第四章 电磁振荡 电磁波 单元综合训练（word版含答案）

第四章 电磁振荡 电磁波 单元综合训练
一、单选题
1．（2021·北京市顺义区第一中学高二阶段练习）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。下列关于红外线和紫外线的说法正确的是（　　）
A．红外线的波长比无线电波长 B．只有热的物体才能辐射红外线
C．紫外线的波长比红外线长 D．红外线和紫外线都是电磁波
2．（2021·江苏苏州·高二期中）为了消杀新冠病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是（　　）
A．红外线的衍射能力比紫外线的强
B．紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断
3．（2020·江苏·高三专题练习）关于波和波的现象解释，下列说法中正确的有（　　）
A．电磁波的传播速度恒为
B．雷达工作时利用了声波的反射
C．增透膜使得两列反射光波相消，但透射光强并没有增加
D．声源与观察者相对靠近时，观察者按收到的频率大于声源发出的频率
4．（2021·山东省泰安第四中学高二阶段练习）调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，如果要接收到这个电台的信号，应该采取的措施是（　　）
A．增大调谐电路中线圈的匝数 B．加大电源电压
C．增加调谐电路中的电容 D．将线圈中的铁芯抽出
5．（2021·全国·高二课时练习）如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止，有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则（　　）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
二、多选题
6．（2012·四川·成都外国语学校高二期末）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波是横波
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波能产生干涉和衍射现象
D．电磁波中电场和磁场方向处处互相垂直
7．（2021·浙江·高三阶段练习）如图为LC振荡电路在t = 0时刻的状态，该时刻电容器放电刚结束，电磁振荡的周期T = 0.8s，下列说法正确的是（ ）
A．t = 0.1s时，线圈中的自感电动势在增大
B．t = 0.3s时，电场方向向下，电场强度大小逐渐减小
C．t = 0.5s时，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小
D．t = 5.68s时，电路中电流正在增大，极板带电量在减小
8．（2016·云南·一模）如图所示为著名物理学家费曼设计的一个实验装置：水平绝缘圆板可绕通过其中心的竖直光滑轴自由转动，圆盘边缘固定着若干金属小球，在圆盘的中部有一个导电线圈。在线圈接通电源的瞬间发现圆板发生了转动，则下列说法正确的是（　　）
A．圆板上的金属小球带电
B．圆板上的金属小球不带电
C．接通线圈电源的瞬间在圆板上的金属小球所在处产生了电场
D．接通线圈电源的瞬间在圆板上的金属小球所在处只产生了磁场
9．（2021·四川·高三专题练习）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空和介质中的传播速度相同
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波谱中的无线电波与可见光相比，更容易产生显著的衍射现象
D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失
E．反射电磁波是为了用它传递某种信号，载有信号的电磁波可以在真空中传播也可以通过光缆传输
10．（2021·浙江省德清县第三中学高二阶段练习）在LC振荡电路中，某时刻线圈中产生如图所示的磁场，且磁场正在逐渐减弱，则该时刻（　　）
A．电容器的带电量正在增大 B．电容器的上极板带正电
C．电容器极板间的电场向上 D．振荡电路中磁场能正在向电场能转化
11．（2021·全国·高二课时练习）LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（　　）
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电
D．若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b
三、填空题
12．（2022·河北·高三专题练习）为了满足通讯需要，人们建设了很多无线电波发射塔，通过研究发现，发射电磁波的频率越大，电磁波的能量就越大，为了实现以比较大的功率向外发射电磁波，那么振荡电路的电容器的电容应该足够______（选填“大”或“小”）；现在正在收听频率为500kHz附近的广播节目，若想收听频率为800kHz附近的广播节目，需要调整接收电路中可变电容器的电容，应该将可变电容器的电容适当______（选填“调大”或“调小”）。
13．（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___________。
14．（2019·云南·弥勒市第二中学高二学业考试）电磁波谱的排列是：无线电波、微波、_______________、可见光、紫外线、X射线、γ射线；可用来灭菌消毒的电磁波是____________；在探月工程中，从地球向“月兔号”月球车发指令，电磁波信号经过__________s到达月球车。（已知地月表面距离约为3.84×108m）
四、解答题
15．（2021·全国·高三专题练习）如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH ， 电容器的电容C＝0.2 μF．电源电动势E＝4 V ， 电阻的阻值R＝10 Ω ， 不计线圈和电源的内阻，闭合开关S ， 待电路中电流稳定后 断开S ， 求
（1）LC回路的振荡频率．
（2）LC回路振荡电流的有效值．
（3）从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
16．（2022·全国·高二单元测试）飞机黑匣子是用来记录飞行数据数据和驾驶舱语音的电子设备．一旦飞机失事黑匣子入水，水敏开关启动水下超声波脉冲发生器工作，通过金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域，已知超声波在水中传播速度为1500m/s ， 则该波在水中的波长约为多少？超声波能不能发生偏振现象？
17．（2021·全国·高二课时练习）雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10-4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经=170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
AC．根据电磁波谱可知，真空中波长由大到小顺序为：无线电波、红外线、紫外线、X射线、射线，故AC错误；
B．任何物体都能辐射红外线，只是温度越高、辐射越强，辐射波长越短，故C错误；
D．无线电波、红外线、紫外线、X射线、 射线都是电磁波，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】
A．红外线的波长比紫外线长，所以衍射能力比紫外线的强，故A正确，不符合题意；
B．紫外线的频率高，所以紫外线的能量高，灭菌消杀病毒的能力强，故B正确，不符合题意；
C．真空中所有电磁波的传播速度相同，故C错误，符合题意；
D．人体可以向外辐射红外线，所以红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．D
【解析】
A．电磁波在真空中的传播速度恒为，在其它介质中传播速度并不相等，A错误；
B．雷达工作时利用了电磁波的反射，B错误；
C．反射光相消就是透射光增强，因为两个光的光程差是一样的，但一个肯定有另一个肯定没有半波损失，把薄膜厚度设计成反射光相消，透射光就增强，C错误；
D．根据多普勒效应，声源与观察者相对靠近时，观察者按收到的频率大于声源发出的频率，D正确。
故选D。
4．D
【解析】
当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中接收不到信号的原因是调谐电路的固有频率较低，由可知，在电容C无法再调节的情况下，可减小L以提高，故选D。
5．B
【解析】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，B正确；ACD错误；
故选B。
6．ACD
【解析】
A．电磁波是横波，选项A正确；
B．电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播，选项B错误；
C．干涉和衍射是一切波都具有的性质，电磁波能产生干涉和衍射现象，选项C正确；
D．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直，选项D正确；
故选ACD。
7．AC
【解析】
A．根据题意画出此LC振荡电路的振荡电流的变化图像如图所示
结合图像，可知在t = 0.1s时，I—t图像的斜率在增大，则说明磁场的变化率在增大，则线圈中的自感电动势在增大，A正确；
B．由I—t图像可知，从0.2s-0.4s，电流在增大，电容正在放电，则下极带正电，故在t = 0.3s时电场方向向上，电场强度减小，B错误；
C．由I—t图像可知，从0.4s-0.6s，电流在减小，电容正在充电，则t = 0.5s时，电流在反向减小，则产生的磁感应强度方向向下，大小逐渐减小，C正确；
D．因 ，由I—t图像可知，电路中电流正在减小，所以电容器处于充电过程，则极板带电量在增大，D错误。
故选AC。
8．AC
【解析】
AB．线圈接通电源瞬间，线圈中的电流是逐渐增大的，产生的磁场也只逐渐增大的，则根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，从而导致带电小球受到电场力，使圆板转动，因为线圈中电流方向未知，产生的感应电场方向未知，所以不能确定小球所受的电场力方向，无法判断小球的电性，但若小球不带电，一定不会转动，B错误，A正确；
CD．线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生变化的电场，从而导致带电小球受到电场力，使其转动，D错误，C正确。
故选AC。
9．BCE
【解析】
A．电磁波在不同介质中的速度不同，故A错误；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；
C．电磁波谱中的无线电波与可见光相比，因波长较长，故更容易产生显著的衍射现象，故C正确；
D．电磁波本身是种能量形式，波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波仍可以继续传播，故D错误；
E．电磁波可以传递信息，反射电磁波是为了用它传递某种信号，载有信号的电磁波可以在真空中传播也可以通过光缆传输，故E正确。
故选BCE。
10．ABD
【解析】
根据线圈中的磁场方向可知回路中的电流方向为逆时针方向，因磁场正在减弱，则电流正在减小，电容器正在充电，电容器的带电量正在增大，且上极板带正电，电容器极板间场强向下，振荡电路中磁场能正在向电场能转化。
故选ABD。
11．ABC
【解析】
AB．若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由向，电场能增大，上极板带负电，故A、B正确；
CD．若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减少，根据安培定则，可判断电流由向，上极板带正电，故C正确，D错误。
故选ABC。
12． 小 调小
【解析】
由题意可知为了实现以比较大的功率发射电磁波，需要电磁波的频率足够大，而电磁振荡的频率
由此可知若要电磁波的频率足够大，则振荡电路中电容器的电容要足够小；
当接收频率从500kHz调到800kHz时，接收电路的频率变大
可变电容器的电容应该调小。
13． 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
【解析】
(1)根据效率公式，对微波炉有
其中电流产生的热量等于电流通过微波炉3min做的功，即
故食品加热吸收的热量
(2)微波能够穿透玻璃、陶瓷和塑料，因此可使用这些材料制成容器盛放食物，微波能使金属感应出很强的电流，会损坏微波炉，磁场会对微波产生相互作用，所以微波炉应远离磁性材料，本题的正确选项为BD。
(3)微波不能穿透金属，为防止微波泄漏对人体造成的伤害，炉门玻璃上的屏蔽网应使用金属网制成。
(4)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，因此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。
14． 红外线 紫外线 1.28
【解析】
考查电磁波谱，电磁波的特性，电磁波的传播。
电磁波谱根据波长从长波到短波排列顺序是：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线；
紫外线具有灭菌消毒的作用；
电磁波在真空中传播速度为光速 ，所以：
。
15．（1）1.6×104Hz （2）0.28 A （3）4.7×10－5S
【解析】
(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz．
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流，
(3)由，得T=6.25×10-5s．当S断开时，电容器上的带电量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，
故当电容器上极板带正电荷量最大，经历的最短时间为.
【点睛】
该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，理解充电与放电过程，电量，电场强度，电压，电流的大小如何变化．
16．0.04，偏振
【解析】
超声波的波长：；超声波是纵波，不能发生偏振现象；
17．306 m/s
【解析】
由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为
当到达正上方后，距离为
由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以飞机的速度为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页