第四章 电磁波练习（Word含解析）
文档属性
| 名称 | 第四章 电磁波练习（Word含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 77.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-04 06:45:56 | ||
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文档简介
第4章 电磁波
本章达标检测
(满分:100分;时间:75分钟)
一、选择题(本题共6小题,每小题8分,共48分)
1.(2021江苏南通高二开学考试)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向已经标出,则此时 ( )
A.线圈中的自感电动势在增大
B.电容器两端电压正在增大
C.磁场能正在转化为电场能
D.增大电容器的电容,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
2.(2021陕西宝鸡高二下期末)下列关于电磁场与电磁波的说法错误的是 ( )
A.麦克斯韦提出光是电磁波的一种形态
B.赫兹的火花实验证明了电磁波的存在
C.电磁波是纵波,不能发生偏振现象
D.变化的电场周围可能产生稳定的磁场
3.(2020江苏扬州中学高二下质量检测)关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是 ( )
A.发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调
B.电视机的遥控器发射紫外线
C.电磁波中频率最大的为γ射线,用它最容易观察到衍射现象
D.雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播
4.(2020山东潍坊高二上检测)如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,则它的波长是 ( )
A.1.2×10-1 m B.7.35×10-17 m
C.1.2×10-4 m D.7.35×10-11 m
5.(2020宁波沈阳一七〇中学质检)2016年以来,共享单车风靡全国各大城市,如图所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、定位模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置,用户仅需用手机上的客户端软件扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机APP上能实时了解单车的位置,骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息判断下列说法正确的是 ( )
A.单车的位置信息是借助北斗卫星导航系统准确定位的
B.单车是利用电磁感应原理实现充电的
C.由手机APP上显示的信息可求出骑行的平均速度
D.单车在被骑行过程中受到地面的摩擦力表现为阻力
6.(2019北京昌平高二下期末)北京时间2019年4月10日21时,在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系(M87)中央的超大质量黑洞照片,如图甲所示。宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波,人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测,如图乙所示。天体甲距地球1万光年,M87的黑洞距离地球5 500万光年,假设天体甲和M87的黑洞辐射功率相同,忽略电磁波在传播过程中的损耗,用一架射电望远镜接收到甲发出的电磁波功率为P1,则该望远镜接收到的来自M87的黑洞发出的电磁波功率为 ( )
A.P1 B.P1
C.5 500P1 D.5 5002P1
二、非选择题(共4题,共52分)
7.(2020天津第一中学月考)(10分)飞机失事后,为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在30天内能以37.5 kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少 若接收电路是由LC电路组成的,其中该接收装置里的电感线圈L=4.0 mH,此时产生电谐振的电容多大
8.(2019黑龙江哈尔滨三中高二检测)(16分)实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两极板带有一定电荷时,发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路,重力加速度大小为g,试分析以下两个问题:
(1)从S闭合时开始计时,π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大
9.(2021吉林松原扶余一中高二下期中)(10分)如图所示为某雷达的显示屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10-4 s,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙。问:雷达在何方发现了目标 目标与雷达相距多远 (真空中的光速c=3.0×108 m/s)
10.(2020湖北鄂南高级中学检测)(16分)某雷达工作时,发射电磁波的波长为λ=20 cm,每秒钟发射的脉冲数为n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs,求电磁波的振荡频率为多少 最大侦察距离是多少
答案全解全析
第4章 电磁波
本章达标检测
1.D 根据线圈L中的磁场方向,由安培定则可知,电路中的电流沿逆时针方向,则电容器处于放电过程,电容器所带电荷量逐渐减小,所以电容器两端电压正在减小,由于放电过程电路中的电流减小越来越慢,则线圈中的自感电动势在减小,则A、B错误;根据LC振荡电路中能量关系可知,此时电场能正在转化为磁场能,所以C错误;增大电容器的电容,则电容器的容抗减小,所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领,D正确,故选D。
2.C 麦克斯韦提出电磁场理论,并提出光是电磁波的一种形态,A说法正确;赫兹的火花实验证明了电磁波的存在,B说法正确;电磁波为横波,可以发生偏振现象,C说法错误;如果是均匀变化的电场,其周围可产生稳定的磁场,D说法正确。
3.D 发射无线电波时,需要对电磁波进行调制,故A错误;电视机的遥控器发射红外线,故B错误;γ射线波长最小,所以不容易观察到衍射现象,故C错误;雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播,D正确。
4.A 由波速公式c=λf得该电磁波的波长为λ== m≈0.12 m。故选A。
5.B 单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,故A错误;单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能,从而实现充电,故B正确;手机APP上显示的信息包括路程和时间,没有说明具体的位移,不能求出骑行的平均速度,故C错误;单车在被骑行时,主动轮受到向前的摩擦力(动力),从动轮受到向后的摩擦力(阻力),故D错误。
6.B 根据题图乙可知,电磁波向空间辐射,设接收面积为S,接收到的电磁波功率与发射功率关系:P=S,天体甲和M87的黑洞辐射功率相同,所以接收功率与半径平方成反比,所以来自M87的黑洞发出的电磁波功率为P1,故选项B正确。
7.答案 8 000 m 4.5×10-9 F
解析 由公式v=λf得,λ== m=8 000 m(5分)
再由公式f=得,C== F≈4.5×10-9 F(5分)
8.答案 (1)2g (2)g
解析 (1)设带电粉尘质量为m,电容器两极板间带电粉尘恰好静止,说明电场力方向向上,且F电=mg,闭合S后,构成LC振荡电路,则周期为T=2π=2π×10-5 s,经=π×10-5 s时,与初始时刻相比,电容器两极板间的场强反向,电场力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得a==2g。 (8分)
(2)线圈中电流最大时,电容器两极板间的场强为零,由牛顿第二定律可得a==g,方向竖直向下。 (8分)
9.答案 西方 300 km
解析 当雷达天线朝东方时,显示屏上只有发射信号而无反射信号;雷达天线朝西方时,显示屏上既有发射信号也有反射信号,因此雷达在西方发现了目标。 (4分)
由题图可知,雷达从发射信号到接收信号的时间为
t=2×10-4 s×10=2×10-3 s(2分)
目标与雷达之间的距离
x=ct=×3.0×108×2×10-3 m=300 km(4分)
10.答案 1.5×109 Hz 30 km
解析 由c=λf可得电磁波的振荡频率
f== Hz=1.5×109 Hz (4分)
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离s=cΔt=c=3×108× m≈6×104 m(8分)
所以雷达的最大侦察距离
sm==3×104 m=30 km。 (4分)
本章达标检测
(满分:100分;时间:75分钟)
一、选择题(本题共6小题,每小题8分,共48分)
1.(2021江苏南通高二开学考试)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向已经标出,则此时 ( )
A.线圈中的自感电动势在增大
B.电容器两端电压正在增大
C.磁场能正在转化为电场能
D.增大电容器的电容,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
2.(2021陕西宝鸡高二下期末)下列关于电磁场与电磁波的说法错误的是 ( )
A.麦克斯韦提出光是电磁波的一种形态
B.赫兹的火花实验证明了电磁波的存在
C.电磁波是纵波,不能发生偏振现象
D.变化的电场周围可能产生稳定的磁场
3.(2020江苏扬州中学高二下质量检测)关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是 ( )
A.发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调
B.电视机的遥控器发射紫外线
C.电磁波中频率最大的为γ射线,用它最容易观察到衍射现象
D.雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播
4.(2020山东潍坊高二上检测)如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,则它的波长是 ( )
A.1.2×10-1 m B.7.35×10-17 m
C.1.2×10-4 m D.7.35×10-11 m
5.(2020宁波沈阳一七〇中学质检)2016年以来,共享单车风靡全国各大城市,如图所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、定位模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置,用户仅需用手机上的客户端软件扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机APP上能实时了解单车的位置,骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息判断下列说法正确的是 ( )
A.单车的位置信息是借助北斗卫星导航系统准确定位的
B.单车是利用电磁感应原理实现充电的
C.由手机APP上显示的信息可求出骑行的平均速度
D.单车在被骑行过程中受到地面的摩擦力表现为阻力
6.(2019北京昌平高二下期末)北京时间2019年4月10日21时,在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系(M87)中央的超大质量黑洞照片,如图甲所示。宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波,人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测,如图乙所示。天体甲距地球1万光年,M87的黑洞距离地球5 500万光年,假设天体甲和M87的黑洞辐射功率相同,忽略电磁波在传播过程中的损耗,用一架射电望远镜接收到甲发出的电磁波功率为P1,则该望远镜接收到的来自M87的黑洞发出的电磁波功率为 ( )
A.P1 B.P1
C.5 500P1 D.5 5002P1
二、非选择题(共4题,共52分)
7.(2020天津第一中学月考)(10分)飞机失事后,为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在30天内能以37.5 kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少 若接收电路是由LC电路组成的,其中该接收装置里的电感线圈L=4.0 mH,此时产生电谐振的电容多大
8.(2019黑龙江哈尔滨三中高二检测)(16分)实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两极板带有一定电荷时,发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路,重力加速度大小为g,试分析以下两个问题:
(1)从S闭合时开始计时,π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大
9.(2021吉林松原扶余一中高二下期中)(10分)如图所示为某雷达的显示屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10-4 s,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙。问:雷达在何方发现了目标 目标与雷达相距多远 (真空中的光速c=3.0×108 m/s)
10.(2020湖北鄂南高级中学检测)(16分)某雷达工作时,发射电磁波的波长为λ=20 cm,每秒钟发射的脉冲数为n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs,求电磁波的振荡频率为多少 最大侦察距离是多少
答案全解全析
第4章 电磁波
本章达标检测
1.D 根据线圈L中的磁场方向,由安培定则可知,电路中的电流沿逆时针方向,则电容器处于放电过程,电容器所带电荷量逐渐减小,所以电容器两端电压正在减小,由于放电过程电路中的电流减小越来越慢,则线圈中的自感电动势在减小,则A、B错误;根据LC振荡电路中能量关系可知,此时电场能正在转化为磁场能,所以C错误;增大电容器的电容,则电容器的容抗减小,所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领,D正确,故选D。
2.C 麦克斯韦提出电磁场理论,并提出光是电磁波的一种形态,A说法正确;赫兹的火花实验证明了电磁波的存在,B说法正确;电磁波为横波,可以发生偏振现象,C说法错误;如果是均匀变化的电场,其周围可产生稳定的磁场,D说法正确。
3.D 发射无线电波时,需要对电磁波进行调制,故A错误;电视机的遥控器发射红外线,故B错误;γ射线波长最小,所以不容易观察到衍射现象,故C错误;雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播,D正确。
4.A 由波速公式c=λf得该电磁波的波长为λ== m≈0.12 m。故选A。
5.B 单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,故A错误;单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能,从而实现充电,故B正确;手机APP上显示的信息包括路程和时间,没有说明具体的位移,不能求出骑行的平均速度,故C错误;单车在被骑行时,主动轮受到向前的摩擦力(动力),从动轮受到向后的摩擦力(阻力),故D错误。
6.B 根据题图乙可知,电磁波向空间辐射,设接收面积为S,接收到的电磁波功率与发射功率关系:P=S,天体甲和M87的黑洞辐射功率相同,所以接收功率与半径平方成反比,所以来自M87的黑洞发出的电磁波功率为P1,故选项B正确。
7.答案 8 000 m 4.5×10-9 F
解析 由公式v=λf得,λ== m=8 000 m(5分)
再由公式f=得,C== F≈4.5×10-9 F(5分)
8.答案 (1)2g (2)g
解析 (1)设带电粉尘质量为m,电容器两极板间带电粉尘恰好静止,说明电场力方向向上,且F电=mg,闭合S后,构成LC振荡电路,则周期为T=2π=2π×10-5 s,经=π×10-5 s时,与初始时刻相比,电容器两极板间的场强反向,电场力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得a==2g。 (8分)
(2)线圈中电流最大时,电容器两极板间的场强为零,由牛顿第二定律可得a==g,方向竖直向下。 (8分)
9.答案 西方 300 km
解析 当雷达天线朝东方时,显示屏上只有发射信号而无反射信号;雷达天线朝西方时,显示屏上既有发射信号也有反射信号,因此雷达在西方发现了目标。 (4分)
由题图可知,雷达从发射信号到接收信号的时间为
t=2×10-4 s×10=2×10-3 s(2分)
目标与雷达之间的距离
x=ct=×3.0×108×2×10-3 m=300 km(4分)
10.答案 1.5×109 Hz 30 km
解析 由c=λf可得电磁波的振荡频率
f== Hz=1.5×109 Hz (4分)
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离s=cΔt=c=3×108× m≈6×104 m(8分)
所以雷达的最大侦察距离
sm==3×104 m=30 km。 (4分)