第四章 电磁振荡电磁波 单元综合卷（Word版含答案）

第四章 电磁振荡电磁波 单元卷
一、单选题
1．（2020·山东·高二期末）关于电磁波及其应用，下列说法不正确的是（　　）
A．紫外线能使很多物质发出荧光，具有杀菌作用
B．雷达是通过发射和接收无线电波来判断远处物体的方位
C．射线有较强的穿透能力，是一种电磁波
D．射线的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自动控制
2．（2020·四川眉山·高二期末）下列说法正确的是（　　）
A．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
C．相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
D．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，都能在真空中传播
3．（2020·浙江·高二期末）自从2018年底开始，美国就陆续开始对华为进行了打击和制裁，甚至宁可自损八百，也要千方百计的打压华为，究其原因，其中一个就是华为技术已领跑世界。通信相较于通信，利用的电磁波频率更高，数据传输更快，下列说法正确的是（　　）
A．信号相比于信号更不容易发生衍射
B．信号和信号都是电磁波，在空中相遇会发生干涉现象
C．信号在空中传播的速度大于信号在空中传播的速度
D．信号利用的电磁波频率高、能量大，也可以用来杀菌消毒
4．（2020·天津一中高二期末）不同频率的电磁波产生机理不同特性不同用途也不同，红外测温枪在这次疫情防控过程中发挥了重要作用，射电望远镜通过接收天体辐射的无线电波来进行天体研究，人体透视、机场安检和CT是通过X射线来研究相关问题，射线在医学上有很重要的应用，下列关于红外线、无线电波、X射线和射线的说法正确的是（　　）
A．红外线波动性最明显而射线粒子性最明显
B．它们和机械波本质相同，都是横波且都可以发生多普勒现象
C．红外线、X射线和射线都是原子由高能级向低能级跃迁产生的
D．一切物体都在不停的发射红外线，而且温度越高发射红外线强度就越大
5．（2020·浙江·高二期末）如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在减小，则此时（　　）
A．a点电势比b点低
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电路中电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在减小
6．（2020·辽宁·高二期中）如图甲中通过P点电流的（向右为正）变化规律如图乙所示，则（ ）
A．在0.5s~1s时间内，电容器C正在放电
B．在0.5s~1s时间内，电容器C上板带正电
C．在1s~1.5s时间内，Q点电势比P点电势高
D．在1s~1.5s时间内，磁场能转化为电场能
7．（2021·全国·高三专题练习）如图所示，图甲是LC震荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（　　）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
8．（2021·山东·高三专题练习）2019年被称为5G元年，这一年全球很多国家开通了5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（　　）
A．4G信号是横波，5G信号是纵波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．5G信号比4G信号波长更长，相同时间传递的信息量更大
D．5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
9．（2022·全国·高二）关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是（　　）
A．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者相互联系，统称为电磁场
B．电磁场从发生区域由近及远地传播就形成了电磁波
C．电磁波是一种物质，可在真空中传播，所以说真空中没有实物粒子，但有“场”这种特殊物质
D．电磁波在真空中的传播速度是3.0×108m/s
10．（2021·浙江·高二期中）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则（　　）
A．0~0.5ms内，电容器C正在充电
B．0.5ms~1ms内，电容器上极板带正电荷
C．1ms~1.5ms内，Q点比P点电势高
D．1.5ms~2ms内，线圈的磁场能减少，磁感应强度增大
11．（2021·全国·高二课时练习）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与电源或线圈L相连，如图所示。当S从a拨到b之后，由L与C构成的电路中产生振荡电流。那么（　　）
A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小
B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小
C．当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先变小后变大
D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大
二、填空题
12．（2021·全国·高二专题练习）电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种_________而改变的技术。调制分为调幅和调频。
（1）调幅（AM）：使高频电磁波的_________随信号的强弱而改变的调制方法。
（2）调频（FM）：使高频电磁波的_________随信号的强弱而改变的调制方法。
13．（2021·全国·高二专题练习）寻找马航失联飞机是全球关注的热点新闻，也是国人悲痛之点，更是各国高科技综合实力的体现和展示。搜寻失联飞机的黑匣子主要依靠电磁波技术和超声定位（即声呐）技术。电磁波是指在空间传播的交变电磁场，在真空中的传播速度为3.0×108m/s，无线电波是其中的一种电磁波。无线电波、红外线、可见光（即人眼能看到的光）、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，它们的产生方式不尽相同，波长也不同，把它们按波长顺序排列就构成了电磁波谱，如图所示。请根据上述信息及所学知识，结合电磁波谱图回答：
(1)最早发现白光（即可见光）可以发生色散，分解成七种颜色光的物理学家是______；其中，三原色光中波长最短的是______光。
(2)广播和电视利用电磁波谱中的______来传递声音和图像；飞机黑匣子发出的电磁波信号，在海水中迅速衰减，无法传播，所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作，以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)请观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出初步结论：______；请进一步观察和计算电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出结论：______。
14．（2020·全国·高二课时练习）家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的厨具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，磁控管会产生频率为2450MHz的微波，它在金属炉腔内来回反射，微波的电磁作用使食物分子高频率地振动而内外同时迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素。
(1)磁控管的输出功率约700W，食物吸收微波电磁能量的效率为90%，若将该食品加热3min，则吸收了多少能量__________？
(2)导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物通常较易吸收微波能量而转换成热量，故使用微波炉时应( )
A．用金属容器盛放食物放入炉内加热
B．用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热
C．将微波炉置于磁性材料周围
D．将微波炉远离磁性材料
(3)过量的微波照射对人体有害，因此微波炉的外壳，炉门的玻璃上的屏蔽网应用____________制成。
(4)两位同学讨论微波炉，一位说微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；另一位说微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”。说说你对这两位同学的结论的看法___________。
三、解答题
15．（2021·全国·高三课时练习）某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198收到反射波。求飞机的飞行速度。
16．（2021·全国·高二课时练习）某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他应该增加还是减少线圈的匝数？说明理由。
17．（2021·全国·高二单元测试）有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期，式中m为振动物体的质量，k为回复力与位移间的比例系数。
（1）试证明在小角度下，单摆做简谐运动，并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f的表达式（已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g）；
（2）在弹吉他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定，假设琴弦振动时，振幅很小，且琴弦的张力保持不变，
a．请通过分析，写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的关系式；
b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，试求琴弦振动的频率将变为多少？
（注：严格的说，琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。此题中我们不考虑其他驻波的影响，即只需关注琴弦上基波的频率。不懂驻波的同学可以不用管这一条注释，不影响解题）
（3）简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。我们曾利用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。
现在对一个LC振荡电路，请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律），并求出电磁振荡频率f的表达式。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为。
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参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．D
5．C
6．C
7．B
8．D
9．A
10．C
11．A
12． 信号 振幅 频率
13． 牛顿 蓝 无线电波 波的频率越高，波长越短 各种波的频率与波长成反比（或各种波的频率与波长乘积相等，且等于光速）
14． BD 金属网 使用微波炉省电，是从微波炉加热时间短，热效率高的角度来说的。使用微波炉费电是从微波炉的电功率大的角度来说的，两位同学的说法都是有一定道理的，只是看问题的角度不同
15．
16．减小线圈匝数
17．（1）；（2）a．，b．；（3），
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