔铁被吸合，已知此时可变电阻R2＝125 Ω，恒温箱保持60 ℃恒温。图甲中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）60 ℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？
（4）欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大还是调小？
甲
乙
17．（10分）若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：
（1）该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为）
（2）该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm）
（3）现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？
18．（10分）车载MP3可以把MP3中储存的音乐，以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中，车主只需将汽车收音机的频率设定为车载MP3的频率，或让收音机搜索到该频率即可进行播放。如图为某种型号的车载MP3，若其设置频率为87.5 MHz，试求:
（1）所发射的无线电波的波速是多少？
（2）所发射的无线电波的波长是多少？
19．（10分）如图所示为一测速计原理图，滑动触头P与运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表中有一定的电流通过，由电流表的示数可得到运动物体的速度。已知电源电动势E＝4 V，内阻r＝10 Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值R＝30 Ω，长度L＝30 cm，电容器电容C＝50 μF，现测得电流表示数为0.05 mA，方向由N流向M，试求物体速度的大小和方向。
20．（10分）可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ（水流速度越大，θ越大）。为了测定水流的速度v，在水平方向固定一根电阻丝BC，使C端位于O点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。
（1）请你设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图。
（2）已知水流对小球的作用力F与水流速度v的关系为F＝kDv（k为比例系数，D为小铅球的直径），OC＝h，BC长为L，小铅球质量为m，重力加速度为g，当小铅球平衡时电压表示数为U，请推导出v与U的关系式。（水对小铅球的浮力忽略不计）
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
A A B D D B
7 8 9 10 11 12
C C A B A B
13 14
D A
第二部分（非选择题）
15．解：（1）根据振荡电路周期的计算公式可知 T＝2π，代入数据可得T＝2π×10-5s，所以从开关闭合开始计时，此时电流大小为零，电场强度最大，当到t＝2π×10-5s 时，振荡电路刚好完成一个振荡周期，电流刚好又变为零，电场强度最大。由题意可知，电场强度最大时，粉尘受力平衡，所以t＝2π×10-5s 时，粉尘加速度为零；
（2）线圈中的电流最大时，电场强度为零，所以可知此时粉尘只受重力作用，所以加速度大小为g 。
16．解：（1）因60 ℃时可变电阻R2＝125 Ω，电流为20 mA，电源电压6 V，则根据欧姆定律可得
I＝
解得R1＝75 Ω
（2）由图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到20 mA时，继电器的衔铁被吸合，电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端;
（3）由题意可知，R1t＝常数，当温度是100 ℃时，则有
75 Ω×60 ℃＝R2'×100 ℃
解得R2'＝45 Ω
（4）恒温箱的温度越高，热敏电阻的阻值越小，电流相同的情况下，可变电阻阻值应越大，则欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大。
17．解：（1）根据公式c＝λf，可知λ＝＝2×10-7 m；
（2）根据波长可以判断，该电磁波属于紫外线这个波段；
（3）v＝λf，λ＝＝6×10-13 m
18．解：（1）无线电波属于电磁波，在空气中的传播速度大约是c＝3.0×108 m/s。
（2）f＝87.5 MHz＝8.75×107 Hz
λ＝＝m≈3.43 m。
19．解：估算流过电阻丝上的电流为
I＝＝ A＝100 mA
该电流远远大于电容器的充放电电流，故电容器对电路的影响较小，电阻丝与电源串联，当P移动Δx时，电容器上电压的变化量为ΔU
ΔU＝IΔR＝Δx
其充放电电流I0＝＝＝
又v＝，所以v＝＝0.1 m/s
又因I0由N流向M，故电容器放电，P右移，物体移动方向向右。
20．解：（1）原理图如图所示。
（2）设CA＝x，小铅球P平衡时，由平衡条件可得
tan θ＝＝
根据部分电路欧姆定律可得
I＝＝
根据电阻定律可得
RL＝ρ
Rx＝ρ
又F＝kDv
联立解得v＝U