2025版新教材高中物理第4章電磁振蕩與電磁波核心素養(yǎng)檢測(cè)卷新人教版選擇性必修第二冊(cè)

第四章核心素養(yǎng)檢測(cè)卷考試時(shí)間：75分鐘，滿分：100分一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．我國(guó)勝利研發(fā)的反隱身米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)記著我國(guó)雷達(dá)探討又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)放射無線電波的波長(zhǎng)在1～10m范圍內(nèi)，對(duì)米波下列推斷正確的是()A.米波必需靠介質(zhì)傳播B．米波同聲波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象C．真空中，米波的傳播速度比微波速度快D．米波只有波動(dòng)性不具有粒子性2．下列說法正確的是()A．密立根最早引入電場(chǎng)的概念B．麥克斯韋首先用試驗(yàn)證明了電磁波的存在C．從牛頓其次定律動(dòng)身推出動(dòng)能定理，這種物理方法是演繹推理D．歐姆定律I＝eq\f(U,R)采納比值法定義了電流強(qiáng)度這一物理量3.下列關(guān)于電氣設(shè)備工作原理的敘述中，正確的是()A．電磁爐的工作原理是電磁感應(yīng)B．微波爐利用電流磁效應(yīng)來加熱食物C．圖中試驗(yàn)用的直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)D．金屬探測(cè)儀利用電流的熱效應(yīng)來探測(cè)金屬4．如圖所示為某時(shí)刻LC振蕩電路中電容器中電場(chǎng)的方向和電流的方向，則下列說法中正確的是()A.電容器正在放電B．電感線圈的磁場(chǎng)能正在增加C．電感線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的減小D．電容器的電場(chǎng)能正在削減5.如圖，線圈自感系數(shù)L＝0.1H，電容器的電容C＝40μF，電阻R＝3Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，電源內(nèi)阻和電感線圈電阻均不計(jì)．閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩．規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正，t＝0時(shí)刻斷開開關(guān)，下面關(guān)于電感線圈L中的電流隨時(shí)間變更的i-t圖像中，其中正確的是()6．LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變更的i-t圖像如圖所示．在t＝0時(shí)刻，電容器的M板帶負(fù)電．在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，而M板仍帶負(fù)電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖像中()A．Oa段B．a(chǎn)b段C．bc段D．cd段7．對(duì)于機(jī)械波和電磁波的比較，下列說法正確的是()A．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象B．它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已C．它們都可能是橫波，也可能是縱波D．機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只跟頻率有關(guān)二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)8．紅外測(cè)溫門在疫情防控中發(fā)揮了重要作用，它運(yùn)用了一種傳感器，當(dāng)它感應(yīng)到有人走近時(shí)會(huì)自動(dòng)對(duì)人測(cè)溫，假如體溫低于37.3℃門會(huì)自動(dòng)打開．下列說法中正確的是()A．當(dāng)人體溫低于37.3℃時(shí)不會(huì)向外輻射紅外線B．人的體溫越高，測(cè)溫門測(cè)量時(shí)接收到的最強(qiáng)輻射越強(qiáng)C．該測(cè)溫門感應(yīng)到人體輻射的電磁波比可見光的波長(zhǎng)短D．該測(cè)溫門上運(yùn)用的傳感器是將接收到的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)9．2024年7月1日，慶祝香港回來祖國(guó)25周年大會(huì)隆重實(shí)行，世界各地觀眾都能收看到大會(huì)實(shí)況，是因?yàn)殡娨曅盘?hào)可通過衛(wèi)星覆蓋全球．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A.電磁波在真空中的傳播速度與頻率、能量有關(guān)，頻率越高、能量越大，傳播速度越大B．當(dāng)電磁波源消逝后就不能產(chǎn)生新的電磁波，但已發(fā)出的電磁波不會(huì)馬上消逝C．電磁波不能在真空中傳播，且只能傳遞聲音信號(hào)，不能傳遞圖像信號(hào)D．香港電視臺(tái)與南京電視臺(tái)放射的電磁波的頻率不同，但傳播速度相同10.一種簡(jiǎn)易的LC振蕩回路如圖所示，L為線圈，C為固定在真空中的平行板電容器．將單刀雙擲開關(guān)K撥至觸點(diǎn)a，使電容器與直流電源E接通．穩(wěn)定后，位于兩水平金屬板中間P處的帶電液滴恰能靜止．將K撥至觸點(diǎn)b并起先計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝0.02s時(shí)液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不計(jì)回路的能量損失且液滴未到達(dá)兩金屬板，下列說法正確的是()A．液滴帶正電B．LC振蕩回路的周期為0.04sC．t＝0.03s時(shí)，電容器上極板帶正電且電荷量正在增大D．t＝0.05s時(shí)，線圈L中磁場(chǎng)能最大三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(6分)在LC振蕩電路中，假如已知電容C，并測(cè)得電路的固有振蕩周期為T，即可求得電感L為了提高測(cè)量精度，需多次變更C值并測(cè)得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測(cè)得的六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，如圖中用“×”表示的點(diǎn)．(1)T、L、C的關(guān)系為________；(2)依據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)作出T2與C的關(guān)系圖線；(3)求得L的值是________．12．(10分)如圖所示，感應(yīng)圈G上裝兩根帶有球形電極的銅管a、b構(gòu)成放射天線，兩球的間隙約0.5cm.將一根導(dǎo)線彎成環(huán)狀，導(dǎo)線兩端安裝兩個(gè)小金屬球．其間留有空隙，將導(dǎo)線固定到絕緣支架B上靠近感應(yīng)線圈放置．讓感應(yīng)線圈工作，當(dāng)電火花在銅管a、b上兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，支架B上導(dǎo)線環(huán)兩端的兩個(gè)小球間也有電火花跳動(dòng)．據(jù)此回答下列問題．(1)人類歷史上，首先捕獲到電磁波的科學(xué)家是________．(2)對(duì)于這一試驗(yàn)現(xiàn)象的說明如下，請(qǐng)完成其中的填空．①感應(yīng)線圈本質(zhì)上是一個(gè)變壓器，它利用________將低壓溝通電變成數(shù)千伏的高電壓，由于銅管a、b上兩球間的電壓很高，間隙中電場(chǎng)________，空氣分子被電離，從而形成一個(gè)導(dǎo)電通路．②當(dāng)電火花在銅管a、b上的兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，必定建立了一個(gè)快速變更的電磁場(chǎng)．這種變更的電磁場(chǎng)以________的形式在空間快速傳播．當(dāng)其經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時(shí)，快速變更的電磁場(chǎng)在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出________，擊穿導(dǎo)線環(huán)中的空氣，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了電火花．③在此試驗(yàn)中，感應(yīng)圈及金屬棒構(gòu)成了電磁波的________，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的________．13．(10分)圖1所示是圖2中通過小電阻R中的電流隨時(shí)間變更的圖像，請(qǐng)定性描述0到eq\f(T,2)這段時(shí)間內(nèi)電容器上電荷量的變更及能量的轉(zhuǎn)化．14．(12分)飛機(jī)失事后，為了分析事故的緣由，必需找尋黑匣子，而黑匣子在30天內(nèi)能以37.5kHz的頻率自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，人們就可利用探測(cè)儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)來確定黑匣子的位置．那么黑匣子發(fā)出的電磁波波長(zhǎng)是多少？若接收電路是由LC電路組成的，其中該接收裝置內(nèi)線圈的電感L＝4.0mH，此時(shí)產(chǎn)生電諧振的電容多大？15．(16分)雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備．雷達(dá)放射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照耀并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波放射點(diǎn)的距離、距離變更率(徑向速度)、方位、高度等信息．試回答下列問題：(1)雷達(dá)是如何接收電磁波的？(2)利用雷達(dá)可以測(cè)出飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向和速度．某固定雷達(dá)正在跟蹤一架勻速飛行的飛機(jī)，其每隔固定時(shí)間T0放射一短脈沖的電磁波(如圖中幅度大的波形)，收到的由飛機(jī)反射回的電磁波經(jīng)雷達(dá)處理后顯示如圖中幅度較小的波形，反射滯后的時(shí)間已在圖中標(biāo)出．其中T0、T和ΔT為已知量，光在真空中的傳播速度為c.則飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向和飛機(jī)的速度大小分別為多少？第四章核心素養(yǎng)檢測(cè)卷1．答案：B解析：米波是無線電波，傳波無需介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；米波也是一種波，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，故B正確；真空中，米波的傳播速度也是光速，故C錯(cuò)誤；無線電波也有粒子性，只是粒子性比較不明顯，故D錯(cuò)誤．2．答案：C解析：法拉第最早引入電場(chǎng)的概念，故A錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波，赫茲用試驗(yàn)證明了電磁波的存在，故B錯(cuò)誤；從牛頓其次定律動(dòng)身推出動(dòng)能定理，這種物理方法是演繹推理，故C正確；I＝eq\f(Q,t)采納比值法定義了電流強(qiáng)度這一物理量，不是用歐姆定律I＝eq\f(U,R)定義了電流強(qiáng)度，故D錯(cuò)誤．3．答案：A解析：電磁爐的工作原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流，A正確；微波爐利用微波來加熱食物，B錯(cuò)誤；圖中試驗(yàn)用的直流電動(dòng)機(jī)是依據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的，C錯(cuò)誤；金屬探測(cè)儀利用電磁感應(yīng)來探測(cè)金屬，D錯(cuò)誤．4．答案：C解析：圖示時(shí)刻，電容器下極板帶正電，通過圖示電流方向，可知電容器正在充電，故A錯(cuò)誤；電容器正在充電，電容器上的帶電量正在增大，振蕩電流正在減小，即磁場(chǎng)能正在減小，電場(chǎng)能正在增大，磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，故BD錯(cuò)誤；振蕩電流正在減小，依據(jù)楞次定律，電感線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的減小，故C正確．5．答案：B解析：在開關(guān)閉合時(shí)，電流是從a流向b，通過L的電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(1.5,3)A＝0.5A當(dāng)斷開開關(guān)后電流在LC電路中振蕩，周期為T＝2πeq\r(LC)＝2πeq\r(0.1×40×10－6)s＝4π×10－3s則振動(dòng)圖像如圖．故選B.6．答案：D解析：某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，說明回路中的電流在減小，電容器充電，而此時(shí)M帶負(fù)電，那么肯定是給下極板充電，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針．由題意知t＝0時(shí)，電容器起先放電，且M極板帶負(fù)電，結(jié)合it圖像可知，電流以順時(shí)針方向?yàn)檎较?，因此這段時(shí)間內(nèi)，電流為負(fù)，且正在減小，符合條件的只有圖像中的cd段．故選D.7．答案：A解析：機(jī)械波和電磁波本質(zhì)是不同的，但都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，電磁波是橫波，電磁波的傳播速度不僅與介質(zhì)有關(guān)，也跟頻率有關(guān)．8．答案：BD解析：人體溫?zé)o論多高都會(huì)向外輻射紅外線，因?yàn)槿课矬w都向外輻射紅外線，故A錯(cuò)誤；溫度越高，輻射越強(qiáng)，人的體溫越高，測(cè)溫門測(cè)量時(shí)接收到的最強(qiáng)輻射越強(qiáng)，故B正確；紅外線的波長(zhǎng)比可見光的長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；該測(cè)溫門上運(yùn)用的傳感器是將接收到的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行處理，故D正確．9．答案：BD解析：電磁波在真空中的傳播速度是光速，與頻率，能量無關(guān)，故A錯(cuò)誤；一旦電磁波形成了，電磁場(chǎng)就會(huì)向外傳播，當(dāng)波源消逝后只是不能產(chǎn)生新的電磁波，但已發(fā)出的電磁波不會(huì)馬上消逝，故B正確；電磁波傳播不須要介質(zhì)，可在真空中傳播，電磁波既能傳遞聲音信號(hào)，又能傳遞圖像信號(hào)，故C錯(cuò)誤；香港電視臺(tái)與南京電視臺(tái)放射的電磁波的頻率不同，但傳播速度相同，故D正確．10．答案：AC解析：液滴靜止時(shí)所受電場(chǎng)力豎直向上，而此時(shí)下極板帶正電，所以液滴帶正電，故A正確；將K撥至觸點(diǎn)b并起先計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝0.02s時(shí)液滴的加速度第1次等于重力加速度g，即此時(shí)電容器所帶電荷量為零，則電容器剛好完成第一次放電，由此可推知LC振蕩回路的周期為0.08s，則t＝0.03s時(shí)，電容器正在經(jīng)驗(yàn)第一次充電，此時(shí)電容器上極板帶正電且電荷量正在增大，故B錯(cuò)誤，C正確；t＝0.05s時(shí)，電容器在其次次放電過程中，此時(shí)線圈L的電流增大，磁場(chǎng)能增大，且在t＝0.06s時(shí)磁場(chǎng)能達(dá)到最大，D錯(cuò)誤．11．答案：(1)T2＝4π2LC(2)如解析圖所示(3)40.6mH(35.1～42.9mH都算對(duì))解析：(1)將LC電路的周期公式T＝2πeq\r(LC)變換為T2＝4π2LC(2)從而相識(shí)到T2C圖線為一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，圖像的斜率為4π2L，則L＝eq\f(ΔT2,4π2ΔC)正確作出圖線如圖(3)由L＝eq\f(ΔT2,4π2ΔC)計(jì)算出L的平均值為35.1～42.9mH范圍內(nèi)的某一數(shù)值．12．答案：(1)赫茲(2)①電磁感應(yīng)很強(qiáng)②電磁波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)③放射器檢測(cè)器解析：(1)建立完整的電磁場(chǎng)理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是麥克斯韋，而首先證明電磁波存在，并捕獲到電磁波的科學(xué)家是赫茲；(2)當(dāng)火花在感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，必定建立一個(gè)快速變更的電磁場(chǎng)．這種變更的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間快速傳播，當(dāng)電磁波經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時(shí)，快速變更的電磁場(chǎng)在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)的兩個(gè)小球間也產(chǎn)生了火花．在赫茲試驗(yàn)中，感應(yīng)圈成了電磁波放射器，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的檢測(cè)器．①可知，感應(yīng)線圈本質(zhì)上是一個(gè)變壓器，它利用電磁感應(yīng)將低壓溝通電變成數(shù)千伏的高電壓．由于a、b管上兩球間的電壓很高，間隙中電場(chǎng)很強(qiáng)，空氣分子被電離，從而形成一個(gè)導(dǎo)電通路；②當(dāng)電火花在a、b管上兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，必定建立一個(gè)快速變更的電磁場(chǎng)，這種變更的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間快速傳播，當(dāng)其經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時(shí)，快速變更的電磁場(chǎng)在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，擊穿導(dǎo)線環(huán)中的空氣，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了電火花；③在此試驗(yàn)中，感應(yīng)圈及金屬棒構(gòu)成了電磁波的放射器，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的檢測(cè)器．13．答案：見解析解析：由圖1可得，0到eq\f(T,2)這段時(shí)間內(nèi)電流先增大后減小，則說明電容器先放電后充電，所以電容器上的電荷量變更狀況是：0到eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)電荷量削減，eq\f(T,4)～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)電荷量增加．則能量轉(zhuǎn)化狀況是：0到eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，eq\f(T,4)～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能．14．答案：8000m4.5×10－9F解析：由公式v＝λf得，λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(3×108,37.5×103)m＝8000m由公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))得，C＝eq\f(1,4π2f2L)＝eq\f(1,4×（3.14）2×（37.5×103）2×4.0×10－3)F≈4.5×10－9F.15．答案：(1)見解析(2)遠(yuǎn)離雷達(dá)方向，eq\f(ΔTc,2T0＋ΔT)解析：(1)電磁波在傳播時(shí)遇到導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以導(dǎo)體可用來接收電磁波，這就是雷達(dá)接收電磁波的原理．(2)由屏幕上顯示的波形可以看出，反射波滯后于放射波的時(shí)間越來越長(zhǎng)，說明飛機(jī)離信號(hào)源的距離越來越遠(yuǎn)，飛機(jī)向遠(yuǎn)離雷達(dá)方向運(yùn)動(dòng)；從