第4章 电磁波 单元小卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第4章 电磁波 单元小卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 563.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 20:57:40 | ||
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文档简介
第4章 电磁波 单元必刷小卷
一、单选题
1．（2022·北京朝阳·一模）隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征，使雷达难以发现、识别、跟踪和攻击。飞机隐身的途径主要有两种：一是改变飞机的外形和结构，减小回波；二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m～0.1m之间的厘米波，隐形飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此在常规雷达的屏幕上几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m～10m之间的米波，与隐身飞机的外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信号的能量，从而使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是（ ）
A．米波不能产生偏振现象
B．米波的频率约为厘米波频率的10倍
C．米波的传播速度小于厘米波的传播速度
D．常规雷达比米波雷达的分辨率更高
2．（2022·湖北武汉·高二阶段练习）LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
3．（2022·云南·峨山彝族自治县第一中学高二开学考试）下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（ ）
A．变化的磁场产生的电场一定是变化的
B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场
C．稳定的磁场产生不稳定的电场
D．周期性变化的磁场在周围空间产生的变化电场
4．（2022·全国·高二专题练习）电磁场理论预言了什么（ ）
A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场
B．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速
C．预言了变化的电场能够在周围产生磁场
D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电
5．（2022·全国·高三课时练习）如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 ）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
6．（2022·全国·高三专题练习）第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中不正确的是（ ）
A．5G和4G使用的电磁波都是横波
B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
7．（2022·江苏南通·高二期末）现在很多耳机都加入了主动降噪技术，其原理是音频接收器采集周围环境噪音，传给芯片，再让扬声器发出一个与噪声频率、振幅相同，相位相反的声音与原噪音相互抵消，实现降噪，该技术处理用到的原理是（ ）
A．衍射 B．干涉 C．调制 D．解调
8．（2022·浙江绍兴·高二期末）我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G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．5G信号比4G信号的波长更长
B．5G信号是纵波，4G信号是横波
C．5G信号传播不需要介质，4G信号传播需要介质
D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大
9．（2022·安徽·合肥市第六中学高二期末）2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，如图所示。已知神舟十三号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，则航天员讲课的实时画面从神舟十三号空间实验室发至地面接收站需要的时间最少为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
10．（2021·山东济宁·一模）关于电磁波，下列说法正确的是 （ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
11．（2022·湖北·高二阶段练习）5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一般采用3.3×109～6×109Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109～2.64×109Hz，则下列说法正确的是（ ）
A．5G信号的波长比4G信号的波长更短
B．5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象
C．在真空中5G信号比4G信号传播的更快
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在
12．（2022·山西·朔州市朔城区第一中学校高二开学考试）如图甲为电容器上极板电量q随时间在一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡电路的某一状态，线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（ ）
A．时刻线圈中自感电动势为零
B．时间内LC振荡电路内的电流为逆时针
C．中某时刻与图乙状态相对应
D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小
三、填空题
13．（2022·广东佛山·模拟预测）可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.3μm，则它的频率为________Hz；光从水中进入真空中频率不变，但波长变长，光的传播速度将________（填“增大”“减少”或“不变”）。
14．（2021·全国·高二专题练习）如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，电感线圈中的电流正在______（填“增大”“减小”或“不变”），如果电流的振荡周期为T=10－4s，电容C=250μF，则线圈的电感L=______H。
15．（2022·全国·高三课时练习）如图所示为某收音机接收电路，其电感L=10-3mH，为了接收波长为500m的电磁波，其电容C应调到___________。
16．（2021·全国·高三专题练习）如图为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在___________（选填“放”或“充”）电，电感线圈中的电流在___________（选填“增大”“减小”或“不变”），如果振荡电流的周期为π×10-4 s，电容为C=250 μF，则自感系数L=___________。
四、解答题
17．（2021·陕西·富县高级中学高二期中）实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
（2021·全国·高二课时练习）一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
19．（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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．D
4．B
5．C
6．D
7．B
8．D
9．A
10．ABD
11．AD
12．BC
13． 1×1015 增大
14． 减小 10－6
15．7.04×10-2μF
16． 充 减小 10-5H
17．（1）0；（2）g
18．1739kHz；173m．
19．（1）；（2）a．，b．；（3），
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·北京朝阳·一模）隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征，使雷达难以发现、识别、跟踪和攻击。飞机隐身的途径主要有两种：一是改变飞机的外形和结构，减小回波；二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m～0.1m之间的厘米波，隐形飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此在常规雷达的屏幕上几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m～10m之间的米波，与隐身飞机的外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信号的能量，从而使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是（ ）
A．米波不能产生偏振现象
B．米波的频率约为厘米波频率的10倍
C．米波的传播速度小于厘米波的传播速度
D．常规雷达比米波雷达的分辨率更高
2．（2022·湖北武汉·高二阶段练习）LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
3．（2022·云南·峨山彝族自治县第一中学高二开学考试）下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（ ）
A．变化的磁场产生的电场一定是变化的
B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场
C．稳定的磁场产生不稳定的电场
D．周期性变化的磁场在周围空间产生的变化电场
4．（2022·全国·高二专题练习）电磁场理论预言了什么（ ）
A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场
B．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速
C．预言了变化的电场能够在周围产生磁场
D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电
5．（2022·全国·高三课时练习）如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 ）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
6．（2022·全国·高三专题练习）第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中不正确的是（ ）
A．5G和4G使用的电磁波都是横波
B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
7．（2022·江苏南通·高二期末）现在很多耳机都加入了主动降噪技术，其原理是音频接收器采集周围环境噪音，传给芯片，再让扬声器发出一个与噪声频率、振幅相同，相位相反的声音与原噪音相互抵消，实现降噪，该技术处理用到的原理是（ ）
A．衍射 B．干涉 C．调制 D．解调
8．（2022·浙江绍兴·高二期末）我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G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．5G信号比4G信号的波长更长
B．5G信号是纵波，4G信号是横波
C．5G信号传播不需要介质，4G信号传播需要介质
D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大
9．（2022·安徽·合肥市第六中学高二期末）2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，如图所示。已知神舟十三号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，则航天员讲课的实时画面从神舟十三号空间实验室发至地面接收站需要的时间最少为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
10．（2021·山东济宁·一模）关于电磁波，下列说法正确的是 （ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
11．（2022·湖北·高二阶段练习）5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一般采用3.3×109～6×109Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109～2.64×109Hz，则下列说法正确的是（ ）
A．5G信号的波长比4G信号的波长更短
B．5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象
C．在真空中5G信号比4G信号传播的更快
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在
12．（2022·山西·朔州市朔城区第一中学校高二开学考试）如图甲为电容器上极板电量q随时间在一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡电路的某一状态，线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（ ）
A．时刻线圈中自感电动势为零
B．时间内LC振荡电路内的电流为逆时针
C．中某时刻与图乙状态相对应
D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小
三、填空题
13．（2022·广东佛山·模拟预测）可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.3μm，则它的频率为________Hz；光从水中进入真空中频率不变，但波长变长，光的传播速度将________（填“增大”“减少”或“不变”）。
14．（2021·全国·高二专题练习）如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，电感线圈中的电流正在______（填“增大”“减小”或“不变”），如果电流的振荡周期为T=10－4s，电容C=250μF，则线圈的电感L=______H。
15．（2022·全国·高三课时练习）如图所示为某收音机接收电路，其电感L=10-3mH，为了接收波长为500m的电磁波，其电容C应调到___________。
16．（2021·全国·高三专题练习）如图为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在___________（选填“放”或“充”）电，电感线圈中的电流在___________（选填“增大”“减小”或“不变”），如果振荡电流的周期为π×10-4 s，电容为C=250 μF，则自感系数L=___________。
四、解答题
17．（2021·陕西·富县高级中学高二期中）实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
（2021·全国·高二课时练习）一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
19．（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．D
2．D
3．D
4．B
5．C
6．D
7．B
8．D
9．A
10．ABD
11．AD
12．BC
13． 1×1015 增大
14． 减小 10－6
15．7.04×10-2μF
16． 充 减小 10-5H
17．（1）0；（2）g
18．1739kHz；173m．
19．（1）；（2）a．，b．；（3），
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