2024新教材高中物理章末綜合測評4電磁振蕩與電磁波粵教版選擇性必修第二冊

章末綜合測評(四)電磁振蕩與電磁波1．手機(jī)通信是靠電磁波傳遞信息的，從理論上預(yù)言電磁波存在和第一次用試驗證明電磁波存在的物理學(xué)家分別是()A．安培，法拉第B．麥克斯韋，法拉第C．法拉第，赫茲D．麥克斯韋，赫茲D[麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲首次用試驗驗證了電磁波的存在。]2．下列設(shè)備的運行與電磁波無關(guān)的是()A．醫(yī)院里，醫(yī)生利用B超可視察到母體內(nèi)的嬰兒狀況B．“嫦娥一號”接收地面指揮中心的運行指令實現(xiàn)變軌而奔向月球C．汽車上安裝有GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))以確定行駛路途和距離D．在汶川大地震發(fā)生后救災(zāi)人員利用衛(wèi)星電話復(fù)原了與外界的通訊聯(lián)系A(chǔ)[醫(yī)院里的B超是利用超聲波的物理特性進(jìn)行分析和治療的，故選A。]3．關(guān)于LC振蕩電路，下列說法中正確的是()A．當(dāng)電容器充電完畢時，電路中電流最大B．當(dāng)電容器起先放電時，電路中電流為零C．當(dāng)電容器放電完畢時，電路中電流為零D．當(dāng)電容器起先充電時，電路中電流為零B[電容器充電完畢和起先放電是同一時刻，電路中電流為零；電容器放電完畢和起先充電是同一時刻，電路中電流最大。故只有B項正確。]4．隨著無線電技術(shù)、微波技術(shù)的發(fā)展和普及，電磁輻射已成為威逼人們健康的無形污染，下列說法錯誤的是()A．波長越長，電磁輻射對人體危害越突出B．電磁污染可以干擾通信系統(tǒng)、導(dǎo)航C．電磁輻射會影響地面站對人造衛(wèi)星的限制D．電磁輻射可以從電磁波源、電磁波的傳播途徑以及受輻射的人三個方面進(jìn)行防護(hù)A[電磁波波長越短，頻率越高，能量越強(qiáng)，電磁輻射對人體危害越突出，A錯誤；電磁輻射會干擾通信系統(tǒng)、導(dǎo)航，影響地面站對人造衛(wèi)星、宇宙飛船的限制，有效地防治電磁輻射可以從電磁波源、電磁波的傳播途徑以及受輻射的人三個方面進(jìn)行防護(hù)，B、C、D描述正確。]5．如圖所示，i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間改變的圖像，在t＝0時刻，電路中電容器的M板帶正電。在某段時間里，電路的磁場能在減小，而M板仍帶正電，則這段時間對應(yīng)圖像中的()A．Oa段 B．a(chǎn)b段C．bc段 D．cd段D[某段時間里，電路的磁場能在減小，說明電路中的電流正在減小，正在給電容器充電，而此時M極板帶正電，那么肯定是給M極板充電，電流方向是順時針方向。由圖像知t＝0時，電容器起先放電，又M極板帶正電，結(jié)合i-t圖像可知，電流以逆時針方向為正方向，因此這段時間內(nèi)，電流為負(fù)，且正在減小，符合條件的只有圖像中的cd段，故只有D正確。]6．在LC振蕩電路中某時刻電容器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，這時有()A．電容器正在放電B．電路中電流正在減小C．電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能D．線圈中產(chǎn)生的自感電動勢正在減小B[依據(jù)電場方向可知上極板帶正電荷，又由磁場方向，依據(jù)安培定則可推斷，電流方向為順時針(大回路)，所以正在給電容器充電。因此，電流漸漸減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，由于電流按正弦規(guī)律改變，改變率在增大，據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，知自感電動勢正在增大。]7．一臺收音機(jī)可接收中波、短波兩個波段的無線電波，打開收音機(jī)后蓋，在磁棒上能看到兩組線圈，其中一組是細(xì)線密繞匝數(shù)多的線圈，另一組是粗線疏繞匝數(shù)少的線圈，由此可以推斷()A．匝數(shù)多的電感大，使調(diào)諧電路的固有頻率較小，故用于接收中波B．匝數(shù)多的電感小，使調(diào)諧電路的固有頻率較大，故用于接收短波C．匝數(shù)少的電感小，使調(diào)諧電路的固有頻率較小，故用于接收短波D．匝數(shù)少的電感大，使調(diào)諧電路的固有頻率較大，故用于接收中波A[依據(jù)密繞匝數(shù)多的線圈電感大，疏繞匝數(shù)少的線圈電感小，可解除B、D選項；依據(jù)f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，電感越大，回路固有頻率越小，可解除C選項；依據(jù)c＝fλ，頻率越小，波長越大，可知A選項是正確的。]8．如圖所示，一LC回路的電感L＝0.25H，電容C＝4μF，在電容起先放電時設(shè)為零時刻，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，求：(1)此LC振蕩電路的周期為多少？(2)當(dāng)t＝2.0×10－3s時，電容器上板帶何種電荷？電流方向如何？(3)如電容器兩板電壓最大為10V，則在前eq\f(T,4)內(nèi)的平均電流為多大？[解析](1)依據(jù)T＝2πeq\r(LC)可得此LC振蕩電路的周期為T＝2πeq\r(0.25×4×10－6)s＝6.28×10－3s。(2)當(dāng)t＝2.0×10－3s時，即從t＝0時刻起先在其次個eq\f(1,4)周期階段，電容器反向充電，此時上板帶負(fù)電荷，電流方向為逆時針方向。(3)如電容器兩板電壓最大為10V，則電容器帶電量最大值為Q＝CU＝4×10－5C，則在前eq\f(T,4)內(nèi)的平均電流為eq\x\to(I)＝eq\f(Q,\f(T,4))＝eq\f(4×10－5,\f(1,4)×6.28×10－3)A≈2.5×10－2A。[答案](1)6.28×10－3s(2)負(fù)電；逆時針(3)2.5×10－2A9．如圖所示振蕩電路中，電感L＝300μH，電容C的范圍為25～270pF，求：(1)振蕩電流的頻率范圍；(2)若電感L＝10mH，要產(chǎn)生周期T＝0.02s的振蕩電流，應(yīng)配制多大的電容？[解析](1)由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))得fmax＝eq\f(1,2π×\r(300×10－6×25×10－12))Hz≈1.8×106Hz，fmin＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(300×10－6×270×10－12))Hz≈0.56×106Hz，所以頻率范圍為0.56×106～1.8×106Hz。(2)由T＝2πeq\r(LC)得C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f(0.022,4π2×10×10－3)F≈10－3F。[答案](1)0.56×106～1.8×106Hz(2)10－3F10．(多選)下列能說明電磁波具有能量的依據(jù)是()A．可見光射入人的眼睛，人看到物體B．放在紫外線區(qū)域的溫度計升溫很快C．收音機(jī)調(diào)到某個臺時，調(diào)諧電路發(fā)生電諧振D．γ射線具有很強(qiáng)的貫穿實力ACD[人眼看到物體，說明人眼感受到了可見光的能量，A正確；紅外線具有加熱作用，說明紅外線具有能量，紫外線具有化學(xué)作用和熒光作用，B錯誤；電諧振在調(diào)諧電路中的感應(yīng)電流的能量來源于空中的無線電波，C正確；γ射線有很強(qiáng)的貫穿實力，說明γ射線具有很高的能量，D正確。]11．(多選)下列說法正確的是()A．電磁波信號須要經(jīng)過“調(diào)制”，加到高頻的等幅電磁波(載波)上才能有效地放射出去B．一部手機(jī)既是電磁波放射裝置，同時又是電磁波接收裝置C．調(diào)頻是使高頻振蕩信號的振幅隨低頻信號改變D．電視的圖像信號和聲音信號是通過電視臺的放射天線同時放射的ABD[電磁波信號須要經(jīng)過“調(diào)制”過程加到高頻的等幅電磁波(載波)上才能有效地放射出去，A正確；手機(jī)要接收信號，也要放射信號，所以它既是電磁波放射裝置，同時又是電磁波接收裝置，B正確；調(diào)頻是使高頻振蕩信號的頻率隨低頻信號改變，C錯誤；圖像信號和聲音信號都加載在電磁波上由放射天線同時放射，D正確。]12．(多選)電磁波與聲波比較，下列說法中正確的是()A．電磁波的傳播不須要介質(zhì)，聲波的傳播須要介質(zhì)B．由空氣進(jìn)入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大C．由空氣進(jìn)入水中時，電磁波波長變短，聲波波長變長D．電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度都是由介質(zhì)確定的，與頻率無關(guān)ABC[聲波屬于機(jī)械波，傳播離不開介質(zhì)，故A正確；電磁波在空氣中的速度接近光在真空中的速度，進(jìn)入水中速度變小，而聲波進(jìn)入水中速度變大，故B正確；由v＝λf可知電磁波或聲波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，頻率不變，可見波速v與波長λ成正比，故C正確；電磁波的速度不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)，這點與聲波不同，D錯誤。]13．(多選)在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點的電流隨時間改變的圖線如圖乙所示。若把通過P點向右的電流規(guī)定為正方向，則()甲乙A．0～0.5ms內(nèi)，電容器C正在充電B．0.5～1ms內(nèi)，電容器上極板帶正電荷C．1～1.5ms內(nèi)，Q點比P點電勢高D．1.5～2ms內(nèi)，磁場能在削減CD[由題圖可知，在0～0.5ms內(nèi)，電流正向增大，電容器正在放電，故A錯；在0.5～1ms內(nèi)，電流正向減小，電容器正在充電，電容器下極板帶正電荷，故B錯；1～1.5ms內(nèi)電流負(fù)向增大，電容器正在放電，此過程電容器下極板帶正電，Q點的電勢比P點的高，故C對；1.5～2ms內(nèi)電流負(fù)向減小，電容器正在充電，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，故D對。]14．在LC回路中產(chǎn)生電磁振蕩的過程中()A．從電容器放電起先計時，當(dāng)t＝kπeq\r(LC)時，振蕩電流最大，其中k＝0,1,2,3…B．當(dāng)電容器中電場強(qiáng)度增大時，線圈中的自感電動勢與振蕩電流方向相反C．向電容器充電是磁場能轉(zhuǎn)化成電場能的過程D．電容器在相鄰的充、放電時間內(nèi)，電流方向肯定相同C[當(dāng)t＝kπeq\r(LC)(k＝0,1，2…)時，由圖可知振蕩電路電流為零，A錯誤；當(dāng)場強(qiáng)增大時，在eq\f(T,4)～eq\f(T,2)、eq\f(3,4)T～T時間段內(nèi)，振蕩電流減小，線圈中自感電動勢與振蕩電流方向相同，B錯誤；電容器充電時，電場能增大，磁場能減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，C正確；相鄰的充、放電時刻，在0～eq\f(T,4)、eq\f(T,4)～eq\f(T,2)、eq\f(T,2)～eq\f(3,4)T和eq\f(3,4)T～T等時間內(nèi)，由圖像比照，可知在eq\f(T,4)～eq\f(T,2)內(nèi)，電容器充電，i＞0，在eq\f(T,2)～eq\f(3,4)T內(nèi)，電容器放電，i＜0，D錯誤。]15．我國電視臺1到12頻道的頻率范圍是48.5MHz到223MHz，用自感系數(shù)是3×10－2μH到4.6×10－2μH的可變的電感線圈，恰能收到這一頻率范圍的電磁波，那么電視接收機(jī)調(diào)諧電路中的電容C的取值范圍是多大？該電視機(jī)所接收的電磁波波長范圍是多大？[解析]依據(jù)f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可得，C＝eq\f(1,4π2Lf2)，又依題意，f＝48.5×106～223×106Hz，L＝3×10－8～4.6×10－8H，可計算出C的取值范圍：11.1～359.0pF，又依據(jù)v＝λf，可求出波長的取值范圍為：1.35～6.19m。[答案]11.1～359.0pF1.35～6.19m16．如圖所示的振蕩電路中，線圈自感系數(shù)L＝0.5H,電容器電容C＝2μF,現(xiàn)使電容器上極板帶正電，從接通開關(guān)S時刻算起。(π≈3.14)(1)當(dāng)t＝3.0×10－2s時，電路中電流方向如何？(2)經(jīng)過多長時間，線圈中的磁場能第一次達(dá)到最大？[解析]