章末综合检测(四) 电磁振荡与电磁波 传感器
(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.(2025·江苏高邮期中)某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示,病毒感染处的密度与其他部分不同,片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波( )
A.X射线 B.红外线
C.无线电波 D.紫外线
解析:A 医学中的CT胸片是利用X射线穿透能力与密度有关的特点,故选A。
2.(2025·陕西榆林期末)如图甲所示的LC振荡电路中,规定沿顺时针方向的电流为正,通过电路中电流变化规律如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.a至b时间内,电容器的上极板带正电 B.a至b时间内,电容器充电
C.b至c时间内,电容器下极板的电势低 D.b至c时间内,磁场能正在转化为电场能
解析:B a至b时间内,电路电流在减小,电容器C正在充电,电容器下极板带的是正电,故B正确,A错误;b至c时间内,电路电流逆向增大,电容器放电,电容器下极板带正电,下极板电势高,电场能正在转化为磁场能,故C、D错误。
3.(2025·山东济宁期中)蓝牙耳机是人们的常用设备,手机与基站及耳机的通信关系如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是( )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B.甲、乙两波的频率都比可见光的频率大
C.真空中甲波的传播速度比乙波慢
D.手机通信使用的是无线电波
解析:D 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,故A错误;由图可知,甲、乙两波的波长都比可见光波长大,电磁波在真空中的传播速度均为光速c,由c=λf可知,波长越大频率越小,所以甲、乙两波的频率都比可见光的频率小,故B、C错误;手机通信使用的是无线电波,故D正确。
4.手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成,信号通过电磁波传播。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波跟机械波一样,只能在介质中传播
B.不同波长的电磁波,在真空中的传播速度相同
C.奥斯特实验证实了电磁波的存在
D.额温枪测温利用的是接收人体辐射出的紫外线,紫外线的辐射强度与温度有关
解析:B 电磁波的传播不需要介质,机械波只能在介质中传播,故A错误;不同波长的电磁波,在真空中的传播速度相同,故B正确;麦克斯韦预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故C错误;额温枪测温利用的是接收人体辐射出的红外线,红外线的辐射强度与温度有关,故D错误。
5.关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是( )
A.发射长波、中波、短波的天线使用的是LC闭合电路
B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调谐
C.把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调
D.使接收电路产生电谐振的过程叫作调制
解析:C 发射长波、中波、短波的天线使用的是LC开放式电路,A错误;使载波随各种信号而改变的技术叫作调制,B错误;把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调,C正确;使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐,D错误。
6.(2025·山西太原月考)如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0 V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.如果要使恒温箱内的温度保持在100 ℃,则( )
A.应该把恒温箱内的加热器接在A、B端,R'的阻值为260 Ω
B.应该把恒温箱内的加热器接在C、D端,R'的阻值为260 Ω
C.应该把恒温箱内的加热器接在A、B端,R'的阻值为300 Ω
D.应该把恒温箱内的加热器接在C、D端,R'的阻值为300 Ω
解析:C 恒温箱内的加热器应接在A、B端,随着恒温箱内温度升高,热敏电阻R的阻值变小,则线圈中的电流变大,当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸到下方来,则恒温箱加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大,则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于20 mA时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持100 ℃,即100 ℃时线圈内的电流为20 mA。由闭合电路欧姆定律得I=,r为继电器的电阻,由图甲可知,100 ℃时热敏电阻的阻值为50 Ω,所以R'=-R-r=300 Ω,故选C。
7.如图所示为温度自动报警器的工作原理图,图中1是电磁铁、2是衔铁,5是水银温度计(水银导电)。常温下3触点处于断开状态,4触点处于闭合状态,则下列说法正确的是( )
A.当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强,3触点闭合,4触点断开
B.此装置为低温报警装置,温度低于警戒温度时,电铃报警
C.此装置为高温报警装置,温度高于警戒温度时,指示灯亮
D.要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
解析:D 当温度低于警戒温度时电磁铁不通电,无磁性,3触点断开,4触点闭合,故A错误;此装置为高温报警装置,温度高于警戒温度时,电磁铁有磁性,3触点闭合,4触点断开,电铃报警,指示灯熄灭,温度低于警戒温度时,电磁铁无磁性,3触点断开,4触点闭合,指示灯亮,电铃不响,故B、C错误;要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些,这样当温度升得更高时,控制电路才能接通,电磁铁才有磁性,电铃报警,故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2分,有选错的得0分)
8.如图甲所示,由线圈L和电容器C组成简单的LC振荡电路。先给电容器充满电。t=0时刻,电容器开始放电,t=0.002 s时刻,LC回路线圈中的电流第一次达到峰值,电流和电磁场情况如图乙所示,则下述说法正确的是( )
A.此LC振荡电路的周期T=0.008 s
B.t=0.005 s时,回路电流方向与图乙中所示的电流方向相同
C.t=0.010 s时,反向充电结束,线圈中的磁场能最小,电容器中的电场能最大
D.t=0.006 s时,反向放电结束,电容器中的电场能最小,线圈中的磁场能最大
解析:AD t=0.002 s时,LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值,则T=0.002 s,周期T=0.008 s,A正确;t=0.004 s时电流再次为零,0.004 s到0.008 s时间内电流的方向与图乙中所示方向相反,B错误;当t=0.010 s=T时的情况与t=0.002 s时的情况是一致的,正向放电结束,电容器中的电场能最小,线圈中的磁场能最大,C错误;当t=0.006 s=T反向放电结束,电容器中的电场能最小,线圈中的磁场能最大,D正确。
9.某同学设计了一个加速度计,如图所示,较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上,下列说法正确的是( )
A.这种传感器是把加速度信号转化为电压信号
B.若观察到电压表的指针向右偏转,说明物体具有与图示方向相同的加速度
C.若观察到电压表指针在零点,说明物体处于静止状态
D.若观察到电压表指针在零点,说明物体的加速度等于0
解析:AD 根据题意可知加速度传感器是把加速度信号转化为电压信号,故A正确;当电压表指针在零点时,此时滑块的加速度等于0,滑块可能是静止,也可能是做匀速直线运动,故C错误,D正确;当电压表指针在零点时,此时P和Q两点的电势相等,当指针向右偏转时,φP>φQ,此时滑块是从开始的位置向右滑导致右边的弹簧伸长量变小,左边弹簧的伸长量变大,即左边弹簧的拉力大于右边弹簧的拉力,所以滑块的合力向左,加速度方向也向左,与图示加速度的方向相反,故B错误。
10.(2025·浙江温州期中)某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置,如图所示,条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧,两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上,磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是( )
A.小车向右做匀速直线运动的过程中,电流表示数变大
B.小车向右做匀减速直线运动的过程中,电压表示数不变
C.小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,电流表示数变大
D.小车向左做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小
解析:BC 当小车向右做匀速直线运动的过程中,磁铁没有加速度,受力平衡,与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,A错误;当小车向右匀减速时,磁铁具有向左的加速度,受到的合力向左,故左侧的弹簧拉伸,右侧的弹簧压缩,因为小车做匀减速直线运动,故加速度恒定,弹簧形变量保持不变,磁铁与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,B正确;当小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,磁铁具有向左的加速度,受到的合力向左,故左侧的弹簧拉伸,右侧的弹簧压缩,因为磁铁加速度逐渐增大,故弹簧形变量逐渐增大,磁铁向右远离磁敏电阻R,R阻值减小,电路中的电流增大,电流表的示数变大,C正确; 当小车向左匀减速时,磁铁具有向右的加速度,受到的合力向右,故右侧的弹簧拉伸,左侧的弹簧压缩,因为小车做匀减速直线运动,故加速度恒定,弹簧形变量保持不变,磁铁与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,D错误。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)(2025·湖南湘西期中)某同学用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器,要求是:正常情况绿灯亮,温度过高时电铃报警。电路如图所示,图中仪器还不完整。请完成以下问题:
(1)图中的甲还需要放入的元件是 B 。
A.随温度升高电阻阻值增大的热敏电阻
B.随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻
(2)电路正确连接之后,该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点。为了安全起见,要求在温度更低一点时就开始报警,则需要调节滑动变阻器的滑片往 右 (选填“左”或“右”)移动一点。
解析:(1)由题意,正常情况绿灯亮,此时电磁继电器不工作,即电磁铁磁性较小,通过电磁铁的电流较小,所以在正常温度时,甲的电阻较大;当温度过高时,甲的电阻应减小,从而使通过电磁继电器的电流增大,使电磁继电器工作,所以图中的甲还需要放入的元件是随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻。故选B。
(2)要求在温度更低一点时就开始报警,需要电流在温度更低一点就达到报警时的电流,则需要减小滑动变阻器接入电路的阻值,调节滑动变阻器的滑片往右移动一点。
12.(8分)(2025·四川乐山期末)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时,其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示,实验设定恒定电流为50.0 μA,主要实验器材有:恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
(1)用加热器调节RT的温度后,为使电流表的示数仍为50.0 μA,须调节 可变电阻R1 (选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时,电流表示数为50.0 μA;连接电压表后,电流表示数显著增大,须将原电压表更换为内阻 远大于 (选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。
(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示,由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率的绝对值是 1.2 kΩ·℃-1(保留2位有效数字)。
解析:(1)由题知恒压直流电源E的电动势不变,而用加热器调节RT的温度后,导致整个回路的总电阻改变,而要确保电流表的示数仍为50.0 μA,则需控制整个回路的总电阻不变,故需要调节的器材是可变电阻R1;连接电压表后,电流表示数显著增大,则说明电压表与RT并联后的并联电阻R并减小,则根据并联电阻的关系有R并==,则要保证R并不变,须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。
(2)由题图可得温度为35.0 ℃时电压表的示数为1.55 V,且实验设定恒定电流为50.0 μA,则根据部分电路欧姆定律可知此时热敏电阻RT1=31 kΩ;温度为40.0 ℃时电压表的示数为1.25 V,且实验设定恒定电流为50.0 μA,则根据部分电路欧姆定律可知此时热敏电阻RT2=25 kΩ,则温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率的绝对值是|k|==1.2 kΩ·℃-1。
13.(12分)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。
(1)照度(E)是描述光的强弱的物理量,单位为勒克斯(lx)。如图甲所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线,由此可得到的结论是: 。
答案:见解析
(2)如图乙所示为电磁继电器的构造示意图,其中L为含有铁芯的线圈,P为可绕O点转动的衔铁,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱。工作时,应将 C、D (选填“A、B”或“C、D”)接照明电路。
(3)请在图丙中用笔画线代替导线,完成电路图的连接。
答案:图见解析
(4)已知电源电动势为3 V,内阻忽略不计,电磁铁线圈电阻R0=20.0 Ω,电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求照度降低至2 lx时,照明电路恰好接通,则图丙中定值电阻R= 22 Ω。
解析:(1)由题图甲可得到的结论是:随着光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,进一步增大光照强度,电阻值变化减慢,逐渐趋向平缓。
(2)由电磁继电器的工作原理可知,电磁铁连接的是控制电路,衔铁连通的是工作电路,故工作时,应将“C、D”接照明电路。
(3)光敏电阻、定值电阻、电源与L组成控制电路;C、D与灯泡组成工作电路,电路连接如图所示。
(4)由题图甲所示图线可知,2 lx对应的光敏电阻阻值R光敏=18 Ω,
由闭合电路欧姆定律可知此时电路中电流
I=,
代入数据解得R=22 Ω。
14.(12分)(2025·江苏盐城期中)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)振荡电路周期为 2π×10-5 s ,S闭合瞬间电流的方向为 逆时针 (填写“顺时针”或“逆时针”);
(2)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为 0 (假设此时粉尘未到达极板);
(3)当粉尘的加速度为 g 时,线圈中电流最大(假设此时粉尘未到达极板);
(4)当t=π×10-5 s时,粉尘的加速度大小为 2g ,方向 方向向下 。
解析:(1)振荡电路周期
T=2π=2π s=2π×10-5 s
因开始时带负电的粉尘恰好静止在两极板间,可知上板带正电,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。
(4)当t=π×10-5 s=时,两极板电荷量最大,电场强度最大,故粉尘受到的静电力最大,方向向下,有qE+mg=ma
粉尘静止时,有qE=mg
解得a=2g,方向向下。
15.(16分)(2025·山东聊城期末)半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变。某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RF,其阻值约几十千欧,现有以下器材:
电源:电动势3 V,内阻不计
电流表A1:量程250 μA,内阻约为50 Ω
电流表A2:量程250 mA,内阻约为10 Ω
电压表V:量程3 V,内阻约为20 kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~100 Ω
压力传感器RF,开关S,导线若干。
(1)为了提高测量的准确性,电流表应选 A1 (选填“A1”或“A2”),并请补充完整图甲中虚线框内的测量电路。
答案:电路图见解析
(2)通过多次实验测得其阻值RF随压力F变化的RF-F图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2。
(3)完成前面的实验工作后,将该压力传感器接入如图丙所示电路中,制作成简易电子秤,它主要构成有:压力传感器RF,定值电阻R0=6 kΩ、理想电流表(量程250 μA),电动势为6 V的电源,电源内阻不计。
①将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里,在托盘上放一砝码,托盘和砝码的总质量为200 g,电流表示数为200 μA,通过计算可得电梯的加速度大小为 1.0 m/s2;
②若使用一段时间后,电源电动势减小,电源内阻不计,则重物质量的测量值将 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析:(1)电路中最大电流为Imax== A=300 μA,故为了提高测量的准确性,电流表应选A1;
由于滑动变阻器的阻值相比压力传感器阻值小得多,且使电表示数变化范围更大,滑动变阻器采用分压式接法,由于RF>
所以电流表采用内接法,故电路图连接如图所示。
(3)①由闭合电路欧姆定律得I=,代入数据解得RF=24 kΩ
由图乙可知,当RF=24 kΩ时,压力传感器的示数为F=2.2 N
由牛顿第二定律F-mg=ma
解得a=1.0 m/s2。
②若使用一段时间后,电源电动势减小,电源内阻不计,则电路中电流减小,RF的计算值增大,导致重物压力的值增大,所以重物质量的测量值将偏大。
7 / 8章末综合检测(四) 电磁振荡与电磁波 传感器
(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.(2025·江苏高邮期中)某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示,病毒感染处的密度与其他部分不同,片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波( )
A.X射线 B.红外线
C.无线电波 D.紫外线
2.(2025·陕西榆林期末)如图甲所示的LC振荡电路中,规定沿顺时针方向的电流为正,通过电路中电流变化规律如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.a至b时间内,电容器的上极板带正电 B.a至b时间内,电容器充电
C.b至c时间内,电容器下极板的电势低 D.b至c时间内,磁场能正在转化为电场能
3.(2025·山东济宁期中)蓝牙耳机是人们的常用设备,手机与基站及耳机的通信关系如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是( )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B.甲、乙两波的频率都比可见光的频率大
C.真空中甲波的传播速度比乙波慢
D.手机通信使用的是无线电波
4.手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成,信号通过电磁波传播。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波跟机械波一样,只能在介质中传播
B.不同波长的电磁波,在真空中的传播速度相同
C.奥斯特实验证实了电磁波的存在
D.额温枪测温利用的是接收人体辐射出的紫外线,紫外线的辐射强度与温度有关
5.关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是( )
A.发射长波、中波、短波的天线使用的是LC闭合电路
B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调谐
C.把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调
D.使接收电路产生电谐振的过程叫作调制
6.(2025·山西太原月考)如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0 V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.如果要使恒温箱内的温度保持在100 ℃,则( )
A.应该把恒温箱内的加热器接在A、B端,R'的阻值为260 Ω
B.应该把恒温箱内的加热器接在C、D端,R'的阻值为260 Ω
C.应该把恒温箱内的加热器接在A、B端,R'的阻值为300 Ω
D.应该把恒温箱内的加热器接在C、D端,R'的阻值为300 Ω
7.如图所示为温度自动报警器的工作原理图,图中1是电磁铁、2是衔铁,5是水银温度计(水银导电)。常温下3触点处于断开状态,4触点处于闭合状态,则下列说法正确的是( )
A.当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强,3触点闭合,4触点断开
B.此装置为低温报警装置,温度低于警戒温度时,电铃报警
C.此装置为高温报警装置,温度高于警戒温度时,指示灯亮
D.要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
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2分,有选错的得0分)
8.如图甲所示,由线圈L和电容器C组成简单的LC振荡电路。先给电容器充满电。t=0时刻,电容器开始放电,t=0.002 s时刻,LC回路线圈中的电流第一次达到峰值,电流和电磁场情况如图乙所示,则下述说法正确的是( )
A.此LC振荡电路的周期T=0.008 s
B.t=0.005 s时,回路电流方向与图乙中所示的电流方向相同
C.t=0.010 s时,反向充电结束,线圈中的磁场能最小,电容器中的电场能最大
D.t=0.006 s时,反向放电结束,电容器中的电场能最小,线圈中的磁场能最大
9.某同学设计了一个加速度计,如图所示,较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上,下列说法正确的是( )
A.这种传感器是把加速度信号转化为电压信号
B.若观察到电压表的指针向右偏转,说明物体具有与图示方向相同的加速度
C.若观察到电压表指针在零点,说明物体处于静止状态
D.若观察到电压表指针在零点,说明物体的加速度等于0
10.(2025·浙江温州期中)某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置,如图所示,条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧,两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上,磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是( )
A.小车向右做匀速直线运动的过程中,电流表示数变大
B.小车向右做匀减速直线运动的过程中,电压表示数不变
C.小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,电流表示数变大
D.小车向左做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)(2025·湖南湘西期中)某同学用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器,要求是:正常情况绿灯亮,温度过高时电铃报警。电路如图所示,图中仪器还不完整。请完成以下问题:
(1)图中的甲还需要放入的元件是 。
A.随温度升高电阻阻值增大的热敏电阻
B.随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻
(2)电路正确连接之后,该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点。为了安全起见,要求在温度更低一点时就开始报警,则需要调节滑动变阻器的滑片往 (选填“左”或“右”)移动一点。
12.(8分)(2025·四川乐山期末)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时,其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示,实验设定恒定电流为50.0 μA,主要实验器材有:恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
(1)用加热器调节RT的温度后,为使电流表的示数仍为50.0 μA,须调节 (选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时,电流表示数为50.0 μA;连接电压表后,电流表示数显著增大,须将原电压表更换为内阻 (选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。
(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示,由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率的绝对值是 kΩ·℃-1(保留2位有效数字)。
13.(12分)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。
(1)照度(E)是描述光的强弱的物理量,单位为勒克斯(lx)。如图甲所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线,由此可得到的结论是: 。
(2)如图乙所示为电磁继电器的构造示意图,其中L为含有铁芯的线圈,P为可绕O点转动的衔铁,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱。工作时,应将 (选填“A、B”或“C、D”)接照明电路。
(3)请在图丙中用笔画线代替导线,完成电路图的连接。
(4)已知电源电动势为3 V,内阻忽略不计,电磁铁线圈电阻R0=20.0 Ω,电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求照度降低至2 lx时,照明电路恰好接通,则图丙中定值电阻R= Ω。
14.(12分)(2025·江苏盐城期中)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)振荡电路周期为 ,S闭合瞬间电流的方向为 (填写“顺时针”或“逆时针”);
(2)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为 (假设此时粉尘未到达极板);
(3)当粉尘的加速度为 时,线圈中电流最大(假设此时粉尘未到达极板);
(4)当t=π×10-5 s时,粉尘的加速度大小为 ,方向 。
15.(16分)(2025·山东聊城期末)半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变。某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RF,其阻值约几十千欧,现有以下器材:
电源:电动势3 V,内阻不计
电流表A1:量程250 μA,内阻约为50 Ω
电流表A2:量程250 mA,内阻约为10 Ω
电压表V:量程3 V,内阻约为20 kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~100 Ω
压力传感器RF,开关S,导线若干。
(1)为了提高测量的准确性,电流表应选 (选填“A1”或“A2”),并请补充完整图甲中虚线框内的测量电路。
(2)通过多次实验测得其阻值RF随压力F变化的RF-F图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2。
(3)完成前面的实验工作后,将该压力传感器接入如图丙所示电路中,制作成简易电子秤,它主要构成有:压力传感器RF,定值电阻R0=6 kΩ、理想电流表(量程250 μA),电动势为6 V的电源,电源内阻不计。
①将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里,在托盘上放一砝码,托盘和砝码的总质量为200 g,电流表示数为200 μA,通过计算可得电梯的加速度大小为 m/s2;
②若使用一段时间后,电源电动势减小,电源内阻不计,则重物质量的测量值将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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