1、单元素养评价(四)(第四、五章)(75分钟 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军用卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标。这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它。这种遥感照相机敏感的电磁波属于()A可见光波段 B红外波段C紫外波段 DX 射线波段【解析】选 B。任何物体都在向外辐射红外线，温度越高辐射越强，导弹发射、汽车行驶时发动机温度很高，会辐射出强烈的红外线。车队离开后，空气中的热还没有马上散发掉，遥感照相机还能探测到车队刚刚走过的轨迹，故选 B。2(2021汕尾
2、高二检测)如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为 v 的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为 M0 的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为 t0，输出电压为 U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为 t，输出电压为 U。该同学的身高和质量分别为()A.v(t0t)，M0U0 UB12 v(t0t)，M0U0 UCv(t0t)，M0U0(UU0)D12 v(t0t)，M0U0(UU0)【解析】选 D。当测重台没有站人时，2xvt0；站人时，2(xh)vt；
3、解得 h12 v(t0t)；无人站立时：U0kM0g；有人时，Uk(M0gmg)，解得：mM0U0(UU0)；故选 D。3在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示，R1 为电阻箱，R2 为半导体热敏电阻，C 为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有()A.若 R1 固定，当环境温度降低时电压表的示数减小B若 R1 固定，当环境温度降低时 R1 消耗的功率增大C若环境温度不变，当电阻箱 R1 的阻值增大时，电容器 C 的电荷量减少D若 R1 固定，环境温度不变，当电容器 C 两极板间的距离增大时极板之间的电场强度增大【解析】选 C。当环境温度降
4、低时 R2，R 总，根据闭合电路欧姆定律知 I，路端电压 U(EIr)，电压表的读数，故 A 错误；R1 消耗的功率 PI2R1，故 B 错误；若环境温度不变，当电阻箱 R1 的阻值增大时，R 总，则 I，电容器的电压 U2IR2，电容器 C 的带电量 QU2C，故 C 正确；若 R1 固定，环境温度不变，电容器 C 两板间的电压不变，当电容器 C 两极板间的距离增大时，EU2d，故 D 错误。4如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水位到达金属块 B 时，出现的情况是()AL1 灯亮BL2 灯亮CL1、L2 两灯同时亮DL1、L2 两灯都不亮【解析】选 B。由电路结构可以看出，当
5、杯中的水位到达 B 时，左侧电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的衔铁产生吸引作用，使之向下移动，这样 L2 电路被接通，L2 灯亮，故选项 B 正确。5(2021梅州高二检测)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片 P 和 Q 为两金属极板，对着话筒说话时，P 振动而 Q 可视为不动，在 P、Q 间距增大过程中()AP、Q 构成的电容器的电容增大BP 上电荷量保持不变CM 点的电势比 N 点的低DM 点的电势比 N 点的高【解析】选 D。薄片 P 和 Q 为两金属极板，构成平行板电容器，由 C rS4kd 可知，在 P、Q 间距增大过程中即
6、d 增大，电容 C 减小，A 错误；电容器始终与电源连接，两极板电压不变，据电容的定义式 CQU 知电荷量减少，B 错误；Q 板上的正电荷流向 M 点经 N 点到电源正极，故 MN，C 错误，D 正确。6如图表示 LC 振荡电路某时刻的情况，以下说法错误的是()A.电容器正在充电B电感线圈中的电流正在增大C电感线圈中的磁场能正在增加D此时刻自感电动势正在阻碍电流增大【解析】选 A。图示时刻，由安培定则可知，产生磁场的电流沿逆时针方向，则此时电容器放电，电流正在增大，电感线圈中的磁场能正在增加，线圈中的感应电动势阻碍电流的增大，故选 A。7(2021揭阳高二检测)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而
7、减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻 R 接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()A0t1 时间内，升降机一定匀速运动B0t1 时间内，升降机可能匀减速上升Ct1t2 时间内，升降机可能匀速上升Dt1t2 时间内，升降机可能匀加速上升【解析】选 B。在 0t1 时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故选项 A 错误，B 正确。t1t2 时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故此时升
8、降机不可能做匀速运动或匀加速运动，选项 C、D 错误。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把两个分别发红光、绿光的发光二极管并联起来，再接入如图(1)所示的电路中，电路中的电容 C 和电感线圈的自感系数 L 比较大，回路的振荡周期为 2 s。设法让电容器带上足够的电荷，再闭合开关 S，若通过线圈的电流变化如图(2)甲所示(设通过线圈的电流方向自上而下为正)，则对闭合开关 S 后的过程，下列说法正确的是()A发绿光的发光二极管始终不发光B发红光、绿光的发光二
9、极管交替发光，且每次发光的时间为 1 sC发绿光的发光二极管所在支路的电流变化如图(2)中的乙所示D发绿光的发光二极管所在支路的电流变化如图(2)中的丙所示【解析】选 B、C。由题意可知，振荡回路的振荡周期为 2 s。由电路图(1)和甲图知，两发光二极管将交替发光，发光时间各为半个周期，即 1 s，电流为正时，发绿光的发光二极管亮，电流为负时，发红光的发光二极管亮，选项 B、C 正确，A、D 错误。9(2021清远高二检测)如图所示，电感线圈的自感系数为 L，其电阻不计，电容器的电容为 C，开关 S 闭合。现将 S 突然断开，并开始计时，以下说法中正确的是()A.当 t2LC 时，由 a 到
10、b 流经线圈的电流最大B当 t LC 时，由 a 到 b 流经线圈的电流最大C当 t2LC 时，电路中电场能最大D当 t32LC 时，电容器左极板带有正电荷最多【解析】选 C、D。根据 LC 振荡电路的周期公式 T2 LC，当 t2LC T4 时，电容器刚好充电完毕，则流经线圈的电流最小，电路中电场能最大，选项 A 错误，C正确；当 t LC T2 时，电容器刚好放电结束，流经线圈的电流最大，方向由 b到 a，选项 B 错误；当 t32LC 34 T 时，电容器刚好反向充电结束，电容器两极板间电压最大，极板上所带电荷量最多，且左极板带有正电荷，选项 D 正确。10(2021湛江高二检测)为锻炼
11、身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片 P 固定在一起(弹簧的电阻不计，P 与R1 间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为 100 N/cm。定值电阻 R05，ab 是一根长为 5 cm的均匀电阻丝，阻值 R125，电源输出电压恒为 U3 V，内阻不计，理想电流表的量程为 00.6 A。当拉环不受力时，滑片 P 处于 a 端。下列关于这个电路的说法正确的是()A.小明在电路中连入 R0 的目的是保护电路B当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为 0.1 AC当拉力为 400 N 时，电流表指针指在 0.3 A 处D当拉力为 400 N 时，电流表指针指
12、在 0.5 A 处【解析】选 A、B、C。若电路无电阻 R0，且金属滑片 P 在 b 端时，回路短路损坏电源，R0 的存在使电路不出现短路，因此 A 正确；当拉环不受力时，滑片 P 在 a 端，由欧姆定律得，IUR1R00.1 A，故 B 正确；拉力为 400 N 时，由 Fkx，则 x4 cm，对应的电阻为 RaP20，R1 接入电路的电阻 RPb5，由闭合电路欧姆定律得，IUR0RPb0.3 A，故 D 错，C 正确。【加固训练】(多选)如图所示，电路中 RT 为热敏电阻，当温度升高时，RT 阻值变小。R1 和 R2 为定值电阻。开关 S 闭合后，RT 的温度升高，则下列物理量中变大的是(
13、)A.通过 RT 的电流B通过 R1 的电流C通过 R2 的电流D电容器两极板间的电场强度【解析】选 A、B、D。开关 S 闭合后，RT 的温度升高，RT 阻值变小，电路中总电阻变小，总电流增大，通过 R1 的电流增大，U1IR1 增大，U2EI(rR1)减小，通过R2 的电流减小，通过 RT 的电流增大，电容器两极板间的电压增大，板间的电场强度增大，选项 C 错误。三、非选择题：共 54 分。11(7 分)光传感器是一种传感装置，在自动控制中发挥着重要作用，主要应用了半导体材料制成的光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照增加而减小。某实验小组用光敏电阻做实验：(1)为了研究光敏电阻在室内正常光照射和
14、室外强光照射时电阻的大小关系，用图甲所示电路进行实验，得出两种 U-I 图线如图乙所示。根据 U-I 图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_，强光源照射时电阻为_。(2)若图甲中所用电压表的内阻约为 7 k，毫安表的内阻约为 300，考虑到电表内阻对实验结果的影响，下列说法中正确的是_。A该电路图中毫安表采用的是内接法，测量值(R 测电压表读数电流表读数)将大于真实值B用正常光照射时测得的电阻误差较小C用强光照射时测得的电阻误差较小【解题指南】解答本题要注意两点(1)根据 RUI 可知，在 U-I 图像中斜率等于电阻阻值；(2)根据待测电阻与电压表和电流表内阻间的关系即可明确误差情况，光敏电阻较
15、大应采用内接法。【解析】(1)因为光敏电阻的阻值随光照增加而减小，故由乙图可知 b 图像是强光源照射，a 图像是正常光照射，故 Ra6 000，Rb400；(2)用图甲所示电路进行实验，毫安表采用的是内接法，强光照射时，光敏电阻与毫安表的内阻相差不大，这样两者电压相差不大，故造成误差大；而正常光照时，光敏电阻远大于毫安表的内阻，毫安表分得电压较小，误差较小，选项 A、B 正确。答案：(1)6 000 400(2)A、B12(9 分)如图所示，一热敏电阻 RT 放在控温容器 M 内；为毫安表，量程 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，最大值为 9
16、99.9；S 为开关。已知 RT 在 95 时的阻值为 150，在 20 时的阻值约为550。现要求在降温过程中测量在 9520 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：依照实验原理电路图连线。调节控温容器 M 内的温度，使得 RT 的温度为 95。将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数 I0，并记录_。将 RT 的温度降为 T1(20 T195)；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_。温度为 T1 时热敏电阻的电阻值 RT1_。逐步降低 T1 的数值，直到 20 为止；在每一温度下重复
17、步骤。【解析】(1)根据所给器材，要测量在不同温度下 RT 的阻值，只能将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串联形成测量电路，如图所示。(2)依据实验原理电路图连线；调节控温容器 M 内的温度，使得 RT 温度为 95，此时 RT 阻值为 150，将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全；闭合开关，调节电阻箱，记录毫安表的示数 I0，并记录电阻箱的读数 R0，根据欧姆定律有 I0ER0150 ；将 RT 的温度降为 T1(20 T195)；调节电阻箱，使得毫安表的读数仍为 I0，记录电阻箱的读数 R1，根据欧姆定律：I0ER1RT1，则ER0150 ER1RT1，解得 RT1R0R1150 答案：(
18、1)见解析图(2)电阻箱的读数 R0 仍为 I0 电阻箱的读数 R1 R0R1150 13(10 分)如图所示的 LC 振荡电路中，电感线圈自感系数 L0.5 H，电容器电容 C2 F，现使电容器上极板带正电，从接通开关 K 时开始计时。(1)当 t3.0102 s 时，电路中电流方向如何？(2)经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？【解析】(1)LC 电路的振荡周期T2 LC 20.52106 s6.28103 s(2 分)当 t3.0102 s 时，由于 434 Tt5T(2 分)知此时电容器正处于充电阶段，且电流沿顺时针方向。(2 分)(2)当接通开关 K 时，电容器开始放电，当电
19、场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大(2 分)此时 tT4 1.57103 s(2 分)答案：(1)顺时针(2)1.57103 s14(12 分)有一种角速度计可以测量航天器的转动角速度，其结构如图所示，角速度计固定在待测装置上，元件 A 可在光滑杆上滑动，静止时，电压输出刚好为零。当装置绕竖直轴 OO转动时，元件 A 在光滑杆上发生位移并输出电压信号，成为航天器制导系统的信息源。已知 A 的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k，自然长度为 l0，电源的电动势为 E，内阻不计，滑动变阻器 B 总长度为 l，当系统以角速度 转动时，求 U 与 的函数关系。【解析】当系统以角速度 转动时，设弹
20、簧的伸长量为 x。对元件 A，弹簧弹力提供做圆周运动的向心力为kxm2(l0 x)(2 分)电压表的读数 UExl(2 分)解得 U 与 的函数关系为U m2l0Eklm2l(3 分)当 xl 时，UE，klm（l0l）(3 分)上式成立的条件是：klm（l0l）(2 分)答案：U m2l0Eklm2l(klm（l0l）)15(16 分)如图所示，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，球向左摆动一定的角度，水流速度越大，越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝 BC，其长为 L，它与金属
21、丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在 O 点正下方处，且 OCh。图中还有电动势为 E 的电源(内阻不计)和一只电压表。请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大，并写出电压表示数的表达式。【解析】电路图如图所示。设 CDx，P 球平衡时，由平衡条件可得tan Fmg xh(3 分)(3 分)根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得I ERL URx(2 分)根据电阻定律可得 RLLS(2 分)RxxS(2 分)由式可得 Utan EhL，(2 分)因为水流速度越大，越大，所以 U 越大。(2 分)答案：见解析【加固训练】某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与
22、一轻弹簧的一端 N相接，穿在光滑的金属杆上。弹簧是由绝缘材料制成的，其劲度系数 k1 300 N/m，自然长度 L00.5 m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积 S0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆 M 端相连，右端导线接在 N 点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值 R1，电源的电动势 E12 V，内阻 r0.5。合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数 U13.0 V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为 U22.0 V，求：(1)金属杆单位长度的电阻；(2)此时作用在迎风板上的风力。【解析】设无风时金属杆接入电路的电阻为 R1，风吹时接入电路的电阻为 R2，由题意得(1)无风时 U1ERrR1 R1得 R1U1RrU1EU1310.53123 0.5 设金属杆单位长度的电阻为 R，则 RR1L0 0.50.5 1。(2)有风时 U2ER2Rr R2得 R2U2RU2rEU22120.5122 0.3 此时，弹簧长度 LR2R 0.31 m0.3 m压缩量 xL0L0.5 m0.3 m0.2 m则此时风力 Fkx1 3000.2 N260 N。答案：(1)1 (2)260 N