第四章 电磁振荡与电磁波 单元过关训练(word版含答案)

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名称 第四章 电磁振荡与电磁波 单元过关训练(word版含答案)
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文件大小 299.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-28 19:05:59

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文档简介

第四章 电磁振荡与电磁波 单元过关训练
一、单选题
1.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。红外线和紫外线相比较(  )
A.红外线比紫外线更容易发生衍射现象
B.真空中红外线的波长比紫外线的小
C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能
2.在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是(  )
A.红外线的频率最大,可见光的频率最小
B.可见光的频率最大,红外线的频率最小
C.X射线频率最大,红外线的频率最小
D.X射线频率最大,可见光的频率最小
3.随着社会生活节奏的日益加快,通信网络的速度也在不断提升,第五代移动通信技术(简称“5G”)将开启数字经济的新篇章,推动经济社会全方位变革。第四代移动通信技术4G,采用频段的无线电波;“5G”采用频段的无线电波。“5G”意味着更快的网速和更大的网络容载能力,与4G相比,5G使用的电磁波(  )
A.光子能量更大 B.衍射现象更明显 C.传播速度更快 D.波长更长
4.如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是(  )
A.把温度计放在c的下方,示数增加最快
B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大
C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D.若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射
5.以下说法中正确的是(  )
A.紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应
B.石英的固定频率与温度有关,据此可以制成磁温度计
C.光学仪器中用的衍射光栅是在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等距的平行刻痕,这些刻痕相当于透光的狭缝,这样就做成了透射光栅;
D.当对液晶显示器中液晶施加不同电场强度时,它对不同颜色的光吸收强度不一样,这样就能显示各样颜色
6.如图甲所示,电路中的电流正在变大,保持不变,改变电容器的电容,回路中电容器两端的电压变化如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.回路中的磁场能正在变小
B.电路2的电容为电路1中电容的2倍
C.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等
D.电路2的电流最大时电路1的电流也一定最大
7.如图甲所示电路中,把开关K扳到1,电源对电容器充电,待充电完毕,把开关K扳到2,电容器与带铁芯的线圈L组成的振荡电路中产生振荡电流,电流传感器能实时显示流过电容器的电流,电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是(  )
A.K扳到1时电流如图线1所示,K扳到2时电流如图线4所示
B.K扳到1时电流如图线2所示,K扳到2时电流如图线3所示
C.换用电动势更大的电源,振荡电流的周期将变大
D.拔出线圈的铁芯,振荡电流的频率将降低
8.如图所示,储罐中有不导电液体,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成电容为C的电容器置于储罐中,电容器可通过开关S与自感系数为L线圈或电源相连.当开关从a拨到b开始计时,L与C构成的回路中产生振荡电流,则时间内(  )
A.线圈中的电流增大
B.线圈中的自感电动势减小
C.电容器极板间的电场强度增大
D.电容器极板上的电荷量减小
二、多选题
9.如图所示为调幅振荡电流图像,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段(  )
A.经调制后 B.经调谐后
C.经解调后 D.耳机中
10.关于电视信号的发射,下列说法正确的是(  )
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,实现光电转换
11.关于电磁波和电磁振荡,下列说法正确的是(  )
A.LC振荡电路中,当电流最大时,线圈L中的磁通量最大
B.电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率
C.根据麦克斯韦电磁波理论,电磁波中的电场和磁场方向相互垂直,电磁波是横波
D.电磁波从发射电路向空间传播时,电磁振荡一旦停止产生的电磁波就立即消失
E.雷达是利用波长较长的无线电波来测定物体位置的无线电装置
三、填空题
12.甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F,自感线圈的直流电阻不计,自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H,甲图中开头S先接a端,充电结束后将开关S扳到b端;乙图中开关S先闭合,稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻,电容器C1正在___________(选填“充电”或“放电”),电容器C1的上极板带___________(选填“正电”或“负电”);自感线圈L2中的电流方向为___________(选填“向左”或“向右”),自感线圈L2中的磁场能正在___________(选填“增大”或“减小”)。
13.如图中LC振荡电路的周期为T=2×10-2s。从电流逆时针最大开始计时,当t=2.5×10-2s时,电容器正处于___状态;这时电容器上极板a的带电情况为____。
14.在如图所示的电路中,电容器的电容为C=4×10-6F,线圈的电阻可以忽略,电感H。闭合电键S,稳定后断开,图中LC回路开始电磁振荡,振荡开始后,电容器C的上极板正在_____电(选填“充”或“放”),带_____电(选填“正”或“负”),线圈中电流的方向向_______(选填“上”或“下”),磁场能正在__________(选填“增大”或“减小”)。
四、解答题
15.收音机的调频电路由自感线圈和可变电容器组成,调节可变电容器的电容,可以改变调谐电路的频率。已知中波频率范围为535~1605kHz,那么,
(1)收听中波段最低频率电台时的电容是收听最高频率电台电容的多少倍?
(2)收音机在中波段所接收的无线电波的波长范围是从多少米到多少米?
16.实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两板带有一定电荷时,发现一粉尘恰好静止在两板间。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,试分析以下两个问题:
(1)从S闭合时开始计时,经过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?
17.我国“嫦娥三号”探测器在进行首次软着陆和自动巡视勘察时,地面工作人员通过电磁波实现对月球车的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为λ=30km,地面上的工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被月球车接收所用的时间为t=1.3s,电磁波的速度为c=3×108m/s。则在发射器与月球车之间的距离相当于多少个波长?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【解析】
AB.根据电磁波谱可知,真空中红外线的波长比红光要长,而紫外线的波长比紫光要短,所以真空中红外线的波长比紫外线的长,则红外线比紫外线更容易发生衍射现象,故A正确,B错误;
C.因为红外线和紫外线都属于电磁波,所以在真空中红外线的传播速度与紫外线的一样大,都是光速c,故C错误;
D.因为红外线和紫外线都属于电磁波,而电磁波是横波,所以红外线和紫外线都能发生偏振现象,故D错误。
故选A。
2.C
【解析】
红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的波长是从长到短,所以其频率是从低到高。则频率最高的是伦琴射线(X射线),频率最小的红外线。
故选C。
【总结】
电磁波是由变化电磁场产生的,电磁波有:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。它们的波长越来越短,频率越来越高
3.A
【解析】
A.因为5G使用的电磁波频率比4G高,根据E=hv可知,5G使用的电磁波比4G光子能量更大,故A正确;
B.发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小;因5G使用的电磁波频率更高,即波长更短,故5G越不容易发生明显衍射,故B错误;
C.光在真空中的传播速度都是相同的,光在介质中的传播速度为,5G的频率比4G高,而频率越大折射率越大光在介质中的传播速度越小,故C错误;
D.因5G使用的电磁波频率更高,根据可知,波长更短,故D错误。
故选A。
4.A
【解析】
A.在c的下方是红外线区域,其热效应显著,把温度计放在c的下方,示数增加最快,A正确;
B.c光的波长最长,a光波长最短,由于双缝干涉条纹的间距与波长成正比,a光形成的干涉条纹的间距最小,B错误;
C.由图看出,c光的折射率最小,a光的折射率最大,由公式
分析可知,a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大,C错误;
D.c光的折射率最小,a光的折射率最大,由临界角公式
析得知,a光的临界角最小,c光临界角最大,则若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则c光不一定能发生全反射,D错误。
故选A。
5.D
【解析】
A.紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的化学效应,选项A错误;
B.石英的固定频率与温度无关,据此可以制成石英钟表,选项B错误;
C.光学仪器中用的衍射光栅是在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等距的平行刻痕,未刻痕的部分相当于透光的狭缝,这样就做成了透射光栅,选项C错误;
D.当对液晶显示器中液晶施加不同电场强度时,它对不同颜色的光吸收强度不一样,这样就能显示各样颜色,选项D正确。
故选D。
6.D
【解析】
A.回路中电流正在增大,电容器正在放电,电场能转化为磁场能,则回路中的磁场能正在变大,故A错误;
B.根据可知,电路2的电容为电路1中电容的4倍,故B错误;
C.根据电容的定义式可得,由于最大电压相同,电路2中的电容为电路1中电容的4倍,可知电路2对应的电容器最大电荷量是电路1最大电荷量的4倍,故C错误;
D.电路2的电流最大时电路1的电流也最大,故D正确。
故选D。
7.A
【解析】
AB.K扳到1时对电容器充电,电流沿正向逐渐减小,图线1符合,K扳到2时产生振荡电流,0时刻电流为零,前半个周期电流方向为负,图线4符合,故A正确,B错误;
C.振荡电流的周期
可知周期与电动势无关,故C错误;
D.振荡电流的频率
拔出线圈的铁芯,线圈自感系数减小,频率将升高,故D错误。
故选A。
8.C
【解析】
D.L与C构成的回路,振荡的周期
电容器电量随时间变化如图所示
在时间内,即是 时间内,电容器极板上的电荷量增加,D错误;
AB.电容器电量随时间变化如图所示
则线圈中的电流关系如图所示
在时间内,即是 时间内,电流在减小,自感电动势
图像的斜率在增大,故自感电动势在增大,AB错误;
C.根据
解得
电容器极板上的电荷量增加,则场强增大,C正确。
故选C。
9.AB
【解析】
为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制。调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化,成为调幅振荡电流,这就是调幅。在接收电路中,经过调谐,使电路与所需接收的电磁波产生电谐振,电路中将会出现调幅振荡电流。经解调后,调幅振荡电流将被“切”去一半,得到单向脉动电流,再经过滤波电路,把高频交流成分滤除掉,在耳机中就只有随信号而变化的音频(属于低频)电流。
故选AB。
10.BCD
【解析】
AB.摄像管输出的电信号频率低,不易直接发射出去,必须“加”在高频等幅振荡电流上才能发射出去,故A错误,B正确;
C.伴音信号和图像信号是同步发射的,故C正确;
D.摄像过程实现的是光电转换,故D正确。
故选BCD。
11.ABC
【解析】
A.LC振荡电路中,当电流最大时,线圈L中的磁场最强,线圈的磁通量最大,选项A正确;
B.电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率,选项B正确;
C.根据麦克斯韦电磁波理论,电磁波中的电场和磁场方向相互垂直,电磁波是横波,选项C正确;
D.电磁波从发射电路向空间传播时,电磁振荡一旦停止,但是空中产生的交变的电磁场不会消失,则电磁波不会立即消失,选项D错误;
E.雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置,选项E错误。
故选ABC。
12. 充电 正电 向左 增大
【解析】
[1][2]由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像(以上极板带正电为正),也是题图乙对应的i-t图像(以LC回路中有逆时针方向电流为正),图像均为余弦函数图像。在T时刻,从题图甲对应的q-t图像看出,电容器C1正在充电且上极板带正电。
[3][4]从题图乙对应的i-t图像看出,自感线圈L2中的电流向左且正在增大,所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
13. 充电完毕 带负电
【解析】
LC振荡电路,是电场能和磁场能之间的转化,电流最大时磁场能最大,电流为零时电场能最大;因为
t=2.5×10-2s=T
从电流逆时针最大开始计时,经T时,电容器正处于充电完毕状态;
从电流逆时针最大开始计时,根据充放电规律可知,电容器处于充电完毕状态时,上极板a带负电。
14. 充电 正 下 增大
【解析】
[1][2][3][4]先由题意得周期
经过,此时处于时刻,因此作出图像为以上极板带正电为正的余弦函数图像,如图所示
在时刻,从图可看出,电容器正在充电,因此上极板带正电。
因此图像为以LC回路中由逆时针方向电流为正的余弦函数,在时刻,线圈中电流方向向下,逐渐增加,因此磁场能也逐渐增大。
15.(1)9;(2)560.7m~186.9m
【解析】
(1)据公式


(2)据公式

16.(1)2g;(2)g,方向竖直向下
【解析】
(1)S断开时,电容器内带电粉尘恰好静止,说明电场力方向向上,且
F电=mg
闭合S后,L、C构成LC振荡电路,
T=2π=2π×10-5 s
经过π×10-5 s时,电容器间的电场强度反向,电场力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得
a==2g
(2)线圈中电流最大时,电容器两极间的电场强度为零,由牛顿第二定律可得
a==g
方向竖直向下。
17.1.3×104个
【解析】
发射器与月球车之间的距离
x=ct=3.9×108m
相当于电磁波波长的个数
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页