第四章 电磁振荡与电磁波 单元综合测试卷(Word版含解析)

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名称 第四章 电磁振荡与电磁波 单元综合测试卷(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 914.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-18 21:09:18

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文档简介

第四章 电磁振荡与电磁波 单元综合测试卷
一、单选题
1.关于电磁波,下列说法正确的是(  )
A.赫兹首先提出了光是电磁波的学说
B.变化的电场产生变化的磁场
C.稳定的磁场产生均匀变化的电场
D.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关
2.如图甲为振荡电路情景图,图乙为其中电流随时间变化的图像。以逆时针为电流正方向,则(  )
A.图甲对应乙图中的过程
B.图甲中若在线圈中插入铁芯,则发射电磁波的频率变大
C.图乙中时间内,电容器两端电压在增大
D.图乙中时间内,线圈的自感电动势在增大
3.如图甲所示为小明爷爷的收音机的调谐电路图,图乙为调谐电路中可变电容器对应的工作原理图。当调谐电路中可变电容器的电容为时,接收到波长为的信号,如果要接收到波长为的信号,则可变电容器的电容应调整为(  )
A. B. C. D.
4.某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮,其原理示意图如图甲所示,高压直流电源电动势为E,大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上,管内光滑,将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1,使电容器完全充电,然后立即将S转接2,此后电容器放电,通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示,金属小球在的时间内被加速发射出去,时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是( )
A.小球在塑料管中加速度随线圈中电流的增大而增大
B.在的时间内,电容器储存的电能全部转化为小球的动能
C.适当加长塑料管可使小球获得更大的速度
D.在的时间内,顺着发射方向看小球中产生的涡流是逆时针方向的
5.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
6.在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中,不能产生电场的是(  )
A. B.
C. D.
7.2021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.
8.5G时代移动通信技术采用3300×106Hz~5000×106Hz频段的电磁波,相比于现有的4G移动通信技术采用的1880×106Hz~2635×106Hz频段而言,具有更大的优势,下列说法正确的是(  )
A.4G和5G信号相遇可能发生稳定干涉
B.4G和5G信号既可以有线传播,也可以无线传播
C.5G信号比4G信号遇到相同障碍物时衍射现象更明显
D.在真空中5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
二、多选题
9.振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中,电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示,则在1×10﹣6s~2×10﹣6s内,下列说法正确的是(  )
A.电容器C正在放电
B.电容器C正在充电
C.电场能正在向磁场能转化
D.回路中振荡电流正在逐渐减小
10.下列说法中正确的是(  )
A.图甲中振动加强点的位移不可能为0
B.红外线是一种频率比紫外线还高的电磁波
C.图乙中让A球在垂直纸面的方向振动起来一段时间后,B、C、D三球中振幅最大的是C球
D.图丙所示的振荡电路中,若磁场正在增强,则电容器上板带正电
11.如图所示是沿z轴方向传播的电磁波的模型图,箭头线段长度表示了场强大小,已知光速为c。下列关于电磁波说法正确的有(  )
A.电磁波传播空间,一定存在均匀变化的电场
B.电磁波传播空间,一定存在均匀变化的磁场
C.图示电磁波若在真空中传播则说明光频率为
D.从图示电磁波模型来看电磁波属于横波
12.下列说法正确的是(  )
A.避雷针利用针尖放电原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
B.在磁场中,通电导线要受安培力的作用,我们使用的电动机是利用这个原理来工作的。
C.把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程,称为调制,信号的调制方式有调幅和调频两种方式。其中调频信号由于抗干扰能力强,操作性强,因此高质量的音乐和语言节目,电视伴音采用这种信号调制方式
D.电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可以实现无线传输。
三、填空题
13.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.在电场中,将某正电荷由一点移动到另一点的过程中,电场力做正功,则该电荷的电势能________(选填“增加”或“减少”);如图所示,a为某导体的图像,则该导体的电阻R=________Ω;我国“北斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息,最早预言电磁波存在的科学家是________(选填“赫兹”或“麦克斯韦”)。
四、解答题
15.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
16.如图所示的电路
(1)如果仅更换电感L更大的线圈,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2,电容器通过线圈放电,线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大?“阻碍”作用是否也更大?由于延缓了振荡电流的变化,振荡周期T会怎样变化?
(2)如果仅更换电容C更大的电容器,将开关S掷向1,先给电容器充电,电容器的带电荷量是否增大?再将开关掷向2,电容器通过线圈放电,放电时间是否相应地变长?振荡周期T是否变长?
17.雷达是一种无线电探测装置,除了军用方面外,人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道。雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的,当雷达向目标发射无线电波时,在指示器荧光屏上出现一个尖形波;在收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波。如图所示,该图只记录了时间,每一小格表示1.0×10-4s,那么根据此图,雷达与被测目标的距离约为多少?
18.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×106Hz ).食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的.右下表是某微波炉的部分技术参数,问:
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少?
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少
(3)如果做一道菜,使用微波挡需要正常工作30min,则做这道菜需消耗的电能为多少
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
A.麦克斯韦根据电磁场理论,提出了光是一种电磁波,故A错误;
B.均匀变化的磁场产生恒定的电场,故B错误;
C.稳定的磁场不产生电场,故C错误;
D.一切物体都在辐射红外线,红外线属于电磁波,这种辐射与物体的温度有关,故D正确;
故选D。
2.C
【解析】
A.图甲中电流流入电容器的正极,电容器处于充电过程,电流方向为正,图乙中,电流减小,是充电过程,所以图甲对应图乙中过程,故A错误;
B.在线圈中插入铁芯,自感系数变大,根据震荡电路频率公式
发射电磁波的频率减小,故B错误;
C.图乙中电流减小,是充电过程,电容器两端电压增大,故C选项正确;
D.图乙中时间内,电流增大的越来越慢,根据
可知,自感电动势在减小,故D错误。
故选C。
3.A
【解析】
由电磁波的波长公式
由和谐电路的频率公式
联立得
所以有
故选A。
4.D
【解析】
A. 磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比。根据乙图可知,线圈中的磁感应强度变化情况与电流的变化情况相同,在0~时间内,电流i在增大,但变化率却逐渐减小,线圈的磁通量变化率也逐渐减小,由法拉第电磁感应定律
可知,感应电动势逐渐减小,所以小球受到的感应电场的电场力也逐渐较小,由牛顿第二运动定律可知,小球的加速度逐渐减小,故A错误;
B.电容器的放电过程中,变化的磁场在空间产生了变化的电场,然后以电磁波的形式传递出去,散失了一部分能量,所以0~时间内,电容器储存的电能没有全部转化为小球的动能,故B错误;
C.适当增加塑料管的长度,增长后,小球会在电流减小的过程中离开塑料管,当电流减小时,磁场也会减小,通过楞次定律判断可知,此时线圈的作用力向左,阻碍小球运动,所以适当加长塑料管,小球速度会在减小,故C错误;
D.时间内,电流逐渐增大,产生的磁场也会增强,通过楞次定律判断可知,原磁场增大,感应磁场与原磁场方向相反,由右手螺旋定则判断可得,小球中产生的涡流是逆时针方向的,故D正确。
故选D。
5.D
【解析】
A.5G和4G使用的电磁波都是横波,A正确;
B.5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同,均为光速3×108 m/s,B正确;
C.任何波均能发生干涉和衍射现象,故5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象,C正确;
D.因5G使用的电磁波频率更高,根据公式
得,当速度一样时,波长与频率成反比,即5G使用的电磁波的波长比4G的短,D错误。
故选 D。
6.D
【解析】
因为由麦克斯韦电磁理论知变化的磁场可以产生电场,由图可知D中磁场恒定,不能产生电场。
故选D。
7.A
【解析】
光的传播速度为,需要的时间最少为
故选A。
8.B
【解析】
A.4G和5G信号频率不同,则相遇时不可能发生稳定干涉,选项A错误;
B.4G和5G信号既可以有线传播,也可以无线传播,选项B正确;
C.5G信号比4G信号的波长短,则遇到相同障碍物时4G信号衍射现象更明显,选项C错误;
D.在真空中5G信号的传播速度与4G信号的传播速度相等,选项D错误。
故选B。
9.BD
【解析】
ABD.由图像可知,在1×10﹣6s~2×10﹣6s内,极板上电荷量正在增大,说明LC振荡电路正在充电,回路中振荡电流正在减小,故A错误,BD正确;
C.极板上电荷量正在增大,说明磁场能正在向电场能转化,故C错误。
故选BD。
10.CD
【解析】
A.图甲中振动加强点也在上下振动,某时刻它的位移可能为0,故A错误;
B.红外线是一种频率比紫外线还低的电磁波,故B错误;
C.图乙中让A球在垂直纸面的方向振动起来一段时间后,B、C、D三球做受迫振动,根据单摆的周期公式,由图可知,C球的摆长于A球的摆长最接近,因此A、C的固有频率最接近,则B、C、D三球中振幅最大的是C球,故C正确;
D.有图丙,根据右手螺旋定则可知,电流由线圈上端流入,下端流出,若磁场正在增强,则电容器在放电,则电容器上板带正电,故D正确。
故选CD。
11.CD
【解析】
AB.根据麦克斯韦电磁理论可知,均匀变化的电场激发恒定磁场,均匀变化的磁场激发恒定电场,而恒定电场和恒定磁场不能激发磁场和电场,故电磁波传播空间,一定存在非均匀变化的电场和磁场,故AB错误;
C.电磁波若在真空中传播则说明光频率为
故C正确;
D.所有电磁波都属于横波,故D正确。
故选CD。
12.ABCD
【解析】
A.避雷针利用尖端放电原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过尖端放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。A正确;
B.电动机是利用通电线圈在磁场里受安培力转动的原理制成的,B正确;
C.把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程,称为调制,信号的调制方式有调幅和调频两种方式。其中调频信号由于抗干扰能力强,操作性强,因此高质量的音乐和语言节目,电视伴音采用这种信号调制方式。C正确;
D.电磁波传播不需要介质,故电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可以实现无线传输。D正确。
故选ABCD。
13. 1×1015 增大
【解析】
根据波长、波速和频率的关系可知
所以
根据可知,f不变,λ变长,则波速增大。
14. 减少 3 麦克斯韦
【解析】
将某正电荷由一点移动到另一点的过程中,电场力做正功,则该电荷的电势能减少;
根据图像可得导体的电阻
最早预言电磁波存在的科学00.510A家是麦克斯韦。
15.(1)0;(2)g
【解析】
(1)LC振荡电路的周期为
因此t=2π×10-5 s时,LC振荡电路恰好经历一个周期,此时电容器两极板间场强的大小、方向均与初始时刻相同,所以此时粉尘所受合外力为0,加速度大小为0。
(2)电容器放电过程中,两极板的电荷量减小,电路中的电流增大,当电流最大时,两极板的电荷量为零,极板间电场强度为零,此时粉尘只受重力,其加速度大小为g。
16.(1)自感电动势更大;“阻碍”作用更大;周期变长;(2)带电荷量增大;放电时间变长;周期变长
【解析】
(1)仅更换电感L更大的线圈,电容器通过线圈放电
线圈因自感现象产生的自感电动势更大,则“阻碍”作用也更大,
周期变长。
(2)如果仅更换电容C更大的电容器,将开关S掷向1,先给电容器充电
带电荷量增大,放电时间变长
周期变长。
17.1.2×105m
【解析】
设雷达与被测目标的距离为s,来回的时间为t,则有
2s=ct
解得
s==m=1.2×105m
18.(1)0.12m(2)5A(3)
【解析】
由c=λf求得λ;额定电流=额定功率除以额定电压;消耗的电能等于功率与时间的乘积.
(1)波长为.
(2)额定电流:.
(3)消耗的电能 E=W=Pt=1100×1800=1.98×106J.
答案第1页,共2页
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