2023高中物理第四章電磁振蕩與電磁波質(zhì)量評估新人教版選擇性

第四章質(zhì)量評估(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.1.關(guān)于生活中遇到的各種波,下列說法正確的是 ()A.電磁波可以傳遞信息,聲波不能傳遞信息B.在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線的波長和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長相同解析:聲波也能傳遞信息,選項A錯誤.通話過程中,之間通過電磁波傳遞信息,人和之間通過聲波傳遞信息,選項B正確.太陽光中的可見光在空氣中的傳播速度接近光速,約為3×108m/s,而超聲波在空氣中的傳播速度約為340m/s,選項C錯誤.紅外線的頻率小于X射線的頻率,故紅外線的波長大于X射線的波長,選項D錯誤.答案:B2.右圖所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液,在太陽光的照射下,地面呈現(xiàn)的是圓形黑影,在黑影中放一支溫度計,可發(fā)現(xiàn)溫度計顯示的溫度明顯上升,由此可斷定 ()A.含碘的二硫化碳溶液對于可見光是透明的B.含碘的二硫化碳溶液對于紫外線是不透明的C.含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是透明的D.含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是不透明的解析:紅外線最顯著的作用是熱效應(yīng),故可以判斷含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是透明的.答案:C3.在無線電廣播的接收中,調(diào)諧和解調(diào)是兩個必須經(jīng)歷的過程,下列接收過程的順序正確的是 ()A.調(diào)諧→高頻放大→解調(diào)→音頻放大B.解調(diào)→高頻放大→調(diào)諧→音頻放大C.調(diào)諧→音頻放大→解調(diào)→高頻放大D.解調(diào)→音頻放大→調(diào)諧→高頻放大解析:在無線電波的接收中,首先要選擇出所需要的電磁波——調(diào)諧,然后經(jīng)高頻放大后,再將音頻信號提取出來——解調(diào),最后再進(jìn)行音頻放大,故選項A正確.答案:A4.收音機(jī)的調(diào)諧電路中線圈的自感系數(shù)為L,要想接收到波長為λ的電磁波,c為電磁波在空氣中的傳播速度,應(yīng)把調(diào)諧電路中電容器的電容調(diào)至 ()A.λ2πLcB.λ2解析:要想接收波長為λ的電磁波必須進(jìn)行調(diào)諧,使接收回路產(chǎn)生電諧振,由產(chǎn)生電諧振的條件f固=f電磁波得12πLC=cλ,解得答案:D5.紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人.關(guān)于紅外線熱像儀,下列說法正確的是 ()A.選擇紅外線進(jìn)行檢測,主要是因為紅外線可以節(jié)約能量B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D.紅外線熱像儀根據(jù)物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同的原理來檢測體溫解析:一切物體都能發(fā)出紅外線,且物體在不同溫度下發(fā)出的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同,紅外線熱像儀就是根據(jù)此原理來檢測體溫的,選項D正確.答案:D6.一個LC振蕩電路能與波長為λ的電磁波發(fā)生電諧振,為了使它能與波長為3λ的電磁波發(fā)生電諧振,保持電容不變,線圈的自感系數(shù)應(yīng)是原來的 ()A.9倍 B.3倍 C.33 D.解析:振蕩電路與電磁波發(fā)生電諧振的條件是頻率(周期)相同,振蕩電路的頻率f=12πLC,而電磁波頻率可通過f=cλ算出.若波長變?yōu)?λ,則f'=12πC'L',電容C'答案:A7.某城市道路將新裝52盞“智慧路燈”,除基本照明外,每盞路燈將安裝WiFi信號發(fā)射、充電接口等設(shè)備.WiFi信號是頻率較小的電磁波,下列關(guān)于WiFi信號的說法正確的是 ()A.WiFi信號不能在真空中傳播B.WiFi信號不會產(chǎn)生污染C.電飯煲是利用WiFi信號來加熱食物的電器D.智能可以接收該WiFi信號進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接解析:WiFi信號能在真空中傳播,選項A錯誤.WiFi信號會產(chǎn)生電磁污染,選項B錯誤.電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)來加熱食物的電器,選項C錯誤.智能可以接收該WiFi信號進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,選項D正確.答案:D二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.8.下列方法能使平行板電容器的極板間產(chǎn)生磁場的是 ()A.把電容器接在電壓恒定的直流電源兩端B.把電容器接在交流電源兩端C.給電容器充電后保持電荷量不變,將兩板間距離勻速增大D.給電容器充電后保持電壓不變,將兩板間距離勻速減小解析:變化的電場能產(chǎn)生磁場.把電容器接在電壓恒定的直流電源兩端不能產(chǎn)生變化的電場,因此不能產(chǎn)生磁場.給電容器充電后保持電荷量不變,改變極板間距離,根據(jù)公式E=Ud、C=QU和C=εrS4π答案:BD9.在LC振蕩電路中,某一時刻電容器C兩極板間的電場線方向和穿過線圈的磁感線方向如圖所示,此時 ()A.電容器正在放電B.電路中電流在減小C.磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能D.線圈中產(chǎn)生的自感電動勢正在增大解析:根據(jù)線圈中磁感線的方向,由安培定則容易判斷出電流方向是沿順時針方向.電容器兩極板間的電場方向豎直向下,表明上極板帶正電荷,所以此時電路正對電容器充電,電流將逐漸變小,線圈中的磁場能正逐漸轉(zhuǎn)化為電容器間的電場能.若電路中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖所示(規(guī)定順時針方向的電流為正),那么本題的狀態(tài)相當(dāng)于it圖像中的A點,A處的斜率ΔiΔt答案:BCD10.利用所學(xué)物理知識,可以初步了解常用的一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題.IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈和電容器構(gòu)成的LC振蕩電路,公交車上的讀卡機(jī)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時,IC卡內(nèi)的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容器充電,達(dá)到一定的電壓后,驅(qū)動卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說法正確的是 ()A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B.IC卡不僅能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,也能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息C.僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時,IC卡才能有效工作D.若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波頻率偏離該特定頻率,則線圈不會產(chǎn)生感應(yīng)電流解析:IC卡內(nèi)有一個LC振蕩電路,沒有電池,故選項A錯誤.IC卡不僅能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,也可以和讀卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,選項B正確.只有當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)出特定頻率的電磁波時,IC卡才能正常工作,故選項C正確.當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波頻率偏離該特定頻率時,線圈產(chǎn)生的電流較小,IC卡不能正常工作,故選項D錯誤.答案:BC三、非選擇題:共54分.11.(8分)如圖所示,線圈的自感系數(shù)為3μH,在線圈的中間有抽頭2,電容器的電容可在150~300pF之間變化,S為轉(zhuǎn)換開關(guān).已知在其他條件相同時,線圈的自感系數(shù)與線圈長度成正比.求此振蕩電路的最大周期和最大頻率.解析:根據(jù)T=2πLC得Tmax=2πLmaxCmax=2π3根據(jù)f=1T=12πLC得fmax=12πLmin答案:1.88×107s1.06×107Hz12.(10分)下圖為某雷達(dá)的顯示屏,屏上標(biāo)尺的最小刻度對應(yīng)的時間為2×104s.雷達(dá)天線朝東方時,屏上的電磁波波形如圖甲所示;雷達(dá)天線朝西方時,屏上的電磁波波形如圖乙所示.雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)?目標(biāo)與雷達(dá)相距多遠(yuǎn)?電磁波在空氣中的傳播速度為c=3×108m/s.甲乙解析:雷達(dá)向東發(fā)射信號沒有返回的信號,說明東方?jīng)]有目標(biāo).雷達(dá)向西發(fā)射信號時,有返回的信號,說明目標(biāo)在西方.目標(biāo)到雷達(dá)的距離d=ct2=3×答案:西方300km13.(10分)如圖所示,線圈的自感系數(shù)為25mH,直流電阻為0,電容器的電容為40μF,燈泡的規(guī)格是“4V2W”.開關(guān)S閉合后,燈泡正常發(fā)光,S斷開后,LC中產(chǎn)生振蕩電流.不計電磁振蕩過程中的能量散失,從S斷開開始計時.(1)當(dāng)t=π2×103(2)當(dāng)t'=π×103s時,求LC電路中的電流.解析:由T=2πLC知T=2π25×10-(1)t=π2×103s=14T,斷開開關(guān)S時,電流最大,經(jīng)過時間T4,電路電流最小,電容器兩極板間電壓最大(2)t'=π×103s=T2,此時電路電流最大,與沒有斷開開關(guān)時的電流大小相等,LCI=PU=24答案:(1)正電荷(2)0.5A14.(12分)如圖所示,LC振蕩電路中的線圈自感系數(shù)L=0.5mH,線圈內(nèi)阻忽略不計,電容器電容C=0.2μF,電源電動勢E=4V,內(nèi)阻不計,電阻R=10Ω.先閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后再斷開S.試求:(1)LC電路的振蕩頻率;(2)從斷開S到電容器a板帶正電荷且電荷量最大所經(jīng)歷的最短時間.解析:(1)根據(jù)f=12πLC可求得振蕩頻率為f(2)由T=2πLC得T=6.28×105s.當(dāng)S斷開時,電容器的電荷量為0,之后電容器開始充電,且下極板帶正電,故到a板帶正電荷且電荷量最大經(jīng)歷的最短時間為t=34T=4.71×105答案:(1)1.59×104Hz(2)4.71×105s15.(14分)英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,變化磁場會在空間激發(fā)感生電場,感生電場對自由電荷做功產(chǎn)生感生電動勢.如圖甲所示,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律為B=kt(k為常數(shù)),這時產(chǎn)生的感生電場的電場線是一系列逆時針方向以O(shè)為圓心的同心圓,且同一條電場線上各點的電場強(qiáng)度大小相等.(1)在垂直于磁場的平面內(nèi)放一半徑為r的導(dǎo)體環(huán),求導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感生電動勢e.(2)若在垂直于磁場的平面內(nèi)固定一半徑為r的光滑絕緣細(xì)管,管內(nèi)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的輕質(zhì)小球,如圖乙所示,使磁感應(yīng)強(qiáng)度由0開始增大,同時小球在感生電場的作用下,從靜止開始運動,已知在半徑為r的細(xì)管內(nèi)產(chǎn)生的感生電動勢與該處感生電場電場強(qiáng)度E的關(guān)系為e=E·2πr,設(shè)小球在運動過程中電荷量保持不變,對原磁場的影響可忽略,不計小球重力,求當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到B0時,細(xì)管對小球的彈力.甲乙解析:(1)在磁場變化過程中,導(dǎo)體環(huán)中會產(chǎn)生感生電動勢,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知e