人教版选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波 章练习(含答案)

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名称 人教版选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波 章练习(含答案)
格式 zip
文件大小 1.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-22 19:14:11

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文档简介

人教版选择性必修二第四章电磁振荡与电磁波章练习(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 卡内部有电感线圈和电容构成的振荡电路。刷卡时,读卡机向外发射某一特定频率的电磁波,卡内的振荡电路产生电谐振,线圈中产生感应电流,给电容充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A. 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B. 电容器充电时,线圈中磁场能减少
C. 如果增大电路中电容器两极板间距离,振荡周期将增大
D. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,在线圈中不会产生感应电流
2. 图甲振荡电路中通过点的电流向右为正变化规律如图乙所示,则( )
A. 时,电容器处于充电状态 B. 时,电容器上极板带正电
C. 时,点的电势比点低 D. 时,磁场能向电场能转化
3. “愿所有人平安归来,奇迹发生”。这是在东航客机事件后,搜救人员在全力搜救的过程中网络上频繁出现的一句话。东航事件牵动无数中国人的心,在搜救过程中我们全力以赴、众志成城,不放弃任何对生命的希望。为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在天内能以的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。若接收电路是由电路组成的,其中该接收装置里的电感线圈的自感系数,光速则此黑匣子发出的电磁波波长和接收电路产生电谐振时的电容分别为( )
A. B. C. D.
4. 下列说法正确的是
A. 声波能发生衍射,电磁波不能发生衍射
B. 玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律
C. 实现静电屏蔽一定要用封闭的金属容器,金属网不能起到屏蔽作用
D. 在振荡电路中,将铁芯插入电感线圈,向外辐射电磁波的本领会增强
5. 麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,则下列说法中正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 两平行板间的电场强度在减小
C. 该变化电场产生顺时针方向俯视的磁场
D. 两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场达到最大值
6. 如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将( )
A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 以上情况都有可能
7. 下图为空间中电场的电场强度或磁场的磁感应强度随时间变化的情况,其中能在空间中产生电磁波的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图为磁共振无线充电的示意图,当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候,产生磁共振,从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的
A. 调幅 B. 调频 C. 调谐 D. 解调
9. 如图所示,共享单车打通了公共交通的“最后一公里”,方便了居民出行。共享单车上的定位技术,可以给单车精准定位。单车在被骑行过程中车内电池自行充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。用户仅需用手机上的客户端软件扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机上能实时显示单车的位置,骑行到指定的停车区域时才可以顺利还车;还车关锁后就显示计时、计价、里程等信息。根据以上信息,下列说法正确是( )
A. 单车是利用电磁感应原理实现充电的
B. 单车和手机之间是利用声波传递信息的
C. 单车某个时刻的位置是主要借助用户手机确定的
D. 由手机上的显示信息,可求出骑行的平均速度
10. 过强的电磁辐射对人体有害,影响人的身心健康。根据有关规定,工作人员所在处的电磁辐射强度单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量不得超过。如果一个人距离无线电发射器为远的位置,为了保证此人的安全,则要求该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过计算时,可以将该无线电发射器视为发出球面电磁波的波源( )
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 如图所示为振荡电路中振荡电流随时间变化的图象,由图可知,在时间内________能转化为________能,在时间内电容器处于________填“充电”或“放电”过程,在时刻,电容器带电荷量________填“为零”或“最大”.
12. 如图甲、乙所示,电容器的电容都是,电感都是,甲图中开关先接,充电结束后将扳到;乙图中开关先闭合,稳定后断开.两图中回路开始电磁振荡,时刻,的上极板正在________填“充电”或“放电”,带________填“正电”或“负电”;中的电流方向向________填“左”或“右”,磁场能正在________填“增大”或“减小”.
13. 图中为某火箭发射场,为山区,为城市,发射场正在进行某型号火箭的发射试验,该火箭起飞时质量为,起飞推力为,火箭发射塔高,则该火箭起飞时的加速度大小为____在火箭推力不变的情况下,若不考虑空气阻力及火箭质量的变化,火箭起飞后,经____飞离火箭发射塔
为了传播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号,已知传播无线电广播所用的电磁波的波长为,而传输电视信号所用的电磁波的波长为,____填“无线电广播信号”或“电视信号”易被山体挡住,这是因为_____________
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】明确题意,根据电磁感应及电谐振规律进行分析,即可明确能量及卡的工作原理,即可解答本题。
本题取材于我们身边最常用的卡考查电磁感应现象,要注意在学习中注意掌握物理规律在生活中的应用。
【解答】
A、卡由电感线圈产生感应电流为电容充电,卡内没有电池,故A错误;
B、电容器充电时,线圈中磁场能减少,故B正确;
C、增大电路中电容器两极板间距离,根据可知,电容器的电容会变小,根据可知,电路的振荡周期将减小,故C错误;
D、卡能接收读卡机发射的电磁波,同时将存储的信息传输到读卡机中进行识别,所以只能接收特定频率的电磁波,如果读卡机发射的电磁波偏离特定频率,根据法拉第电磁感应定律,依然会有电磁感应现象,有感应电流,只是不能识别了,故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据图象,分析清楚电磁振荡过程,然后答题。振荡电路放电时,电场能转化为磁场能,电路电流增大;振荡电路充电时,磁场能转化为电场能,电路电流减小。
本题考查振荡回路分析,知道振荡回路的特征是解题的关键。
【解答】
、由图乙知,后瞬间,线圈中的电流为正且在增大,则磁场能增加,电场能减少,电容器所带的电荷量减少,此时电容器处于放电状态,其下极板带正电,故A错误;
C、由图乙知,后瞬间,线圈中的电流为负且在减小,则磁场能减小,电场能增加,电容器所带的电荷量增加,此时电容器处于充电状态,其下极板带正电,则点的电势比点高,可见磁场能正向电场能转化,故C错误,D正确,
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对电谐振的理解和振荡回路频率公式的应用,基础题目。
【解答】
黑匣子发出的电磁波波长;
发生电谐振时,振荡回路的频率等于黑匣子发出的电磁波的频率,由解得接收电路产生电谐振时的电容。故A正确,BCD错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查衍射现象、玻尔理论、静电屏蔽以及振荡电路。声波能发生衍射,电磁波也能发生衍射;玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律;金属容器和金属网都能起到静电屏蔽的作用;明确振荡电路中的原理。
【解答】
A.电磁波也能发生衍射,故A错误;
B.玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律,故B正确;
C.静电屏蔽不一定要用封闭的金属容器,金属网也能起到屏蔽作用,故C错误;
D.在振荡电路中,将铁芯插入电感线圈,向外辐射电磁波的本领会减弱,故D错误。
5.【答案】
【解析】解:、由图中可以看出,极板间的电场方向是竖直向上的,说明下极板带正电,上极板带负电,如果等效电流的方向是向上的,即外电流流向下极板,流出上极板,也就是相当于正电荷流向下极板,而下极板本来说是带正电的,所以下极板所带的电荷量会增加,所以电容器在充电,故A正确;
B、充电的过程,两极板间的电压在增大,由场强,可知极板间的电场强度在增大,故B错误;
C、由右手定则可以判断出,该变化电场产生逆时针方向俯视的磁场,故C错误;
D、两极板的电场最强时,就是充电快充满的时候,此进电流反而比较小,故这个电场产生的磁场也比较小,不会最大,故D错误。
故选:。
本题考查了麦克斯韦的电磁场理论,理解均匀变化的电场产生稳定的磁场,而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场;以平行板电容器为例,结合场强公式及右手定则来求解。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题是对麦克斯韦电磁场理论和动能定理的考查,解题时要知道由于磁感应强度均匀增大,所以在粒子所在的平面内产生了稳定的电场,由楞次定律可以判断感生电场的方向,电场力对正粒子做正功,粒子的动能增大,据此解答即可。
解题的关键是要知道感应电场的方向,感应电场是闭合的,电场力对正粒子一直做正功,粒子动能增大。
【解答】
根据麦克斯韦电磁场理论,当磁感应强度均匀增大时,将产生环形电场,根据楞次定律,感应电流方向垂直于磁场逆时针方向,由于是正电荷也是逆时针运动,故受到的电场力与电场强度方向及运动方向相同,即电场力做正功,故此粒子的动能将增大,故B正确,ACD错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了学生对电磁波的产生的了解和掌握,把握住变化的周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波。
根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场;
均匀变化的磁场产生稳定的电场,均匀变化的电场产生稳定的磁场;
周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,从而产生电磁波,据此解答。
【解答】
A.图中电场的电场强度不发生变化,不能产生磁场,故A不合题意;
B.图中电场的电场强度均匀增大,能产生稳定的磁场,不能产生电磁波,故B不合题意;
C.图所示的磁场是周期性变化的,因此可以产生周期性变化的电场,能够产生电磁波,故C符合题意;
D.图所示的磁场是均匀变化的,会产生稳定的电场,不会产生电磁波,故D不合题意。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电磁波的发射、传播和接收;解决本题的关键知道电磁波的特点,以及电磁波的应用。
理解磁共振的原理和无线电发射与接收过程即可得出答案。
【解答】
磁共振方式的原理与声音的共振原理相同,排列好振动频率相同的音叉,一个音叉发声,其他音叉也会发声;同样,当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时,可将电能从一个线圈传输到另一个线圈,类似于无线电发射与接收环节中的调谐;
故ABD错误,C正确。
9.【答案】
【解析】解:、单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电,故A正确;
B、单车和手机之间是利用电磁波传递信息的,故B错误;
C、单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的,故C错误;
D、由手机上的显示信息包括路程和时间,没有说明具体的位移,故不可以求出骑行的平均速度,故D错误。
故选:。
充电过程是利用电磁感应现象将机械能转化为电能;知道手机是利用电磁波传递信息的;现在定位是通过卫星进行定位的;明确平均速度的计算公式为位移与时间的比值。
本题利用生活中熟知的共享单车为背景,综合考查了电磁感应的应用、电磁波的应用、以及平均速度等,要求掌握相应物理规律在生产生活中的应用。
10.【答案】
【解析】一个人距离无线电发射器为远的位置,无线电发射器处于以为半径的球体中心处,根据球的表面积公式,则该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过:,故C正确,ABD错误。
根据求出以为半径的球体的表面积,再根据电磁辐射强度求出辐射功率的最大值。
本题以过强的电磁辐射对人体有害为背景,考查了电磁辐射的球状模型在实际问题中的应用,解决本题的关键是知道电磁辐射的最大功率等于电磁辐射强度与表面积的乘积。
11.【答案】电场;磁场;充电;为零。
【解析】
【分析】
电路中由与构成的振荡电路,在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程,电流为零时,充电完毕,电流最大时,磁场能最大,磁场最强。
电容器具有储存电荷的作用,而线圈对电流有阻碍作用,同时掌握充放电过程中,会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化。
【解答】
由图可知,在时间内,电流增大,电容器放电,电场能转化为磁场能;在时间内电流减小,电容器处于充电过程,过程中,电流增大,电容器放电,所以在时刻,放电完毕,电容器带电荷量为零。
故答案为:电场;磁场;充电;为零。
12.【答案】充电;正电;左 ;增大。
【解析】
【分析】
本题考查电磁振荡、电磁波的产生;在振荡电路中,当电容器在放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少。从能量看:电场能在向磁场能转化;当电容器在充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。从能量看:磁场能在向电场能转化,由振荡电路中的与可求出振荡周期,电容器充电完毕放电开始:电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流。放电完毕充电开始:电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大。电容器的动态分析重点在于明确电容器的两种状态:充电后断开则极板上的电量不变;和电源相连,则两板间的电势差不变。
【解答】
左图中电键先接,充电结束后将扳到,在振荡电路中,当电容器在放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少;当电容器在充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。
由振荡周期公式可得:
而从振荡开始,经过,此时刻处于到之间,则的正在处于反向充电,所以的上极板带正电;
而中的反向放电,所以中的电流方向向左,且磁场能正在增大。
故答案为:;正电;左 ;增大。
13.【答案】 电视信号 波长短,基本沿直线传播,易受山体阻挡
【解析】设火箭起飞的加速度大小为,则由牛顿第二定律有,得 设火箭起飞后经飞离发射塔,由匀变速直线运动规律有,.
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