微波基础知识及测介电常数
实验五微波实验
微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用，在科学研究中也是一种重要的观测手段，微波的研究方法和测试设备都与无线电波的不同。从图1可以看出，微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间，因此它兼有两者的性质，却又区别于两者。与无线电波相比，微波有下述几个主要特点
图1 电磁波的分类
1．波长短(1m —1mm)：具有直线传播的特性，利用这个特点，就能在微波波段制成
方向性极好的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号，从而
确定物体的方位和距离，为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用。
2．频率高：微波的电磁振荡周期(10-9一10-12s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)可以比拟，甚至还小，因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中，而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件来代替。另外，微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级，在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重，一般无线电元件如电阻，电容，电感等元件都不再适用，也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等)来代替。
3．微波在研究方法上不像无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场，以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。
4．量子特性：在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10-6～10-3eV，而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内。人们利用这一特点来研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科，并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟，原子钟。(北京大华无线电仪器厂)
5．能穿透电离层：微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层，为卫星通讯，宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前途。
综上所述微波具有自己的特点，不论在处理问题时运用的概念和方法上，还是在实际应用的微波系统的原理和结构上，都与普通无线电不同。微波实验是近代物理实验的重要组成部分。
实验目的
1.学习微波的基本知识；
2.了解微波在波导中传播的特点，掌握微波基本测量技术；
3.学习用微波作为观测手段来研究物理现象。
微波基本知识
一、电磁波的基本关系
描写电磁场的基本方程是：
ρ=??D ， 0=??B
t B E ??-=??，t
D j H ??+=?? ⑴ 和
E D ?=， H B μ=， E j γ=。 ⑵
方程组⑴称为Maxwell 方程组，方程组⑵描述了介质的性质对场的影响。
对于空气和导体的界面，由上述关系可以得到边界条件(左侧均为空气中场量)
0=t E ，o
n E εσ=， ⑶
i H t = ，0=n H 。
方程组⑶表明，在导体附近电场必须垂直于导体表面，而磁场则应平行于导体表面。
二、矩形波导中波的传播
在微波波段，随着工作频率的升高，导线的趋肤效应和辐射效应增大，使得普通的双导线不能完全传输微波能量，而必须改用微波传输线。常用的微波传输线有平行双线、同轴线、带状线、微带线、金属波导管及介质波导等多种形式的传输线，本实验用的是矩形波导管，波导是指能够引导电磁波沿一定方向传输能量的传输线。
根据电磁场的普遍规律——Maxwell 方程组或由它导出的波动方程以及具体波导的边界条件，可以严格求解出只有两大类波能够在矩形波导中传播：①横电波又称为磁波，简写为TE 波或H 波，磁场可以有纵向和横向的分量，但电场只有横向分量。②横磁波又称为电波，简写为TM 波或E 波，电场可以有纵向和横向的分量，但磁场只有横向分量。在实际应用中，一般让波导中存在一种波型，而且只传输一种波型，我们实验用的TE 10波就是矩形波导中常用的一种波型。
1．TE 10型波
在一个均匀、无限长和无耗的矩形波导中，从电磁场基本方程组⑴和⑵出发，可以解得沿z 方向传播的TE 10型波的各个场分量为
)()sin(z t j x e a x a j H βωππβ-=， 0=y H ， )()cos(z t j z e a
x a j H βωππβ-= 0=x E ， )(0)sin(z t j y e a x a j
E βωππωμ--=， 0=z E ， ⑷ 其中：ω为电磁波的角频率，f πω2=，f 是微波频率；
a为波导截面宽边的长度；
β为微波沿传输方向的相位常数β=2π/λg；λg为波导波长，
2
)
2
(
1
a
gλ
λ
λ
-
=
图2和式⑷均表明，TE10波具有如下特点：
①存在一个临界波长λ＝2α，只有波长λ<λC的电磁波才能在波导管中传播
②波导波长λg >自由空间波长λ。
③电场只存在横向分量，电力线从一个导体壁出发，终止在另一个导体壁上，并且始
终平行于波导的窄边。
④磁场既有横向分量，也有纵向分量，磁力线环绕电力线。
⑤电磁场在波导的纵方向(z)上形成行波。在z方向上，Ey和
Hx
的分布规律相同，
也就是说Ey最大处Hx也最大，Ey为零处Hx也为零，场的这种结构是行波的特点。
图 2 TE10波的电磁场结构（a）,（b）,(c) 及波导壁电流分布(d)
2．波导管的工作状态
如果波导终端负载是匹配的，传播到终端的电磁波的所有能量全部被吸收，这时波导中呈现的是行波。当波导终端不匹配时，就有一部分波被反射，波导中的任何不均匀性也会产生反射，形成所谓混合波。为描述电磁波，引入反射系数与驻波比的概念，反射
系数Γ定义为
φj
i
r
e
E
EΓ
=
=
Γ/。
驻波比ρ定义为：
min max E E =ρ 其中：m ax E 和m in E 分别为波腹和波节 图 3（a ）行波,（b ）混合波,(c)驻波 点电场E 的大小。
不难看出：对于行波，ρ=1；对于驻波，ρ=∞；而当1<ρ<∞,是混合波。图3为
行波、混合波和驻波的振幅分布波示意图。
常用微波元件及设备简介
1．波导管：本实验所使用的波导管型号为BJ —100，其内腔尺寸为α＝22.86mm ，b ＝10．16mm 。其主模频率范围为8．20～12．50GHz ，截止频率为6．557GHz 。
2．隔离器：位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性(见图4)。隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输作用。
3．衰减器：把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成(见图
5)，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。
图 4 隔离器结构示意图 图5 衰减其结构示意图
4．谐振式频率计（波长表）：
图6 a 谐振式频率计结构原理图一 图6 b 谐振式频率计结构原理图二
1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构
2. 耦合孔 2. 可调短路活塞
3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔
4. 可调短路活塞 4. 耦合孔
5. 计数器 5. 矩形波导
6. 刻度
7. 刻度套筒
电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。(图6a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图6b)。两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的，不同的是，图6a读取刻度的方法测试精度较高，通常可做到5×10－4，价格较低。而见图6b直读频率刻度，由于在频率刻度套筒加工受到限制，频率读取精度较低，一般只能做到3×10－3左右且价格较高。
5．驻波测量线：驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。在波导的宽边中央开有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导中。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。
6．晶体检波器：从波导宽壁中点耦合出两宽壁间的感应电压，经微波二极管进行检波，调节其短路活塞位置，可使检波管处于微波的波腹点，以获得最高的检波效率。
7．匹配负载：波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。
8．环行器：它是使微波能量按一定顺序传输的铁氧体器件。主要结构为波导Y形接头，在接头中心放一铁氧体圆柱(或三角形铁氧体块)，在接头外面有“U”形永磁铁，它提供恒定磁场H0。当能量从1-端口输入时，只能从2端口输出，3端口隔离，同样，当能量从2端口输入时只有3端口输出，1端口无输出，以此类推即得能量传输方向为1→2→3→1的单向环行(见图7)。
图7 Y行环形器图8 单螺调配器示意图
9．单螺调配器：插入矩形波导中的一个深度可以调节的螺钉，并沿着矩形波导宽壁中心的无辐射缝作纵向移动，通过调节探针的位置使负载与传输线达到匹配状态(见图8)。调匹配过程的实质，就是使调配器产生一个反射波，其幅度和失配元件产生的反射波幅度相等而相位相反，从而抵消失配元件在系统中引起的反射而达到匹配。
10．微波源：提供所需微波信号，频率范围在8．6～9．6GHz内可调，工作方式有等
幅、方波、外调制等，实验时根据需要加以选择。
11．选频放大器：用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后由输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。
12．特斯拉计(高斯计)：是测量磁场强度的一种仪器，用它可以测量电磁铁的电流与磁场强度的对应关系。
一、微波测量系统及驻波比的测量
由于微波的波长很短，传输线上的电压、电流既是时间的函数，又是位置的函数，使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”，导致微波的传输与普通无线电波完全不同。此外微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量，这也是和低频电路不同的。
1.1 实验目的
1．了解波导测量系统，熟悉基本微波元件的作用。
2．掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
3．掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
1.2 实验原理
探测微波传输系统中电磁场分布情况，测量驻波比、阻抗、调匹配等，是微波测量的重要工作，测量所用基本仪器是驻波测量线(见图9)。
测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场变化信息。测量线外形如图9A:
图9A: DH364A00型3cm测量线外形
测量线波导是一段精密加工的开槽直波导,此槽位于波导宽边的正中央，平行于波导轴线，不切割高频电流，因此对波导内的电磁场分布影响很小，此外，槽端还有阶梯匹配段，两端法兰具有尺寸
精确的定位和连接孔，从而保证开槽波导有很低的剩余驻波系数。
不调谐探头由检波二极管、吸收环、盘形电阻、弹簧、接头和外壳组成，安放在滑架的探头插孔中。不调谐探头的输出为ＢＮＣ接头，检波二极管经过加工改造的同轴检波管，其内导体作为探针伸入到开槽波导中，因此，探针与检波晶体之间的长度最短，从而可以不经调谐，而达到电抗小、效率高，输出响应平坦。
滑架是用来安装开槽波导和不调谐探头的，其结构见图9。把不调谐探头放入滑架的探头插孔⑹中，拧紧锁紧螺钉⑽，即可把不调谐探头固紧。探针插入波导中的深度，用户可根据情况适当调整。出厂时，探针插入波导中的深度为1.5mm ，约为波导窄边尺寸的15％,
图9驻波测量线结构外形图
⑴水平调整螺钉用于调整测量线高度
⑵百分表止挡螺钉细调百分表读数的起始点
⑶可移止挡粗调百分表读数
⑷刻度尺指示探针位置
⑸百分表插孔插百分表用
⑹探头插孔装不调谐探头
⑺探头座可沿开槽线移动
⑻游标与刻度尺配合，提高探针位置读数分辨率
⑼手柄旋转手柄，可使探头座沿开槽线移动
⑽探头座锁紧螺钉将不调谐探头固定于探头插孔中
⑾夹紧螺钉安装夹紧百分表用
⑿止挡固定螺钉将可移止挡⑶固定在所要求的位置上
⒀定位垫圈（图中未示出）用来控制探针插入波导中的深度。
在分析驻波测量线时，为了方便起见通常把探针等效成一导纳Y u与传输线并联。如
图10所示。其中G u 为探针等效电导，反映探针吸取功率的大小，B u 为探针等效电纳，表示探针在波导中产生反射的影响。当终端接任意阻抗时，由于G u 的分流作用，驻波腹点的电场强度要比真实值小，而B u 的存在将使驻波腹点和节点的位置发生偏移。当测量线终端短路时，如果探针放在驻波的波节点B 上，由于此点处的输入导纳y in →∞故Y u ”的影响很小，驻波节点的位置不会发生偏移。如果探针放在驻波的波腹点，由于此点上的输入导纳y in →0，故Y u 对驻波腹点的影响就特别明显，探针呈容性电纳时将使驻波腹点向负载方向偏移。如图11所示。所以探针引入的不均匀性，将导致场的图形畸变，使测得的驻波波腹值下降而波节点略有增高，造成测量误差。欲使探针导纳影响变小，探针愈浅愈好，但这时在探针上的感应电动势也变小了。通常我们选用的原则是在指示仪表上有足够指示下，尽量减小探针深度，一般采用的深度应小于波导高度的10％～15％。
图10 探针等效电路
图11 探针电纳对驻波分布图形的影响
一、 晶体检波特性校准
微波频率很高，通常用检波晶体(微波二极管)将微波信号转换成直流信号来检测的。
晶体二极管是一种非线性元件，亦即检波电流J 同场强正之间不是线性关系，在一定范围内，大致有如下关系
αkE I = ⑸
其中：k,α是和晶体二极管工作状态有关的参量。当微波场强较大时呈现直线律，当微波场强较小时(P 校准方法：将测量线终端短路，这时沿线各点驻波的振幅与到终端的距离l 的关系应当为 g l k E λπ2sin '= ⑹ 上述关系中的l 也可以以任意一个驻波节点为参考点。将上两式联立，并取对数得到 g l g A K gI λπ2sin 11+= ⑺ 用双对数纸作出1gI —1gl|sin(2πl ／λg )|曲线，若呈现为近似一条直线，则直线的斜率即是α,若不是直线，也可以方便地由检波输出电流的大小来确定电场的相对关系。 二、电压驻波比测量 驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一，通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q 值等其他参量。在测量时，通常测量电压驻波系数，即波导中电场最大值与最小值之比，即 min max E E =ρ ⑻ 测量驻波比的方法与仪器种类很多，本实验着重熟悉用驻波测量线测驻波系数的几种方法。 l ．小驻波比(1．05<ρ<1．5) 这时，驻波的最大值和最小值相差不大，且不尖锐，不易测准，为了提高测量准确度，可移动探针到几个波腹点和波节点记录数据，然后取平均值再进行计算。 若驻波腹点和节点处电表读数分别为I max ，I min ，则电压驻波系数为 n nE n nE I I I I I I E E E E E E m in 2m in 1m in m ax 2 m ax 1m ax m in 2m in 1m in m ax 2m ax 1m ax ++++++=++++++= αρ ⑼ 2．中驻波比(1．5< <6) 此时，只须测一个驻波波腹和一个驻波波节，即直接读出I max I min 。 m in m ax m in m ax I I E E αρ== ⑽ 3．大驻波比(ρ≥5) 此时，波腹振幅与波节振幅的区别很大，因此在测量最大点和最小点电平时，使晶体工作在不同的检波律，故可采用等指示度法， 也就是通过测量驻波图形中波节点附近场的 分布规律的间接方法(见图12)。 我们测量驻波节点的值、节点两旁等指示 度的值及它们之间的距离 )sin()( cos *2/2g g W W k λπλπρα= ⑾ 图 12 节点附近场的分布 min I I k 最小点读数测量读数= I 为驻波节点相邻两旁的等指示值，W 为等指示度之间的距离。 当k=2时(若α=2) )(sin 1 12g W λπρ+= ⑿ 称为“二倍最小值”法。 当驻波比很大(ρ≥10)时，W 很小，有 W g πλρ= ⒀ 必须指出：W 与入g 的测量精度对测量结果影响很大，因此必须用高精度的探针位置指示装置(如百分表)进行读数。 图13 实验装置示意图 1—微波信号源 2—隔离器 3—衰减器 4—频率计 5—测量线 6—检波晶体 7—选频放大器 8——喇叭天线 9——匹配负载 10—短路片 11—失配负载 1.3 实验要求及数据处理 1．开启微波信号源（DH1121C 或WY19B ），选择好频率，工作方式选择“方波”。 2．将测量线探针插入适当深度，用选频放大器测量微波的大小，选择较小的微波输 出功率并进行驻波测量线的调谐。 3．用直读频率计测量微波频率，并计算微波波导波长。 4．作短路负载时的I-l ／曲线，通过此曲线求出实测波导波长并与理论值进行比较。 5．根据短路负载的1gI —1gl|sin(2πl ／λg )|曲线，求出α。 6．测量不同负载的驻波比(匹配负载、喇叭天线、开路及失配负载)。 7．(选做)微波辐射的观察。 在测量线与晶体检波器中间连接两个相对放置的喇叭天线，并拉开一段距离，将检波晶体的输出接到电流表上，用电流表测量微波的大小。 将金属板放人两个喇叭天线之间，观察终端和测量线的输出有何变化。再将金属栅框竖着和横着 分别代替金属板，观察输出又有何变化。 移动晶体检波器，使两个喇叭天线呈垂直放置，然后分别将金属板和竖放及横放的金属栅框按图14(b)中所示的位置放置，再记录下你所观察到的现象。 请用你所学过的知识解释上述现象。 用晶体检波器测量微波时，为获得最高的检波效率，它都装有一可调短路活塞，调节 其位置，可使检波管处于微波的波腹。改变其位置时，也应随之改变晶体检波器短路活塞 位置，使检波管一直处于微波波腹的位置。 图14 微波传输特性的观察 (a)栅网对微波的阻挡；(b)栅网对微波的反射；(c)金属板；(d)竖直栅框；(e)水平栅框 1.4 思考题 1．开口波导的ρ≠∞，为什么? 2．驻波节点的位置在实验中精确测准不容易，如何比较准确的测量? 3．如何比较准确地测出波导波长? 4．在对测量线调谐后，进行驻波比的测量时，能否改变微波的输出功率或衰减大小? 二、用谐振腔微扰法测量微波介质特性 微波技术中广泛使用各种微波材料，其中包括电介质和铁氧体材料。微波介质材料的介电特性的测量，对于研究材料的微波特性和制作微波器件，获得材料的结构信息以促进新材料的研制，以及促进现代尖端技术(吸收材料和微波遥感)等都有重要意义。 2.1 实验目的 1．了解谐振腔的基本知识。 2．学习用谐振腔法测量介质特性的原理和方法 本实验是采用反射式矩形谐振腔来测量微波介质特性的。反射式谐振腔是把一段标准矩形波导管的一端加上带有耦合孔的金属板，另一端加上封闭的金属板，构成谐振腔，具有储能、选频等特性。 谐振条件：谐振腔发生谐振时，腔长必须是半个波导波长的整数倍，此时，电磁波在腔内连续反射，产生驻波。 谐振腔的有载品质因数Q L 由下式确定： 210f f f Q L -= ⒁ 式中：f 0为腔的谐振频率，f 1，f 2分别为半功率点频率。谐振腔的Q 值越高，谐振曲线越窄，因此Q 值的高低除了表示谐振腔效率的高低之外，还表示频率选择性的好坏。 如果在矩形谐振腔内插入一样品棒，样品在腔中电场作用下就会极化，并在极化的过程中产生能量损失，因此，谐振腔的谐振频率和品质因数将会变化。 图15 反射式谐振腔谐振曲线 图16 微找法TE 10n 模式矩形腔示意图 电介质在交变电场下，其介电常数ε为复数，ε和介电损耗正切tan δ可由下列关系式 表示： εεε''-'=j ， εεδ'''= tan ， ⒂ 其中：ε，和ε，，分别表示ε的实部和虚部。 选择TE 10n ，(n 为奇数)的谐振腔，将样品置于谐振腔内微波电场最强而磁场最弱处， 即x ＝α／2，z ＝l ／2处，且样品棒的轴向与y 轴平行，如图16所示。 假设： 1．样品棒的横向尺寸d(圆形的直径或正方形的边长)与棒长九相比小得多(一般 d ／h<1／10)，y 方向的退磁场可以忽略。 2．介质棒样品体积Vs 远小于谐振腔体积V 0，则可以认为除样品所在处的电磁场发 生变化外，其余部分的电磁场保持不变，因此可以把样品看成一个微扰，则样品中的电场与外电场相等。 这样根据谐振腔的微扰理论可得下列关系式 00)1(2V V f f f S s -'-=-ε 0 41V V Q S L ε''=? ⒃ 式中：f 0,fs 分别为谐振腔放人样品前后的谐振频率，Δ (1／Q L )为样品放人前后谐振腔 的有载品质因数的倒数的变化，即 011)1(L LS L Q Q Q -=? ⒄ Q L0，Q LS 分别为放人样品前后的谐振腔有载品质因数。 2.2 实验装置 微波信号源最好要用扫源，也可用其他带有窄带扫频的信号源（推荐品种：DH1121C 型三厘米固态信号源，WY-19A 型速调管信号源） 晶体检波器接头最好是满足平方律检波的，这时检波电流表示相对功率(I ∝P)。 检波指示器用来测量反射式谐振腔的输出功率，量程0～100μA 。（推荐品种：DH2510型） 微波的频率用波长表测量刻度，通过查表确定微波信号的频率。 用晶体检波器测量微波信号时，为获得最高的检波效率，它都装有一可调短路活塞，调节其位置，可使检波管处于微波的波腹。改变微波频率时，也应改变晶体检波器短路活塞位置，使检波管一直处于微波波腹的位置。 图17 试验装置示意图 1— 微波信号源 2—隔离器 3—衰减器 4—波长表 5—测量线 6—测量线晶体 7—选频放大器 8—环形器 9—反射式谐振腔 10—隔离器 11—晶体检波器 2.3 实验内容 1．按图接好各部件。注意：反射式谐振腔前必须加上带耦合孔的耦合片，接入隔离器 及环形器时要注意其方向。 2．开启微波信号源，选择“等幅”方式，预热30分钟。 3．测量谐振腔的长度，根据公式计算它的谐振频率，一定要保证n 为奇数。 4．将检波晶体的输出接到电流表上，用电流表测量微波的大小，在计算的谐振频率 附近微调微波频率，使谐振腔共振，用直读频率计测量共振频率。 5．测量空腔的有载品质因数，注意： f 1， f 2与f 0的差别很小，约0．003GHz 。 6．加载样品，重新寻找其谐振频率，测量其品质因数。 7．测量介质棒及谐振腔的体积。 8．计算介质棒的介电常数和介电损耗角正切。 2.4 思考题 1．如何判断谐振腔是否谐振? 2．本实验中，谐振腔谐振时，为什么"必须是奇数? 3．若用传输式谐振腔如何测量介质的介电常数，可否画出实验装置。 （注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！） 高二化学选修四《电化学基础》复习检测试题 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Cu：64 Ag：108 第I卷（选择题共51分） 一、选择题（本题包括17小题，每题只有一个选项符合题意，每题3分共51分）1．下列金属防腐的措施中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是( ) A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护拦表面涂漆 C.汽水底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接锌板 2．下列叙述正确的是( ) A．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极 B．氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl 2 C．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O 2通入正极，电极反应为O 2 ＋4H＋＋4e－ ===2H 2 O D．下图中电子由Zn极流向Cu，盐桥中的Cl－移向CuSO 4 溶液 3.下列有关电化学的示意图中正确的是( ) 4．用铁丝、铜丝和CuSO 4 正确的是( ) A．构成原电池时Cu极反应为：Cu—2e ＝Cu2+ B．构成电解池时Cu极质量可能减少也可能增加 C．构成电解池时Fe极质量一定减少 D．构成的原电池或电解池工作后就可能产生大量气体 Fe Cu 5．如图，将纯Fe棒和石墨棒插入1 L饱和NaCl溶液中。下列说法正确的是A．M接负极，N接正极，当两极产生气体总量为22.4 L(标准状况) 时，生成1 mol NaOH B．M接负极，N接正极，在溶液中滴人酚酞试液，C电极周围溶液变红 C．M接负极，N接正极，若把烧杯中溶液换成1 L CuSO 4 溶液，反 应一段时间后，烧杯中产生蓝色沉淀 D．M接电源正极，N接电源负极，将C电极换成Cu电极，电解质溶 液换成CuSO 4 溶液，则可实现在铁上镀铜 6．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下： 电池：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2 SO 4 (aq)=2PbSO 4 (s)+2H 2 O(l) 电解池：2Al+3H 2O Al 2 O 3 +3H 2 电池电解池 A H+移向Pb电极H+移向Pb电极 B 每消耗3molPb 生成2molAl 2O 3 C 正极：PbO 2+4H++2e=Pb2++2H 2 O 阳极：2Al+3H 2 O-6e=Al 2 O 3 +6H+ D 7 极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。 选项X Y A．MgSO 4CuSO 4 B．AgNO 3Pb(NO 3 ) 2 C．FeSO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 D．CuSO 4AgNO 3 8 2O 7 2－）时，以铁板作阴、阳极，处理 过程中存在反应Cr 2O 7 2+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋+6Fe3＋+7H 2 O，最后Cr3＋以Cr(OH) 3 形式除 去，说法不正确 ．．．的是 A.阳极反应为Fe－2e－=Fe2＋ B.电解过程中溶液pH不会变化 C.过程中有Fe(OH) 3沉淀生成 D.电路中每转移12mol电子，最多有 Fe C 饱和NaCl溶液 电源 M N 人教版高中化学选修4 第四章《电化学基础》单元测试试题（含答案） 第四章《电化学基础》单元测试题 一、单选题（每小题只有一个正确答案） 1.利用反应 Zn+Cu2+= Zn2++ Cu 设计成原电池。则该电池的负极、正极和电解质溶 液选择合理的是（） A．Zn、Cu、ZnSO4B．Cu、Zn、 ZnCl2 C．Cu、Zn、CuCl2D．Zn、Cu、CuSO4 2．控制适合的条件，将反应 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。 下列判断不正确的是（） A．为证明反应的发生，可取甲中溶液加入铁氰化钾溶液 B．反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3＋被还原，乙中石墨电极上发生氧化反应 C．电流计读数为零时，在甲中溶入FeCl2固体时，甲中的石墨电极为正极 D．此反应正反应方向若为放热，电流计读数为零时，降低温度后乙中石墨电极为负极 3．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Zn，其他电极均为Cu，电解质溶 液都是CuSO4溶液，则下列说法正确的是（） A．电子移动：电极Ⅰ→电极Ⅳ→电极Ⅲ→电极Ⅱ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅳ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu－2e－=Cu2＋ 4．已知海水中含有的离子主要有 Na+、Mg2+、Cl－、Br－，利用下图装置进行实验探究，下列说法正确的是（） A．X 为锌棒，K 置于 M，可减缓铁的腐蚀，铁电极上发生的反应为 2H＋＋2e－＝H2↑ 1 / 14 B．X 为锌棒，K 置于 M，外电路电流方向是从 X 到铁 C．X 为碳棒，K 置于 N，可减缓铁的腐蚀，利用的是外加电流的阴极保护法 D．X 为碳棒，K 置于 N，在 X 电极周围首先失电子的是 Cl－ 5．下列解释事实的反应方程式不正确的是（） A.热的纯碱溶液可去除油污：CO 3 2－+2H2 O H2 CO3 +2OH－ B.钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe－2e－＝Fe2+ C.以Na2S 为沉淀剂，除去溶液中的Cu2+：Cu2++S2－＝ CuS↓ D.向电解饱和食盐水的两极溶液中滴加酚酞，阴极变红：2H2O+2e－==H2↑+2OH-6．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法错误的是（） A．锅炉水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，后用盐酸除去B．废旧钢材焊接前，可依次用饱和 Na2CO3溶液、饱和 NH4Cl 溶液处理焊点处C．使用含有氯化钠的融雪剂会加快桥梁的腐蚀 D．为防止海鲜腐烂，可将海鲜产品浸泡在硫酸铜溶液中 7．研究人员发现了一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的“水”电池，总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列说法正确的是（） A．正极反应式：Ag+Cl--e-=AgCl B．每生成1mol Na2Mn5O10转移的电子数为2N A C．Na+不断向“水”电池的负极移动D．AgCl 是还原产物 8.液体燃料电池相比于气体燃科电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以胼（N2H4）为燃料的电池装置如下图装置①，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 作为电解质。下列有关叙述不正确的是（） A.该燃料电池负极发生的电极反应为：N2H4+4OH--4e-═N2↑+4H2O B.用该燃料电池作为装置②的直流电源，产生 7.1gCl2至少需加入 0.5molN2H4 C．该燃料电池放电一段时间后，KOH 溶液的 pH 保持不变（KOH 溶液经充分搅拌且忽略反应过程中溶液体积的改变） 电测听检查的几个基本概念 分贝刻度 人耳所能听到的声音的能量范围极其广泛，引起听阈的最小声强为10-12 W／m2，引起痛觉的最小声强为1 W／m2，相差1万亿倍；以声压计，引起听阈的最小声强为20μPa，引起痛觉的最小声强为20μPa，相差100万倍。计数起来不方便。若以某一绝对声强为基准，将声强的绝对值转化为与该基准声强的比值，则该比值称为声强的级。 将声强的级取以10为底的对数，可将1012倍的差值转化为差值仅为12的对数计数，计数单位为贝尔(Bell)，较为方便。但以贝尔为计数单位又嫌分级过粗；因此以1／10 B，即分贝(dB)为计数单位。’ 在声学计量上采用分贝的表示法，还有另外一个理由：美国科学家Stevens发现人耳对声音响度的感受也遵循对数变化的规律。声强每增减10倍，人耳所感受的声音响度增减l倍。 三、声压级声强级 声强的级(或声压的级)，只是一种概念，它只有在规定了基准声强(或声压)数值之后，才转变成一个专门的声学术语——声强级或声压级。 (一)定义 声场中某点的声压级，是指该点的声压p与基准声压p0的比值，取以10为底的对数再乘以20的值。p0为基准声压，在空气中取人耳在1 000 Hz所能听到的最小声压20μPa，作为基准声压，在水中取1μPa为基准声压。数值以分贝(dB)表示，国际标准推荐用LP代表声压级，但习惯上仍用英文缩写SPL(sound pressure level)表示 LP=20 lg(P／Po) (1) 声场中某点的声强级，是指该点的声强I与基准声强Io的比值，取以10为底的对数再乘以10的值。I0为基准声强，在空气中为10-12W／m2。声强级记为L1，数值以分贝(dB)表示LI=10 lg(I／Io) I0的取值可由式（1），I=p2/ρc推算而来，Io=p02／ρc＝（20μPa）2／415＝（400×10-12）／415≈10-12W/m2，所以可以推导LI=10 lg(I／Io)=10 lg[(p2/ρc)／(p20/ρc)]=10 lg(p2／ P02)=20 lg(p／Po)=Lp。所以尽管声压级和声强级在物理概念上是不同的，但在数值上却 是一致的，在许多不太严格的情况下，对声音强度进行描述时两者是通用的。 四、倍频程刻度 对频率的计数也很少采用线性刻度，而多采用对数刻度，这与心理声学中人对音调的主观感受是一致的。频率采用对数刻度后，人耳最敏感的频率1 000 Hz也恰巧位于20～20 000 Hz这一频率范围的对数坐标的中部。如同声音的强度以分贝计量，对频率的计量采用倍频程(octave)计量。频率每增加1倍，称为1个倍频程，音乐上称为一个八度。 从听力学角度，频率跨度间的上下限频率相除为2的若干次幂，就称为若干倍频程。如频率从f至2f为1个倍频程；从f至4f为2个倍频程；从f至，f1/3为1/3个倍频程。 等响曲线 响度是人耳判别声音由弱到响的强度等级概念，它不仅取决于声音的强度，还与它的频率及波形有关。响度的单位叫做宋，1宋定义为一个来自听者对面的频率为1 kHz、声压级为40dB的平面行波的强度。如果另一个声音听起来比这一声音响n倍，就说这声音的响度为n宋。 1 kHz纯音声压级的分贝值，就定义为响度级的数值，单位叫方。因此40 dB SPL、1 kHz 纯音的响度级就是40方。对于任何其他频率的声音，当调节1 kHz纯音，使它听起来与这声音一样响时，则这1 kHz纯音的声压级分贝值，就定义为这声音的响度级方值。 第11章氧化还原反应电化学基础 一、单选题 1. 下列电对中，θ值最小的是：D A: Ag+/Ag；B: AgCl/Ag；C: AgBr/Ag；D: AgI/Ag 2. θ(Cu2+/Cu+)=，θ(Cu+/Cu)=，则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为：C A: ×10-7；B: ×1012；C: ×106；D: ×10-13 3. 已知θ（Cl2/ Cl-）= +，在下列电极反应中标准电极电势为+ 的电极反应是：D A:Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl-- 2e- = Cl2C:1/2 Cl2+e-=Cl- D:都是 4. 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是：D A: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2D: FeCl3 5. 下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：B A: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl- C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H2 6. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：A A: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2D: 均可 二、是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”） 1. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快。 ×（电极电势为热力学数据，不能由此判断反应速率）2．由于θ（Cu+/Cu）= + , θ（I2/ I-）= + , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。×（标态下不反应，改变浓度可反应。） 3．氢的电极电势是零。×（标准电极电势） 4．FeCl3，KMnO4和H2O2是常见的氧化剂，当溶液中[H+]增大时，它们的氧化能力都增加。×（电对电极电势与PH无关的不变化。） 三、填空题 电化学基础 一、选择题 1．银锌电池是广泛用做各种电子仪器的电源，其放电过程可表示为Ag2O+Zn==ZnO+2Ag，此电池放电时，负极上发生反应的物质是（） A 、 Ag B、ZnO C、Ag2O D、Zn 【答案】D 2．结合图判断， 下列叙述正确的是（） A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中Cl-均向Fe电极移动 C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+ D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+4e-+2H2O=4OH- 【答案】A 3．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图．下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（） A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极 C．外电路中电子由电极a通过导线流向电极b D．该电池的总反应：H2+O2=H2O 【答案】C 4．某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO32-，则下列推断正确的是（） A．负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O B．该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性 C．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子 D．放电时负极有CO2生成 【答案】D 5．将含有0.400molCuSO4和0.200molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出19.2gCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为（） A．5.60L B．6.72L C．4.48L D．3.36L 【答案】C 6．蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“－”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（） A．充电时作阳极，放电时作正极 B．充电时作阳极，放电时作负极 C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极 【答案】A 7．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（） A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe﹣3e﹣═Fe3+ 【答案】B 8．某小组为研究金属的腐蚀与防护，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是（） 第四章电化学基础单元测试4 一、选择题（共18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列各变化中属于原电池反应的是（） A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 2. 铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01mol?L-1的食盐溶液中，可能出现的现象是（） A. 铁棒附近产生OH- B. 铁棒逐渐被腐蚀 C. 石墨棒上放出Cl2 D. 石墨棒上放出O2 3. 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确 ．．的是（） A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl - －2e -==Cl2↑ B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2 + 2H2O+ 4e- == 4OH - C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e- == Cu2+ D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e - == Fe2+ 4. 用惰性电极电解100mL饱和食盐水，一段时间后，在阴极得到112mL H2（标准状况），此时电解质溶液（体积变化忽略不计）的pH为( ) A. 13 B. 12 C. 8 D. 1 5. 用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成燃料电池，该电池放电时的总反应为：CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O，下列说法错误的是（） A. 通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极 B. 放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高 C. 放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化 D. 通甲烷的电极反应式是：CH4+10OH -－8e-==CO32-+7H2O 6. 用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（电解时阴极没有氢气放出，且电解液在前后体积变化可以忽略），电极上析出的质量大约是（） A. 27mg B. 54 mg C. 108 mg D. 216 mg 7. 下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下 列有关说法中不正确 ．．．的是（） A．该能量转化系统中的水也是可能循环的 B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C．水电解系统中的阳极反应：4OH-2H2O+O2↑+4e- D．燃料电池放电时的负极反应：H2+2OH-2H2O+2e - 8. 对外加电流的保护中，下列叙述正确的是（） A. 被保护的金属与电源的正极相连 B. 被保护的金属与电源的负极相连 C. 在被保护的金属表面上发生氧化反应 D. 被保护的金属表面上不发生氧化反应，也不发生还原反应 第四章《电化学基础》测试题(一) 原子量：Cu-64 Ag-108 N-14 H-1 O-16 一、选择题（每题只有一个正确选项符合题意，每题3分，共9题27分） 1、锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为： Zn+2MnO 2+2NH 4+ Zn 2++Mn 2O 3+2NH 3+H 2O 此电池放电时，正极上发生反应的物质是（ ） A ．Zn B ．碳棒 C ．MnO 2和NH 4+ D ．Zn 2+和NH 4+ 2、在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是（ ） A ．锌作阳极，镀件作阴极，溶液含有锌离子 B ．铂作阴极，镀件作阳极，溶液含有锌离子 C ．铁作阳极，镀件作阴极，溶液含有亚铁离子 D ．锌用阴极，镀件作阳极，溶液含有锌离子 3、关于如图所示装置的叙述，正确．．的是（ ） A ．锌是负极，锌片上有气泡产生 B ．铜片质量逐渐减少 C ．电流从锌片经导线流向铜片 D ．氢离子在铜片表面被还原 4、X 、Y 、Z 、M 代表四种金属元素。金属X 和Z 用导线连接放入稀硫酸中时，Z 极上有H 2放出；若电解Y 2+和Z 2+共存的溶液时，Y 先析出；又知M 2+的氧化性强于Y 2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A . X>Z>Y>M B . X>Y>Z>M C . M>Z>X>Y D . X>Z>M>Y 5、用石墨为电极材料电解时，下列说法正确的是（ ） A ．电解NaOH 溶液时，溶液浓度将减小，pH 不变 B ．电解H 2SO 4溶液时，溶液浓度将增大，pH 不变 C ．电解Na 2SO 4溶液时，溶液浓度将增大，pH 不变 D ．电解NaCl 溶液时，溶液浓度将减小，pH 不变 6、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 2Ag+Zn(OH)2 Ag 2O+Zn+H 2O ，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） A ．Ag B ．Zn(OH)2 C ．Ag 2O Ｄ．Zn 7、下列各变化中属于原电池反应的是（ ） A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D ．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 8、100mL 浓度为2mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的 量，可采用的方法是（ ） A . 加入适量的6mol/L 的盐酸 B . 加入数滴氯化铜溶液 C . 加入适量蒸馏水 D . 加入适量的氯化钠溶液 9、在外界提供相同电量的条件，Cu 2+或Ag +分别按Cu 2++2e →Cu 或Ag ++e →Ag 在电极上放电， 充电 放电 高二化学《电化学基础》单元测试题 注意：可能用到的相对原子质量： H C N O Cl Fe Cu Zn Ag 1 1 2 14 16 35.5 56 64 65 108 【测试题目】 第I卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题包括12个小题，每小题4分，每题只有一个选项符合题意） 1、下列关于实验现象的描述不正确的是 A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B、用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，产生气泡速率加快 2、钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是 A、2H+＋2e-＝H2 B、2H2O＋O2＋4e-＝4OH— C、Fe－2e-＝Fe2+ D、4OH—－4e-＝2H2O＋O2 3、用惰性电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是 A、稀NaOH溶液 B、HCl溶液 C、酸性CuSO4溶液 D、酸性AgNO3溶液 4、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应的是 A、原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B、原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C、原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D、原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应 5、随着人们生活质量不断提高，废电池必须进行集中处理的问题提到议事日程，其主要原因是 A、利用电池外壳的金属材料 B、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C、不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D、回收其中石墨电极 6、如右图所示，关于此装置的叙述，正确的是 A、铜是阳极，铜片上有气泡产生 B、铜片质量逐渐减少 C、电流从锌片经导线流向铜片 D、氢离子在铜片表面被还原 7、以下现象与电化腐蚀无关的是 A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 电测听检查及听力图分析 一、电测听仪类型 电测听仪因用途不同大概分为以下五类： （一）纯音电测听仪: 以纯音听阈为主进行听能力测试的仪器。 （二）手动电测听仪: 频率、听力级的改变，结果记录均为人工操作的仪器。 （三）自描电测听仪: 频率、听力级的选用，信号的改变，听力结果曲线的描记是由受试者操作马达开关而自动完成的仪器。 （四）语言电测听仪：以语言为测试材料，以语言可懂度判断听力状况的仪器。 （五）筛选电测听仪：频率较少，通常用于较大范围人群体检筛查的仪器。 二、工作原理和基本结构电测听仪的构成主要取决以下因素： （一）人的听域范围在0 至20000Hz 以内，而满足日常生活的听域范围0 至10000Hz 即足够。通过听力学实践，人们认识到选取1000Hz 为中心的11 个频率作为气导域值测试点，基本能反映人的听力状况。这11 个频率分别是：125、250、500、1000、1500、2000、3000、4000、6000、8000 和10000。（二）声音向内耳传递时，空气传导占主流，颅骨亦有这方面的功能，根据颅骨的结构，人们选取了250、500、1000、2000、4000Hz 五个倍频程频率对骨传导状况进行测试。 （三）为了规避测试较差耳时，因颅骨的传递产生伪听力，需对好耳实施声掩盖，听力学实践证明：越接近测试声频率的掩盖越有效。国际通常的做法是从通过窄带滤波器的白噪声中获得相应的掩盖声。白噪声的特点是：6000Hz 以下能量分布基本均匀，6000Hz 以上能量明显衰减。 （四）充分满足听力测试的声能量是：气导130dB（SPL）、骨导80dB（SPL），而强度的衰减和提升起码要有1dB、5dB 两个阶。 （五）测试信号的显现，要有高质量的开关特性，不同时间间隔的通断控制，不同增量的幅度调制。 鉴于上述要求，目前的电测听仪主要工作原理是：纯音振荡器产生气、骨导所需要的高精度正弦信号，频率误差＜±３%，80 年代以后的机器多采用CPU 控制的，由运放、A/D 转换器构成的数控振荡器。幅度调制往往是通过相关电路对该部分电路的控制实现的。由于光耦合开关无触点，最大程度的减少了自身噪音，所以测试信号的引出均采用光耦合开关，满足临床要求的测试对光耦开关的要求是：不小于60dB 的信号通断比，满足10ms＜TKG＜50ms 的开关特性。时间调制一般是通过相关电路对此开关的控制实现的。功率放大器多采用OTL 电路，其作用为最终的电声器件提供足够的电能量，保障气导130dB（SPL）、骨导80dB（SPL）的最大输出，且谐波失真分别<3%、5%。衰减器作为仪器的末级，即要完成测试信号5dB、1dB 阶的升降（目前大部分仪器该值可自定）又要匹配耳机、骨导器、音箱等负载。传声放大器是语言测听及医患沟通等声信号的前级处理。掩盖功能电路包括：白噪音振荡器、窄带滤波器、功放及衰减器，最终向患者提供以测试信号为中心频率，满足功率要求的白噪声、窄带噪声。 听力计是测定个体对各种频率感受性大小的仪器，通过与正常听觉相比，就可确定被试的听力损失情况。心理学上的听力计通常都是指纯音听力计。使用时，仪器主件自动提供由弱到强的各种频率刺激，自动变换频率，测听时被试戴上封闭隔音的耳机，当听到声音时，即按键，仪器可根据被试反应直接绘出可听度曲线。在医学上经常使用听力计来检查听力和测量听力的损失，听力损失的程度是用低于正常阈限的分贝数来衡量的。听力测定能评定一个人的听觉。因此，它在听力保护工作中是必不可少的仪器。 三、测试方法 纯音听阈测试包括气导听阈及骨导听阈测试两种，一般先测试气导，然后测骨导。检查从lkHz 开始， 化学选修4《电化学基础》单元测试卷B（含答案）本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），满分100分，考试时间40分钟。 第一部分选择题（共50分） 一、单项选择题（每小题5分，每小题只有一个 ．．．．选项符合题意，共30分。） 1．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是 A．锌 B．汞 C．石墨 D．二氧化锰 2．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入 同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的pH均增大 D．产生气泡的速度甲比乙慢 3．下列各变化中属于原电池反应的是 A．在空气中银质奖牌表面变暗 B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D．浓硝酸比稀硝酸更容易氧化金属铜 4．把分别盛有熔融的氯化钠、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联， 在一定条件下通电一段时间后，析出钠、镁、铝的物质的量之比为 A ．1︰2︰3 B ．3︰2︰1 C ．6︰3︰1 D ．6 ︰3︰2 5．关于铅蓄电池Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4 PbSO 4＋2H 2O 的说 法正确的是 A ．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO 42—（aq ）= PbSO 4(s) +2e — B ．在放电时，该电池的负极材料是铅板 C ．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D ．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO 4(s)+2e —= Pb(s)+ SO 42— （aq ） 6．有一合金由X 、Y 、Z 、W 四种金属组成，若将合金放入盐酸中只 有Z 、Y 能溶解；若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z 的化合 物；若将该合金做阳极，用X 盐溶液作电解液，通电时四种金属 都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X 。这四种金属的活 动性顺序是 A ．Y ＞Z ＞W ＞X B ．Z ＞Y ＞W ＞X C ．W ＞Z ＞Y ＞X D ．X ＞Y ＞Z ＞W 放电 充电 1 / 9 选修4电化学基础单元测试题 第一部分 选择题(共90分) 一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意) 1．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是 A ．锌 B ．汞 C ．石墨 D ．二氧化锰 2．镍镉（Ni —Cd ）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H 2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是 A ．Cd(OH)2 B ．Ni(OH)2 C ．Cd D ．NiO(OH) 3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 A ．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B ．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C ．两烧杯中溶液的pH 均增大 D ．产生气泡的速度甲比乙慢 4．下列各变化中属于原电池反应的是 A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D ．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 5．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是 A. 2H +＋2e －＝H 2 B. Fe 2+＋2e － ＝Fe B. 2H 2O ＋O 2＋4e －＝4OH － D. Fe 3+＋e － ＝Fe 2+ 6．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确．． 的是 A ．充电时作阳极，放电时作负极 B ．充电时作阳极，放电时作正极 C ．充电时作阴极，放电时作负极 D ．充电时作阴极，放电时作正极 7．pH ＝a 的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH ＞ a ，则 该电解质可能是 充电 放电 第四章电化学基础练习题 1．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示 意图如下，电解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。下列说法正确的是: （） A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。 2．下列叙述不正确的是（） A．铁表面镀锌，铁作阳极 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 +2H2O+4e-=4OH— D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一一2e一=C12↑ 3．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 2设计成如右图所示 的原电池。下列判断不正确 ．．．的是（） A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极 4．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（） A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 5．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③ 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（） A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀（） 6．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率 C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料 D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁 7.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。 下列有关描述错误的是（） A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－Fe2＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 8.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、 Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应（） 电测听检查基础知识 第一章电测听仪类型、工作原理和基本结构 电测听技术是一种主观测听法。在现代医学中，当人们发生听力障碍时，最初听力障碍程度的评估依据电测听的结果。近百年来电测听仪经历了机械式、电子管式、晶体管式、集成电路式的技术演进，80年代初期微电脑技术应用于电测听仪，使该设备向数字化、智能化、一体化的方向又迈出了一步。同时由于生产工艺的不断更新，电测听仪的传声器件耳机、骨导器的关键指标频率特性也取得长足的进展。 第一节电测听仪类型、工作原理和基本结构 一、电测听仪类型 电测听仪因用途不同大概分为以下五类： （一）纯音电测听仪: 以纯音听阈为主进行听能力测试的仪器。 （二）手动电测听仪: 频率、听力级的改变，结果记录均为人工操作的仪器。 （三）自描电测听仪: 频率、听力级的选用，信号的改变，听力结果曲线的描记是由受试者操作马达开关而自动完成的仪器。 （四）语言电测听仪：以语言为测试材料，以语言可懂度判断听力状况的仪器。 （五）筛选电测听仪：频率较少，通常用于较大范围人群体检筛查的仪器。 二、工作原理和基本结构 电测听仪的构成主要取决以下因素：（一）人的听域范围在0至20000Hz 以内，而满足日常生活的听域范围0至10000Hz即足够。通过听力学实践，人们认识到选取1000Hz为中心的11个频率作为气导域值测试点，基本能反映人的听力状况。这11个频率分别是：125、250、500、1000、1500、2000、3000、4000、6000、8000和10000。（二）声音向内耳传递时，空气传导占主流，颅骨亦有这方面的功能，根据颅骨的结构，人们选取了250、500、1000、2000、4000Hz 五个倍频程频率对骨传导状况进行测试。（三）为了规避测试较差耳时，因颅骨的传递产生伪听力，需对好耳实施声掩盖，听力学实践证明：越接近测试声频率的掩盖越有效。国际通常的做法是从通过窄带滤波器的白噪声中获得相应的掩盖 单元训练金卷·高三·化学卷（A ） 第十二单元 电化学基础 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H:1 C:12 N:14 O:16 Al:27 Cu:64 Zn:65 一、选择题（每小题3分，共48分） 1．课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是 A ．原电池是将化学能转化成电能的装置 B ．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C ．图中a 极为铝条、b 极为锌片时，导线中会产生电流 D ．图中a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 2．如图，在盛有稀H 2SO 4的烧杯中放入用导线连接的电极X 、Y ，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 A ．外电路的电流方向为X→外电路→Y B ．若两电极分别为铁和碳棒，则X 为碳棒，Y 为铁 C ．X 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应 D ．若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X ＞Y 3．下列有关电化学装置完全正确的是 A B C D 铜的精炼 铁上镀银 防止Fe 被腐蚀 构成铜锌原电池 4．烧杯A 中盛放0.1 mol/L 的H 2SO 4溶液，烧杯B 中盛放0.1 mol/L 的CuCl 2溶液(两种溶液均 此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 5. D.④⑤①② ③ 6 . 化学用语是学习化学的重要工具, A. CuCl2(CuSO4) B. AgNO(Ag O) C. NaCl(HCl) D. CuSO4 (CuCO) 第四章《电化学基础》单元测试题 第一部分选择题（共48分） 一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意） 1.下列描述中，不符合生产实际的是 A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镣碳钢网作阴极 D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极 2.用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，电解液的pH增大了的是 A. H2SO A B. KOH C. AgNO. D. NaCl 3.下列关于实验现象的描述不正确的是 A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B.用铜板做电极电解溶液，阴极铜板质量增加 C.把铜片插入凡C?3溶液中，在铜片表面出现一层铁 D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴溶液，气泡放出速率加快 4.下列各变化中属于原电池反应的是 A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C.红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D.浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 下列各烧杯中均盛着海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的 A.①②③④⑤ B. @@③④⑤ C.④②①③⑤ 下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 ? ? A.电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2C1- -2e_= Cl 2 t B.氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2（D + 4e-==4OH— C.粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu -2e- = Cu2+ D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e- = Fe2+ 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一物质（中括号内），溶液不能与原来溶液完全一样的是 人教版高中化学选修 4第四章 《电化学基础》单元测试试题（含答案） 1 / 14 第四章 《电化学基础》单兀测试题 一、单选题（每小题只有一个正确答案） 1 ?禾U 用反应Zn+Cf= Zn 2++ Cu 设计成原电池。则该电池的负极、正极和电解质溶液选 择合理的是（ ） C. Cu 、Zn 、CuCl 2 D. Zn 、Cu 、CuSO 2. 控制适合的条件，将反应2Fe 3++ 212Fe 2+ + I 2设计成如下图所示的原电池。 下 列判断不正确的是（ ） A. 为证明反应的发生，可取甲中溶液加入铁氰化钾溶液 B. 反应开始时，甲中石墨电极上 Fe 3+被还原，乙中石墨电极 上发生氧化反应 C. 电流计读数为零时，在甲中溶入 FeCl 2固体时，甲中的石 墨电极为正极 D. 此反应正反应方向若为放热，电流计读数为零时，降低温度后乙中石墨电极为负极 3. 某同学组装了如图所示的电化学装置，电极I 为 Zn ,其他电极均为 Cu,电解质溶液 都是CuSO 溶液，则下列说法正确的是（ ） A. 电子移动：电极IT 电极电极川T 电极n B. 电极I 发生还原反应 C. 电极"逐渐溶解 D. 电极川的电极反应： Cu — 2e _=Cu 2+ + 2+ — — .. . . 、. 4. 已知海水中含有的离子主要有 N a 、Mg 、Cl 、Br ,利用下图装 置进行实验探究, 下列说法正确的是（ ） A. Zn 、Cu ZnSQ B. Cu Zn 、 ZnCI 2 人教版高中化学选修 4第四章 《电化学基础》单元测试试题（含答案） 3 / 14 A. X 为锌棒，K 置于M 可减缓铁的腐蚀，铁电极上发生的反应为 2H ++ 2e 「= H4 B. X 为锌棒，K 置于M 外电路电流方向是从 X 到铁 C. X 为碳棒，K 置于N,可减缓铁的腐蚀，利用的是外加电流的阴极保护法 D. X 为碳棒，K 置于N,在X 电极周围首先失电子的是 C 「 5. 下列解释事实的反应方程式不正确的是（ ） A. 热的纯碱溶液可去除油污： CO 2「+2H^^ HCO+2OH B. 钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化： Fe — 2e _= Fe 2+ C. 以N Q S 为沉淀剂，除去溶液中的 C L T : C I J ++S 2— = Cu& D. 向电解饱和食盐水的两极溶液中滴加酚酞，阴极变红： 2fO+2e — ==Hd +2OH 6 ?化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法错误的是（ ） A. 锅炉水垢中含有的 CaSO,可先用Ns t CO 溶液处理，后用盐酸除去 B. 废旧钢材焊接前，可依次用饱和 N&CQ 溶液、饱和 NHCI 溶液处理焊点处 C. 使用含有氯化钠的融雪剂会加快桥梁的腐蚀 D. 为防止海鲜腐烂，可将海鲜产品浸泡在硫酸铜溶液中 7 ?研究人员发现了一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的“水”电池，总反 应可表示为：5Mn Q+2Ag+2NaCI=NaMnQ o +2AgCI 。下列说法正确的是（ ） A. 正极反应式： Ag+CI --e -=AgCI B .每生成 ImolNa z MnO o 转移的电子数为 2N A C. Na +不断向“水”电池的负极移动 D. AgCI 是还原产物 8.液体燃料电池相比于气体燃科电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以 胼（ N2H ）为燃料的电池装置如下图装置①，该电池用空气中的氧气作为氧化剂， KOH 作为电解质。下列有关叙述不正确的是（ ） A. 该燃料电池负极发生的电极反应为： N2H 4+4OH-4e —N 2 T +4巴。 电化学 1. pH ＝ a 的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液 的pH ＞a ，则该电解质可能是 （ ） A 、NaOH B 、H 2SO 4 C 、AgNO 3 D 、Na 2SO 4 2.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电 池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2MnO 2(s)+H 2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn 2O 3(s) 下列说法错误．． 的是 （ ） A ．电池工作时，锌失去电子 B ．电池正极的电极反应式为：2MnO 2(s)+H 2O(1)+2e —=Mn 2O 3(s)+2OH —(aq) C ．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D ．外电路中每通过O.2mol 电子，锌的质量理论上减小6.5g 3.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确．．． 的是（ ） A. a 电极是负极 B. b 电极的电极反应为：===---e OH 44↑+222O O H C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型 发电装置 4.下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是D （ ） 5．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧 化钇（Y 2O 3）的氧化锆（ZrO 2）晶体，在熔融状态下能传导O 2—。下列对该燃 料电池说法正确的是 （ ） A ．在熔融电解质中，O 2— 由负极移向正极 B ．电池的总反应是：2 C 4H 10 + 13O 2→ 8CO 2 + 10H 2O C ．通入空气的一极是正极，电极反应为：O 2 + 4e — = 2O 2— D ．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C 4H 10 + 26e — + 13O 2—== 4CO 2 + 5H 2O选修四第四章电化学基础测试题
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