高二下学期物理人教版(2019版)选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波 单元检测(A卷)(含解析)

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名称 高二下学期物理人教版(2019版)选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波 单元检测(A卷)(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-03-21 22:27:54

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第四章 电磁振荡与电磁波 单元检测(A卷)
一、单选题
1.关于电磁波下列说法正确的是(  )
A.麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”,并预言了电磁波的存在
B.无线电波、光波、阴极射线、X射线、γ射线都是电磁波
C.赫兹通过测量证明在真空中,电磁波具有与光相同的速度
D.太阳光中含有不同频率的各种电磁波,且能量均分在各个波段
2.首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是(  )
A.法拉第 B.赫兹 C.安培 D.奥斯特
3.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线合起来,形成了范围非常广阔的电磁波谱,不同的电磁波产生的机理不同,表现出的特性也不同,因而其用途也不同.下列应用中符合实际的是( ).
A.医院里常用紫外线对病人进行透视
B.医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C.用红外射线处理医院排放的污水,可杀死各种病原体,保护环境免受污染
D.用射线照射马铃薯,可防止其发芽,以便长期保存
4.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点间的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160μV,磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(  )
A.1.3m/s,a负、b正
B.2.7m/s,a正、b负
C.1.3m/s,a正、b负
D.2.7m/s,a负、b正
5.在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线
B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的
6.如图所示为电视接收过程示意图,其工作过程顺序正确的是(  )
A.解调——放大——调谐——显示
B.调谐——放大——解调——显示
C.调谐——解调——放大——显示
D.放大——调谐——解调——显示
7.如图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为a和b,内有带电量为q的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为(  )
A.,负 B.,正
C.,负 D.,正
8.5G是“第五代移动通信网络”的简称,目前世界各国正大力发展 5G网络.5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图所示),比目前4G及以下网络(通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率.未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10G bps(bps为bits per second的英文缩写,即比特率、比特/秒),是4G网络的50-100倍.关于5G网络使用的无线电波,下列说法正确的是
A.在真空中的传播速度更快
B.在真空中的波长更长
C.衍射的本领更强
D.频率更高,相同时间传递的信息量更大
二、多选题
9.5G通信即将推广普及,我国自主研发设计的5G通信技术走在了世界的前列。5G信号的频率分为两种,一种是6GHz以下,这和我们目前的2/3/4G差别不算太大,还有一种频率在24GHz以上,对于频率在24GHz这样的信号,下面说法正确的有(  )
A.波长大约长0.1cm
B.波长越短准直性越好,绕射能力越弱
C.频率越高可能加载的信息密度也越高
D.频率越高的电磁波传播速度越大
10.电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有(  )
A.杀菌用的紫外灯 B.拍胸片的X光机
C.治疗咽喉炎的超声波雾化器 D.检查血流情况的“彩超”机
11.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空和介质中的传播速度相同
B.周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波
C.电磁波谱中的无线电波与可见光相比,更容易产生显著的衍射现象
D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波随即消失
E.载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输
12.物理学的发展推动了医学影像诊断技术的进步.一般来说,医生会根据病人的病情,通常可先做B超检查,如果发现某处有问题,再做CT;B超成像的基本原理是探头向人体发射超声波,CT在工作时发出X射线束对人体的某一部分进行扫描.关于超声波和X射线,下列说法中正确的是
A.超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象
B.超声波和X射线都是电磁波
C.可见光和X射线在真空中传播速度相同
D.超声波和X射线都可以在真空中传播
E.超声波和X射线都可以传递信息
三、实验题
13.在LC振荡电路中,如果已知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L为了提高测量精度,需多次改变C值并测得相应的T值,现将测得的六组数据标示在以C为横坐标,为纵坐标的坐标纸上,如图中用“×”表示的点。
(1)T、L、C的关系为______;
(2)根据图中给出的数据点作出与C的关系图线______;
(3)求得L的值是______。
四、解答题
14.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)
15.有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线,当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时。
(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强?
(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波,应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些?
16.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
17.有一种家用取暖器,外形如图甲所示,它是由电热丝发热达到取暖的目的;如果从侧面剖开,它的主要结构如图乙所示,其中Q为电热丝,MN为一个内表面极为光滑的金属弧面.
(1)电热丝通电后产生的是什么?它通过MN的内表面产生什么反射?
(2)弧面金属板MN与下列哪种器材的作用相似?
(3)电热丝安装在图示位置的目的是使热能怎么样射出?
参考答案:
1.C
【详解】(1)麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,也进行了相关理论计算,但并没有用实验验证电磁波的存在,A错误;
(2)根据电磁波谱,阴极射线不属于电磁波,B错误
(3)赫兹用实验证明了电磁波的存在,并且通过测量,发现在真空中,电磁波具有与光相同的速度,C正确了;
(4)太阳光中含有红外线、可见光和紫外线,并不是含有不同频率的各种电磁波,同时能量也不是均分的,D错误.
故本题选C.
2.B
【详解】由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹,故选B。
3.D
【详解】A.X射线具有较强的穿透能力,医院里常用X射线对病人进行透视,故A错误;
B.紫外线有显著的化学作用,可利用紫外线消毒,也可以用来验钞,故B错误;
C.紫外线有显著的化学作用,可利用紫外线消毒,所以用紫外线处理医院排放的污水,可杀死各种病原体,保护环境免受污染,故C错误;
D.用γ射线照射马铃薯,可防治其发芽,以便长期保存,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】血液中正负离子流动时,根据左手定则,正离子受到向上的洛伦兹力,负离子受到向下的洛伦兹力,所以正离子向上偏,负离子向下偏.则a带正电,b带负电.最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,有
所以
故选C。
5.D
【详解】AB.凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射,故人体一直都会辐射红外线,故A错误,B错误;
CD.人身体各个部位体温是有变化的,所以辐射的红外线强度就会不一样,温度越高红外线强度越高,温度越低辐射的红外线强度就越低,所以通过辐射出来的红外线的强度就会辐射出个各部位的温度;红外体温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的,故C错误,D正确。
故选D。
6.C
【详解】天线接收电磁波;调谐器选出某一频率的电磁波;经高频放大后,从高频电磁波中取出音频电信号,经检波器后送到扬声器;扬声器把音频电信号转换成声音,故接收过程的顺序为调谐→解调→放大→显示
故选C。
7.C
【详解】因为上表面的电势比下表面的低,根据左手定则,知道移动的电荷为负电荷
因为
电流
解得
故选C。
8.D
【详解】A、无线电波(电磁波)在真空的传播速度与光速相同,保持不变,其速度与频率没有关系,故A错误;
BC、由公式可知:,频率变大,波长变短,衍射本领变弱,故BC错误;
D、无线电波(电磁波)频率越高,周期越小,相同时间内可承载的信息量越大,故D正确.
9.BC
【详解】A.根据波长与频率的关系可得
解得
故A错误;
B.波长越短,准直性越好,反射性越强,绕射能力越弱,B正确;
C.频率越高可能加载的信息密度也越高,C正确;
D.电磁波的波速与介质性质有关,与频率、能量、波长无关,电磁波在不同介质中传播时,波速变化,频率不变,故D错误;
故选BC。
10.AB
【详解】A.紫外灯的频率高,能量强,所以用于杀菌,属于电磁波的应用,A正确;
B.X光的穿透能力较强,所以用于拍胸片,属于电磁波的应用,B正确;
C.超声波雾化器是超声波的应用,与电磁波无关,C错误;
D.彩超属于超声波的应用,与电磁波无关,D错误。
故选AB。
11.BCE
【详解】A.电磁波在介质中的传播速度小于真空中的速度,选项A错误;
B.周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波,选项B正确;
C.电磁波谱中的无线电波与可见光相比波长更长,更容易产生显著的衍射现象,选项C正确;
D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波仍然会传播,选项D错误;
E.载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输,选项E正确。
故选BCE。
12.ACE
【详解】干涉和衍射是一切波特有的现象,则超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象,选项A正确; X射线是电磁波,超声波是机械波,选项B错误;可见光和X射线在真空中传播速度相同,选项C正确; X射线可以在真空中传播,但是超声波传播需要介质,选项D错误;超声波和X射线都可以传递信息,选项E正确.
13. 如解析图所示 (都算对)
【详解】(1)[1]将LC电路的周期公式变换为
(2)[2]从而认识到图线为一条过坐标原点的直线,图像的斜率为,则
正确作出图线如图
(3)[3]由计算出L的平均值为范围内的某一数值。
14.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
15.(1)波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强;(2)旋出一些
【详解】(1)根据公式,设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3则有
= Hz≈1 034 kHz
= Hz≈756 kHz
= Hz≈530 kHz
所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强。
(2)要接收波长为290 m的无线电波,应增大调谐电路的固有频率,因此,应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。
16.(1)0;(2)g
【详解】(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。
17.(1)产生热量, 镜面反射 (2) 凹面镜 (3)平行射出
【详解】(1)一切物体都向外辐射红外线,当电热丝通电后,向外辐射红外线,产生热量.当红外线射到表面极为光滑的金属弧面发生镜面反射.
(2)弧面金属板MN形状与凹面镜相似,平行光经凹面镜反射后,反射光线会会聚在焦点上.
光路是可逆的,灯丝处于焦点处,故产生平行光向外辐射.
(3)根据光路的可逆性,当把光源放在焦点时,则会得到平行光.
【点睛】凹面镜在生活中的应用很多,它也是面镜,对光线有反射作用,这点许多同学容易和透镜混淆,一定注意.另外,凹面镜和凹透镜不同,凹面镜对光线的作用是会聚的.