2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章電磁振蕩與電磁波單元素養(yǎng)檢測四含解析新人教版選擇性2

PAGE10-單元素養(yǎng)檢測(四)電磁振蕩與電磁波時間：90分鐘滿分：100分一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分)1．關(guān)于電磁波的放射與接收，下列說法正確的是()A．調(diào)頻與調(diào)幅都是用載波發(fā)送信號，原理相同，無本質(zhì)區(qū)分B．解調(diào)是將低頻信號加載到高頻電磁波上進行放射傳送的過程C．調(diào)諧就是將接收電路的振幅調(diào)至與載波的振幅相同D．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過解調(diào)、放大，通過耳機才可以聽到聲音2.LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則()A．若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由a向bB．若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C．若磁場正在增加，則電場能正在減小，電容器上極板帶負電D．若磁場正在增加，則電容器正在充電，電流方向由a向b3．無線電廣播的中波段波長范圍為187～560m，為了避開鄰近電臺的干擾，兩個電臺的頻率范圍至少要相差104Hz，則此波段中最多能容納的電臺數(shù)約為()A．500個B．187個C．100個D．20個4．下列說法中正確的是()A．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院給病人做的腦部CT中的X射線波長相同B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C．麥克斯韋預(yù)言了空間存在電磁波，赫茲用試驗證明了電磁波的存在D．紅外線最顯著的作用是熒光效應(yīng)，紫外線最顯著的作用是熱效應(yīng)5．如圖所示為手機信號屏蔽器．手機信號屏蔽器主要針對各類考場、加油站、軍事重地等禁止運用手機的場所．手機工作時，是在肯定頻率范圍內(nèi)，手機和基站通過無線電波聯(lián)系起來，完成數(shù)據(jù)的傳輸．針對這種通信原理，手機信號屏蔽器在工作過程中以肯定的速度從手機通信所運用的頻率的底端向高端掃描，在掃描過程中向手機發(fā)送肯定頻率的電磁波信號，使手機不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對手機形成干擾．對于手機信號屏蔽器的工作過程，下列說法中正確的是()A．手機信號屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的B．手機信號屏蔽器是利用電磁感應(yīng)的原理來工作的C．手機信號屏蔽器工作時能阻擋基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場所內(nèi)D．手機信號屏蔽器是通過放射電磁波干擾手機工作來達到目的6．如圖畫出了一個LC振蕩電路中的電流變更圖線，依據(jù)圖線可推斷()A．t1時刻電感線圈兩端電壓最大B．t2時刻電容器兩極板間電壓為零C．t1時刻電路中只有電場能D．t1時刻電容器帶電荷量為零7.如圖所示，我國勝利研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標(biāo)記著我國雷達探討又創(chuàng)新的里程碑．米波雷達放射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，則對該無線電波的推斷正確的是()A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不行能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象8．利用所學(xué)物理學(xué)問，可以初步了解常用的公交一卡通(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L和電容器C構(gòu)成的LC振蕩電路，公交卡上的讀卡機向外放射某一特定頻率的電磁波．刷卡時，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容器C充電，達到肯定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸．下列說法正確的是()A．IC卡工作所須要的能量來源于卡內(nèi)的電池B．僅當(dāng)讀卡機放射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作C．若讀卡機放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D．IC卡只能接收讀卡機放射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)9．在運行的火車車廂里，你若打開收音機是不能聽清聲音的，你若打移動電話，是絲毫不受影響的，收音機、手機都是靠無線電傳遞信號的，所不同的是，收音機利用的無線電信號頻率低，手機利用的無線電信號頻率高，下列說法正確的是()A．低頻無線電信號傳播的速度小，追不上火車B．低頻無線電信號傳播的速度大，已經(jīng)超過了火車C．高頻無線電信號衍射實力差，穿透實力強，可以進入火車車廂D．低頻無線電信號衍射實力強，穿透實力弱，不能進入火車車廂10．為了便利交通出行出現(xiàn)了一種新型共享單車，如圖甲所示，這種單車外觀結(jié)構(gòu)簡潔，沒有鏈條，但單車質(zhì)量比一般自行車大，達到了25kg.如圖乙所示，單車的車鎖內(nèi)集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等，便于監(jiān)控單車在路上的詳細位置，實現(xiàn)防盜．同時手機app上有定位系統(tǒng)，也能隨時了解單車的實時位置；手機還可以通過掃描二維碼自動開鎖，關(guān)鎖后app就顯示計時、計價等信息．此外，單車能夠在騎行過程中為車內(nèi)電池充電，滿意定位和自動開鎖等過程中的用電．依據(jù)以上信息可知下列說法正確的是()A．該單車比一般自行車運動狀態(tài)更簡潔變更B．該單車某個時刻的精確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位的C．該單車是利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)充電的D．該單車和手機之間是利用電磁波傳遞信息的11．在電磁波的放射過程中，用一平行板電容器C和一個線圈L組成LC振蕩電路，要增大放射電磁波的波長，下列調(diào)整正確的是()A．增大電容器兩極板間的距離B．增大線圈的匝數(shù)，在線圈中加鐵芯C．把電容器的動片適當(dāng)旋出一些D．把電容器的動片適當(dāng)旋進一些12．高精度全息穿透成像探測儀利用電磁波穿透非金屬介質(zhì)，探測內(nèi)部微小隱藏物體并對物體成像，具有辨別率高、體積小、輻射少等特點，應(yīng)用領(lǐng)域比超聲波更廣．關(guān)于電磁波和超聲波，下列說法正確的是()A．電磁波和超聲波均能發(fā)生偏振現(xiàn)象B．電磁波和超聲波均能傳遞能量和信息C．電磁波和超聲波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D．電磁波和超聲波均需依靠于介質(zhì)才能傳播三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)某電臺放射頻率為500kHz的無線電波，放射功率為10kW.在距電臺20km的地方接收到該電波，該電波的波長為________，在此處，每平方米的面積上每秒鐘可接收到該電波的能量為________．14．(8分)目前電能都是通過電網(wǎng)采納有線方式傳輸?shù)?，人們始終幻想能無線傳輸電能，幻想在日常生活中實現(xiàn)無線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個科學(xué)探討小組在試驗室中取得了可喜的進展，或許，人類的這一幻想不久就能實現(xiàn)．(1)實現(xiàn)無線傳輸能量，涉及能量的________、傳播和接收．(2)科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想通過高聳的天線塔，以無線電波的形式將電能輸送到指定地點，但始終沒有在應(yīng)用層面上獲得勝利，其主要緣由是這類無線電波________．A．在傳輸中許多能量被汲取B．在傳播中易受山脈阻隔C．向各個方向傳輸能量D．傳輸能量易造成電磁污染(3)假如像無線廣播那樣通過天線塔輸送電能，接收器獲得的功率P和它到天線塔的距離R相關(guān)，試驗測得P和R的部分數(shù)據(jù)如下表：R/m1245x10P/W1600400100y2516①上表中的x＝________，y＝________.②依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的數(shù)值關(guān)系式為________________．(4)為探討無線傳輸電能，某科研小組在試驗室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點亮了燈泡．如圖所示，試驗測得，接在乙線圈上的用電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的35%.①若用該裝置給充電功率為10W的電池充電，則損失的功率為________W.②若把甲線圈接入電壓為220V的電源，測得該線圈中的電流為0.195A．這時，接在乙線圈上的燈泡恰能正常發(fā)光，則此燈泡的功率為______W.(5)由于在傳輸過程中能量利用率過低，無線傳輸電能還處于試驗階段，為早日告辭電線，實現(xiàn)無線傳輸電能的工業(yè)化，還須要解決一系列問題，請?zhí)岢鲋辽賰蓚€問題．15．(9分)電感線圈的電流在Δt＝0.2s內(nèi)的變更為ΔI＝1A，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝18mV，由該線圈和一電容器組成的振蕩電路所輻射的無線電波的波長為36km，求電容器的電容．(感應(yīng)電動勢E與電感L的關(guān)系式為E＝eq\f(LΔI,Δt))16．(14分)如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V,2W”．開關(guān)S閉合后，燈光正常發(fā)光，S斷開后，LC振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流．若從S斷開起先計時，求：(1)當(dāng)t＝eq\f(π,2)×10－3s時，電容器的右極板帶何種電荷；(2)當(dāng)t＝π×10－3s時，LC振蕩電路中的電流是多少．17.(14分)試驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C＝1μF.在兩極板帶有肯定電荷時，發(fā)覺一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間．手頭上還有一個自感系數(shù)L＝0.1mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示電路，重力加速度為g，試分析以下兩個問題．(1)從S閉合時起先計時，經(jīng)過π×10－5s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？(2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？18．(9分)在電視節(jié)目中，我們常?？吹街鞒秩伺c派到熱點地區(qū)的記者通過同步通信衛(wèi)星通話，他們之間每一問一答總是遲“半拍”，這是為什么？假如兩個手持衛(wèi)星電話的人通過同步通信衛(wèi)星通話，一方講話，另一方至少要等多長時間才能聽到對方的講話？(已知地球的質(zhì)量M為6.0×1024kg，地球半徑R為6.4×106m，引力常量G為6.67×10－11N·m單元素養(yǎng)檢測(四)電磁振蕩與電磁波1．解析：調(diào)頻變更的是載波的頻率，調(diào)幅變更的是載波的振幅，兩者原理不同，選項A錯誤；解調(diào)是接收電磁波過程中的步驟，選項B錯誤；調(diào)諧是將接收電路的固有頻率調(diào)至與載波的頻率相同，選項C錯誤；由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過解調(diào)(調(diào)制的逆過程)、放大，通過耳機才可以聽到聲音，選項D正確．答案：D2．解析：由安培定則可知，電流方向由b到a；若磁場正在減弱，可知電容器處于充電狀態(tài)，電場能正在增大，電流方向由b到a，所以電容器下極板帶正電，上極板帶負電，故A錯誤，B正確；若磁場正在增加，可知電容器處于放電狀態(tài)，電場能正在減小，電流方向由b到a，所以電容器上極板帶正電，故C、D錯誤．答案：B3．解析：由公式λ＝eq\f(c,f)，知f＝eq\f(c,λ)，其中c＝3×108m/s.當(dāng)λ1＝187m時，f1＝1.60×106Hz；λ2＝560m時，f2＝0.536×106Hz.n＝eq\f(f1－f2,Δf)＝eq\f(1.60×106－0.536×106,104)個＝106個，比較一下選項，應(yīng)選C選項．答案：C4．解析：紅外線波長肯定大于X射線波長，故A錯誤；電磁波是由周期性變更的電場或磁場產(chǎn)生的，故B錯誤；依據(jù)物理學(xué)史的內(nèi)容可知，麥克斯韋預(yù)言了空間存在電磁波，赫茲用試驗證明了電磁波的存在，故C正確；紫外線最顯著的作用是熒光效應(yīng)，紅外線最顯著的作用是熱效應(yīng)，故D錯誤．答案：C5．解析：手機信號屏蔽器是利用屏蔽器發(fā)出的信號去干擾手機接收從基站傳過來的信號，從而起到屏蔽作用．因此手機信號屏蔽器通過放射電磁波干擾手機工作來達到目的，故A、B、C錯誤，D正確．答案：D6．解析：由圖像分析可知，計時起先時，電容器兩極板帶電荷量最大，電流為零，電容器起先放電，依據(jù)電流隨時間的變更規(guī)律，可以畫出q-t圖像(在圖中用虛線表示)．由圖像分析可知，t1時刻，電容器帶電荷量為零，電壓為零，電場能為零，故D項正確，A、C兩項錯誤；t2時刻電容器帶電荷量q最大，兩極板間電壓最大，B項錯誤．答案：D7．解析：從名稱上可推斷，米波的波長大于厘米波的波長，由波長與頻率、波速關(guān)系式λ＝eq\f(c,f)可知，米波的頻率小于厘米波的頻率，選項A錯誤．無線電波是電磁波，可以在真空中傳播，選項B錯誤．無線電波同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象，可以產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，選項C正確，D錯誤．答案：C8．解析：讀卡機放射的電磁波，被IC卡內(nèi)部的LC振蕩電路接收，使IC卡充電，因此IC卡的能量源于讀卡機放射的電磁波，故A項錯誤；僅當(dāng)讀卡機放射的電磁波頻率與該IC卡內(nèi)的LC振蕩電路的固有頻率相等時，才發(fā)生電諧振，IC卡才能有效工作，故B項正確；若讀卡機放射的電磁波偏離該特定頻率，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈L中仍會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C項錯誤；由題意知，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容器C充電，達到肯定電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸，故D項錯誤．答案：B9．解析：無線電信號在空氣中的波速約等于光速，它的波長越長，穿透實力越弱，衍射實力越強．C、D兩項正確．答案：CD10．解析：物體的質(zhì)量越大運動狀態(tài)越難變更，故A錯誤；單車某個時刻的精確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位的，故B正確；單車在運動過程中通過電磁感應(yīng)將機械能轉(zhuǎn)化為電能從而實現(xiàn)充電，故C正確；單車和手機之間沒有電路連接，是利用電磁波傳遞信息的，故D正確．答案：BCD11．解析：依據(jù)c＝λf和f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知，要增大放射電磁波的波長，就要增大L與C的乘積．依據(jù)C＝eq\f(εS,4πkd)可知，若要增大電容，可以減小極板間的距離、增加極板正對面積、插入電介質(zhì)．若要增大自感系數(shù)，可以增大線圈的匝數(shù)，在線圈中加鐵芯等，故A、C錯誤，BD正確．答案：BD12．解析：只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，超聲波的縱波部分不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故A錯誤；電磁波和超聲波均能傳遞能量和信息，故B正確；電磁波和超聲波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故C正確；電磁波的傳播不須要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故D錯誤．答案：BC13．解析：由c＝λf知，λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,500×1000)m＝600m．設(shè)每秒鐘每平方米上獲得能量為E，則E·4πR2＝Pt.所以E＝eq\f(Pt,4πR2)＝eq\f(10×103×1,4×3.14×20×10002)J＝2×10－6J.答案：600m(3分)2×10－6J(3分)14．解析：(1)無線傳輸能量主要涉及能量的放射、傳播和接收．(2)電磁波在傳播過程中向各個方向傳輸?shù)哪芰渴蔷鹊?，因此在實際應(yīng)用中受到限制，故C正確．(3)由表格中所供應(yīng)數(shù)據(jù)可以推斷出P和R之間的數(shù)值關(guān)系為PR2＝1600，所以當(dāng)R＝5時，求得P＝64，因此表中y＝64；當(dāng)P＝25時，R＝eq\r(\f(1600,25))＝8，即表中x＝8.(4)①設(shè)輸入甲線圈的功率為P甲，乙線圈中用電器獲得的功率為P乙，由題意P乙＝P甲×35%，則損失的功率ΔP＝P甲－P乙＝P乙×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(100,35)－1))＝eq\f(130,7)W≈18.6W.②由P＝IU可知，甲線圈的電功率P甲＝IU，乙線圈中用電器獲得的功率P乙＝P甲×35%.因此燈泡的功率P乙＝IU×35%＝0.195×220×0.35W≈15W.(5)因為在無線傳輸過程中，電磁波向各個方向的傳播是均等的，無法有效地限制方向，為了更多地接收到電磁波，就須要接收儀器和放射點相距不能太遠，且接收器要有很大的體積．同時，向空間輻射較多的電磁波對人體有損害．答案：(1)放射(1分)(2)C(1分)(3)①8(1分)64(1分)②PR2＝1600(1分)(4)①18.6(1分)②15(1分)(5)儀器體積過大、對人體有損害、傳輸距離太短等(1分)15．解析：由E＝eq\f(LΔI,Δt)(2分)可得L＝3.6×10－3H(2分)而λ＝cT＝2cπeq\r(LC)(2分)解得C＝eq\f(λ2,4c2π2L)＝10－7F＝0.1μF(3分)答案：0.1μF16．解析：(1)由T＝2πeq\r(LC)知，T＝2π×eq\r(25×1