第四章 电磁振荡与电磁波 单元检测(B卷)
一、单选题
1.2020年在防控新型冠状病毒肺炎疫情期间,在机场、车站等交通出入口,使用了红外线热像仪。红外线热像仪通过红外线遥感,可检测出经过它时的发热病人,从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪,下列说法正确的是( )
A.选择红外线进行检测,主要是因为红外线能量小,可以节约能量
B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测
C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用
D.红外线热像仪根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测体温
2.引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一,三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖,对于引力波概念的提出,可以通过这样的方法来理解:麦克斯韦认为,电荷周围有电场,当电荷加速运动时,会产生电磁波;爱因斯坦认为,物体周围存在引力波,当物体加速运动时,会辐射出引力波,爱因斯坦的观点的提出,采取了哪种研究方法( )
A.类比法 B.对比法 C.对称法 D.观察法
3.图为手机信号屏蔽器.手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地等禁止使用手机的场所.手机工作时,是在一定频率范围内,手机和基站通过无线电波联系起来,完成数据和声音的传输.针对这种通讯原理,手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描,在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号,使手机不能与基站建立正常的联系,从而对手机形成干扰.对于手机信号屏蔽器的工作过程,下列说法中正确的是( )
A.手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的
B.手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的
C.手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内
D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的
4.在LC振荡电路中,当电容器充电完毕尚未开始放电时,下列说法正确的是( )
A.电容器中的电场最强
B.电路里的磁场最强
C.电场能已有一部分转化成磁场能
D.磁场能已有一部分转化成电场能
5.在振荡电路中,当振荡电流为零时,下列说法中正确的是( ).
A.电容器充电完毕,电容器的电荷量达到最大,场强也最大
B.磁场能开始向电场能转化
C.穿过线圈的磁通量最大
D.线圈中产生的自感电动势最小
6.如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景,这种能穿透身体的射线是_ ___.
A.X射线 B.红外线
C.紫外线 D.可见光
7.如图所示为一种常见的身高体重测量仪,测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔,质量为的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比,当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为,输出电压为,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,该同学的身高和质量分别为( )
A., B.,
C., D.,
二、多选题
8.在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献.下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象
B.麦克斯韦预言了电磁波;楞次用实验证实了电磁波的存在
C.库仑发现了点电荷的相互作用规律;密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律;洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律
9.如图所表示的是伦琴射线管的装置示意图,关于该装置,下列说法正确的是( )
A.E1是低压交流电源,E2是高压直流电源,且E2的右端为电源的正极
B.射线D、F均是电子流
C.射线D是电子流、射线F是X射线
D.射线D是X射线、射线F是电子流
10.关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是( )
A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,必须是闭合电路
B.为了使振荡电路有效地向外辐射能量,必须是开放电路
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏上有图象,必须要有检波过程
11.下列说法中正确的是( )
A.新冠肺炎诊断中,要用X光扫描肺部,是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
B.用 射线照射作物种子,使种子内的遗传物质发生变异,培育优良品种
C.微波有很强的热效应,所以用微波炉加热食物
D.一切物体都在辐射红外线,这种辐射与物体的温度有关
12.下列判断正确的是 。(填正确答案标号)
A.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等
D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄
E.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系对电磁波也适用
三、解答题
13.如图所示为某雷达的显示屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10-4 s,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙。问:雷达在何方发现了目标?目标与雷达相距多远?(真空中的光速c=3.0×108 m/s)
14.中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课(如图)。已知天宫一号空间实验室轨道半径为,地球半径为,试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站,最少需要多少时间?
15.车载Mp3可以把Mp3中储存的音乐,以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中,车主只需将汽车收音机的频率设定为车载Mp3的频率,或让收音机搜索到该频率即可进行播放。如图为某种型号的车载Mp3,若其设置频率为,试求;
(1)所发射的无线电波的波速是多少?
(2)所发射的无线电波的波长是多少?
16.某高速公路自动测速仪装置如甲所示,雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波,每次发射时间约为,相邻两次发射时间间隔为,当雷达向汽车发射无线电波时,在显示屏上呈现出一个尖形波;在接收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上呈现出第二个尖形波,根据两个波的距离,可以计算出汽车距雷达的距离,自动打下的纸带如图乙所示,请根据给出的、、、(波速)求出汽车车速的表达式。
参考答案:
1.D
【详解】A.一切物体均能发出红外线,因此选择红外线进行检测,与其能量大小没有关系,故A错误。
B.红外线热像仪通过接收人体发出的红外线来检测温度,故B错误。
C.紫外线具有杀菌作用,红外线能量相比紫外线小得多,没有杀菌作用,故C错误。
D.一切物体都能发射红外线,且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同,红外线热像仪就是根据此原理来检测体温的,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】根据相似的特点,把物体类比于电荷,引力波类比于电磁波,故采用类比法。
故选A。
3.D
【详解】手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描,在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号,使手机不能与基站建立正常的联系,从而对手机形成干扰.则手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的.
A.手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的 ,与结论不相符,选项A错误;
B.手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的,与结论不相符,选项B错误;
C.手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内 ,与结论不相符,选项C错误;
D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的,与结论相符,选项D正确;
故选D.
4.A
【详解】LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时,电容器中电场最强,磁场最弱,电场能和磁场能之间还没有发生转化。
故选A。
5.A
【详解】在振荡电路中,振荡电流,由电容器极板上电荷量的变化率决定;当 时,,则电容器充电完毕,电容器极板上电荷量 达到最大,又两极板电压, ,所以场强也最大,电场能最大,磁场能最小,此时电场能开始向磁场能转化,线圈中的磁通量最小;又线圈中的自感电动势,由电路中电流变化率决定,与电流大小无关,当 时,电流变化率最快,自感电动势有最大值.故选A.
6.A
【详解】X射线具有较强的穿透能力,常在医疗上用来检查身体;红外线具有显著的热效应能制成热谱仪,制成红外线夜视仪,红外线可以用来遥控,制成电视遥控器.紫外线具有化学效应强,能杀菌,制成消毒灯,还具有荧光效应,能制成验钞机来验钞;红橙黄绿蓝靛紫等属于可见光,可见光的穿透性还不及紫外线;所以A选项符合题意.
7.D
【详解】当测重台没有站人时
站人时
解得
无人站立时
有人时
解得
故选D。
8.AC
【详解】A、奥斯特发现了电流磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,故A正确;
B、麦克斯韦预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故B错误;
C、库仑发现了点电荷的相互作用规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,故C正确;
D、洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律,安培发现了磁场对电流的作用规律,故D错误.
9.AC
【详解】(1)电源的作用是使阴极发出电子,可用低压交流电源,也可用直流电源(蓄电池);电源的作用是加速电子,让电子获得很高的能量去轰击对阴极,使阴极发出X射线,因而电源应为高压直流电源,且右端为电源的正极,A正确;
(2)射线D是高速电子流,而F是高速电子流打在对阴极上的金属原子中的内层电子受到激发跃迁而产生的x射线,B、D错误,C正确;
故本题选AC.
【点睛】电源的作用是使阴极发出电子,可用低压交流电源,也可用直流电源(蓄电池),射线D是电子流.电源的作用为加速电子,应为高压直流电源;射线D是高速电子流,而射线F是高速电子流打在对阴极上的金属原子中的内层电子受到激发跃迁而产生的x射线.
10.BCD
【详解】A、B、为了有效地向空间辐射能量,必须是开放电路.故A错误、B正确.C、当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,发生电谐振,接收电路中产生的振荡电流最强.故C正确.D、将信号从电磁波上下载下来的过程称为解调,又称为检波.故D正确.故选BCD.
【点睛】解决本题的关键熟悉电磁波的发射和接收的过程,即能轻松解决.
11.BD
【详解】A.医院用X光进行透视,是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的,γ射线的穿透能力最强,A错误;
B. 射线具有很高的能量,可以用来培育优良品种,B正确;
C.微波几乎没有热效应,C错误;
D.一切物体都在辐射红外线,这种辐射与物体的温度有关,D正确。
故选BD。
12.BCE
【详解】A.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有横波,A错误;
B.干涉和衍射现象是波特有的现象,机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,B正确;
C.媒质中质点都做受迫振动,其振动周期等于波源的振动周期,C正确;
D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,根据公式
红光的波长比绿光的波长大,则相邻干涉条纹间距变宽,D错误;
E.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系
对电磁波也适用,E正确。
故选BCE。
13.西方,300 km
【详解】当雷达天线朝东方时,显示屏上只有发射信号而无反射信号;雷达天线朝西方时,显示屏上既有发射信号也有反射信号,因此雷达在西方发现了目标。由题图可知
t=2×10-4 s×10=2×10-3 s
目标与雷达之间的距离
x=ct=×3.0×108×2×10-3m=300km
14.
【详解】根据运动公式得
15.(1)(2)3.43m
【详解】(1)电磁波在空气中的传播速度大约是;
(2)由题意可知,由公式
16.
【详解】汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差,则有
对应的时间为
则汽车的速度
联立可得