章末综合检测(三)
(时间：60分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题的四个选项中，只有一个选项正确．)
1．下列说法中正确的是( )
A．只要有电场和磁场，就会产生电磁波
B．产生电磁波的电磁振荡一旦停止，电磁波立即消失
C．电磁波传播时，总伴随着能量的传播
D．只有闭合电路存在的空间，变化的磁场才能产生电场
解析：选C.变化的电场才能产生磁场，所以A错．电磁波是一种物质，可以在空中独立地传播，电磁振荡停止后，发出的电磁波仍然可以继续传播，所以B错．利用开放电路能更好地发射电磁波．只有C是对的．
2．关于电磁波特点及应用，下列叙述中不正确的是( )
A．由于手机在使用时要发射电磁波，对飞机导航系统产生电磁干扰，所以在飞机起飞时一般不能使用手机
B．电磁波的传播依赖于媒介
C．有线电视的信号也是通过电磁波传送的
D．光是一种电磁波
答案：B
3．关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列结论正确的是( )
A．波长越大，传播速度就越大
B．频率越高，传播速度就越大
C．发射能量越大，传播速度就越大
D．电磁波的传播速度与传播介质有关
答案：D
4．电磁波和声波相比较，下列说法中错误的是( )
A．电磁波是电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播
B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度要减小，声波的传播速度要增大
D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变大，声波的波长也变大
解析：选D.电磁波在真空中的速度最大，进入介质后速度减小，但电磁波的频率f不变．由v＝fλ得电磁波的波长λ将变小，而声波进入介质后的速度增大，频率不变，波长λ将变大．
5．雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统．海豚具有完善的声呐系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统．海豚的定位是利用了自身发射的( )
A．电磁波 B．红外线
C．次声波 D．超声波
答案：D
6．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图3－4甲所示是话筒原理图，图乙所示是录音机的录音、放音原理图，由图可知：
图3－4
①话筒工作时磁铁不动，线圈振动而产生感应电流 ②录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流 ③录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 ④录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
其中正确的是( )
A．②③④ B．①②③
C．①②④ D．①③④
解析：选C.话筒的工作原理是，声波迫使金属线圈在磁铁产生的磁场中振动产生感应电流，①正确．录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生变化的磁场，④正确．磁带在放音时通过变化的磁场使线圈产生感应电流，经放大电路后再送到扬声器中，②正确．
7．如图3－5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，使话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中使电容变化的原因可能是电容两极板间的( )
图3－5
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.振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．故A正确．
8．下列设备的运行与电磁波无关的是( )
A．医院里，医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况
B．“嫦娥二号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球
C．汽车上安装有GPS(全球卫星定位系统)以确定行驶路线和距离
D．在大地震发生后救灾人员利用卫星通话恢复了与外界的通讯联系
解析：选A.B超的工作原理是利用超声波的特性，与电磁波无关．
二、双项选择题(本题共2小题，每小题6分，共12分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
9．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )
A．应变片是由导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
解析：选BD.应变片多用半导体材料制成，故选项A错，B对．传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错，D对．
10．如图3－6所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( )
图3－6
A．电压表的示数增大
B．R2中电流强度增大
C．小灯泡的功率减小
D．电路的路端电压减小
解析：选AD.当照射光强度增大时，R3减小，整个电路中的总电阻变小，总电流变大，电压表示数增大，而路端电压减小，R2上的电压变小，通过R2的电流减小，流过小灯泡的电流增大，故选项A、D正确．
三、非选择题(本题共6小题，共56分．把答案填在题中横线上或按要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(8分)如图3－7所示是继电器的原理图，当在接线柱2、3间接入电源时，电磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触，从而达到控制电路的目的．接线柱______与接有电源的热敏电阻串接，接线柱________与外电路串接，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制．
图3－7
答案：2、3 1、5
12．(8分)按图3－8所示接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是________；停止吹风，会发现________；把热敏电阻放入冷水中会发现________．
图3－8
答案：由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁 变亮 电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁 小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高 小灯泡熄灭
13．(8分)设计制作一个温度自动控制装置(温控报警器)：自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动控制实验．在图3－9中画出设计电路，并进行连接．
图3－9
解析：将由热敏电阻为主要元件的温控电路接入左侧接线柱、报警电路接右侧接线柱．
答案：见解析
14．(10分)图3－10是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图．利用电压表(内电阻很大)的示数来指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有物体时，电压表的示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧的劲度系数为k.若不计一切摩擦和其他阻力．
图3－10
(1)求出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式为Ux＝________；
(2)由(1)的计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于制作刻度．为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图3－10的基础上完成改进后的电路原理图，并得出电压表示数Ux与待测物体质量m的关系式为Ux＝________．
解析：(1)由胡克定律知mg＝kx，R连入电路中的有效电阻Rx＝·x＝，根据闭合电路的欧姆定律可知：
I＝，
又Ux＝I·Rx＝
(2)改进后的电路图如图所示．
Ux＝··＝ m.
答案：(1)
(2) m
15．(10分)某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图3－11所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)．请完成对该物体质量的测量．
图3－11
(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在图3－11方框中画出完整的测量电路．
(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题．
解析：(1)设计的电路图如图所示．
(2)测量步骤与结果：
①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零．
②将砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0.
③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U，由U0＝km0g，U＝kmg，则有m＝·U.
(3)①可能因为某种原因(如电源电压、滑动变阻器的阻值等)，使转换器的静态输出电压调不到零．
②可能待测物体的质量超出转换器的量程．
答案：见解析
16.(12分)电饭煲的工作原理如图3－12所示，可分为两部分，即控制部分：由S1、S2、R1和黄灯组成；工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到103℃时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度低于70℃时，自动闭合，达到80℃时，自动断开，红灯、黄灯是指示灯，通过其电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)，接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度达到80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开，当温度降到70℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“<”“＝”或“>”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．
图3－12
解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度高于80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2>R3.由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．
答案：见解析
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8本章优化总结
传感器的分类和原理
传感器是一种能感知和识别信息的装置，它由敏感元件和电路组成，能将感知和测量到的非电学量转变为电学量．
在日常生活和高科技领域应用的传感器越来越多．
对传感器有多种不同的分类方法．根据检测量的不同，可把传感器分为物理型、化学型和生物型三类．
物理型传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电学量(如电阻、电压、电容等)发生明显变化的特性制成的．如力学传感器，就是利用物体在外力或惯性的作用下产生形变或位移，从而敏感元件的电阻或电容发生相应变化的原理制成的．前面提到的都是物理型传感器．
化学型传感器是能通过有关化学效应，把化学物质的成分、浓度等转换为电学量的敏感元件制成的．
生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理效应制成的，有酶传感器、免疫传感器、抗原体传感器等．
能制成传感器的敏感元件有许多，其中利用了物理性质的常用敏感元件如下表所示：
被检测量 敏感元件
力学量 半导体压敏电阻、金属应变电阻、驻极式话筒(俗称“咪头”)
热学量 热敏电阻、双金属片控温件
光学量 光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电探测器、CCD(电荷耦合器件)探测器、红外探测器
磁学量 磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管
传感器已在生产、生活、科研、军事中得到了广泛的应用，使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸．
人体本来无法感知的红外线、超声波、微小位移、微小压力、微小温差等，现在可以用传感器来检测；人们无法涉足的，如高温、高压、强辐射等危险的场所，现在可以让传感器进去工作．
随着微电子技术、材料技术、电子计算机技术的飞速发展，人们还研制了智能传感器和微型传感器．
智能传感器源于航天器的开发．对于航天飞机来说，它在太空中的位置、速度、加速度、飞行姿态，以及航天员居住空间的温度、湿度、空气成分、微量气体等，都需要有各种传感器去获取信息，并用电子计算机进行处理．于是人们将传感器与计算机构成一个整体，这就是智能传感器．机器人身上就大量使用了各种智能传感器．
微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元件制成的，将传感、处理、执行诸功能融为一体的微机电系统．微型传感器尺寸小，集成化程度高，功能强大．它使人类获取信息并进行相应控制的工作
可深入到微米量级的空间中进行．利用微型传感器制成的无线肠胃检查药丸可以检查胃肠道，并将病理信息发射到人体外的仪器上，供医生准确地诊断疾病．
如今，传感器技术已广泛应用于生活、生产、军事、科研等各个领域．例如，利用传感器技术制成的可进入人体清除脑血栓的微型机器人，会让《西游记》中的孙悟空自叹弗如；同样用到传感器深入敌营进行侦察破坏的机器苍蝇、机器蚂蚁，会让《封神演义》中的土行孙望尘莫及．至于工厂生产线上的机器人，能自动调控环境的种植大棚等，更是在日常的生产生活中为人们所司空见惯，算不得什么稀奇了．
传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，有的原理甚至较难理解．但不管怎样，搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键．因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解释或回答．另外，平时应多注意实际生产、生活中的一些实例，多一些思考，多动一下手，多查一些资料，开阔自己的视野，丰富自己的经验，做到学以致用、活学活用的目的．
在电熨斗中装有双金属片温度传感器，请简要叙述一下电熨斗如何自动控制温度．
[解析] 双金属片的膨胀系数不同，上层金属的膨胀系数大于下层金属．当温度变化时，由于双金属片的膨胀系数不同从而控制电路的通断，以达到控制温度的目的．
[答案] 见解析
用传感器制作自控装置
利用传感器制作自控装置是应用传感器相关的物理知识，根据原理进行设计实验．具体可按以下步骤进行：
1．选择课题
从日常的学习、生活中选定课题．课题要有实用性，且是经过努力能够完成的．
2．进行设计
课题确定后，根据所掌握的传感器、电路和元器件等方面的知识，勾画出设计原理的方框图，进而画出电路图．或许还需要阅读一些传感器和电子电路方面的资料与参考书．
3．选择器材
根据设计的电路图，选购所需要的器材．一般是先列器材清单，根据清单查阅电子元器件手册，再到电子元器件商店选购．
4．安装调试
安装前，要对所有的器材进行测试，确定是否完好，然后进行安装．还要学习一些线路布线的焊接等方面的知识和技能．安装完毕经检查无误后，就可以进行调试．
调试是制作活动的重要环节，只有经过反复调试，才能使制作的装置达到预期的效果．
5．外观设计
一项好的制作，外观也很重要．要做到美观、大方、线条流畅．如果能使外观具有个性化色彩，那就更好了．
6．成果展示
制作完成后，要向同学、老师和家长报告和演示制作成果．报告应包括设计目的、设计原理、制作过程、效果演示、存在问题、改进措施等．报告前要做好充分准备，建议用Powerpoint软件制作一个介绍制作成果的演示软件，使报告更加生动．
7．总结评价
要填写“活动评价表”，做好总结评价工作．要客观评价自己在设计制作活动中的表现，认识自己的进步和不足．对同学的评价要公正、客观，要看到他人的长处和进步．
光照度报警器的设计．
答案：(1)设计目的
经凋查，许多同学的视力呈下降趋势，保护眼睛迫在眉睫．导致视力下降的一重要原因，是阅读和书写时光照度不足．因而想到能否利用传感器原理，设计制作一个光照度报警器，要求在正常光照时无反应，当光线暗到一定程度时，发出报警信息，提醒你及时开灯或增加灯光亮度，以保护视力．
(2)设计原理
选用光敏电阻作为敏感元件，将光照信号转换为电信号，再用电信号驱动报警器发声，报警器选用蜂鸣器．因光敏电阻获得的电信号较弱，需将其经电子线路放大后再送入蜂鸣器．设计原理方框图如图3－1.
图3－1 光照度报警器原理方框图
电子线路由晶体三极管V1和V2、电阻R1、电位器RP组成(线路图见图3－2)．光敏电阻Ros在强光照射时，电阻值很小，V1和V2不能导通，此时电路中无电流，蜂鸣器HBL不发声．当光照度下降到事先设定的数值时，光敏电阻阻值的增加会使晶体管V1和V2导通，电路中就有电流通过蜂鸣器HBL，蜂鸣器发出警报声．开灯或增加光照度后，光敏电阻受到光照度变强，阻值减小，V1和V2又不能导通，蜂鸣器停止报警．此电路的电源电压为6 V．调整电位器RP的阻值可以设定使蜂鸣器报警的光照度．
图3－2 光照度报警器的电子线路图
(3)器材选择
器件名称 规格型号 功能 数量
光敏电阻Ros 普通 1
晶体三极管V1和V2 9013型小功率管 放大 2
电阻R1 100 kΩ 1
电位器RP 470 kΩ 调节报警时的光照度 1
蜂鸣器HBL 报警 1
电路板 印刷电路板 固定电路的元器件 1
开关S 开闭电源 1
电源E 1.5 V干电池 供电 4
电烙铁(及焊锡丝) 焊接 1
根据设计原理，确定选择器件的清单如上表所示．
(4)安装
①用多用电表检查各元器件是否完好．
②将各元器件放置在电路板上适当的位置．
③用导线将各元器件按电路图连接，并用电烙铁焊接好各连接点．注意不要有短路和虚焊现象．
④检查电路连接是否正确．
(5)调试
①将电位器RP的阻值调到最大位置，接通电源．
②当照明灯比需要的正常光照度略暗时，调整电位器RP的阻值，至蜂鸣器发出警报声，固定此时电位器的阻值．将灯光重新调至正常亮度，蜂鸣器应立即停止报警．
③将电路(包括电源)装入美观实用的机盒．注意机盒上要留有光敏电阻的感光窗口．
电磁波技术的应用
电磁波最重要、最广泛的应用是用来传递信息．从最早的无线电广播，到电视节目的传播，雷达的使用，再到手机的使用，电磁波的应用已经渗入到高科技领域和我们生活中的各个角落．传递信息只是电磁波应用的一个方面，实际上电磁波家族的波长范围是很广的，不同波长的电磁波，特性不同，用途也不同．如图3－3，表示了不同波段的电磁波．
图3－3
(双选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短
D．电磁波不能产生干涉、衍射现象
[解析] 电磁波是周期性变化的电场和周期性变化的磁场由近及外向远处传播形成，故A正确．在真空中的传播速度为光速，波长虽短，但具有波的特点，故B、D错误，电磁波由真空进入介质时，频率不变，波速减小，由v＝fλ分析，波长变短，C正确．
[答案] AC
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本章优化总结
第三章 电磁技术与社会发展
器件名称 规格型号 功能 数量
光敏电阻Ros 普通 1
晶体三极管V1
和V2 9013型小功率管 放大 2
电阻R1 100 kΩ 1
电位器RP 470 kΩ 调节报警时的光照度 1
蜂鸣器HBL 报警 1
器件名称 规格型号 功能 数量
电路板 印刷电路板 固定电路的元器件 1
开关S 开闭电源 1
电源E 1.5 V干电池 供电 4
电烙铁(及焊锡丝) 焊接 1
古代对电和磁的认识
电电磁技术的发展近代电磁技术与第二次工业革命
现代电磁技术的发展
技术与社会
按形态(一次能源
分类二次能源
发电机的发明/脆源及其按再生再生能源
利用方式性分类非再生能源
展对能源利用
按广泛程(常规能源
的作用
度分类新能源
发电机:获得电能
电机与能源
(电动机:利用电能
知识体系网络构建
宏观把握·理清脉络
传感器:感受信息——输出信息
温度传感器
传感器及其应用
常用传感器红外线传感器
电
生物传感器
技
无线电广播
术\由磁波的技术应用/笔视
与
雷达
社会发展
移动电话
科学技术推动社会发展
科学技术与社科学技术是电磁污染
会的协调作用一把“双刃剑”)环境污染
生态破坏
科学技术与社会的相互作用
专题归纳整合提升
归纳整合·深度升华
