第十四章 电磁波 章测评练习 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第十四章 电磁波 章测评练习 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 161.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-13 17:52:34 | ||
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文档简介
第十四章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题4分,共40分。每小题至少有一个选项是正确的)
1.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B.电磁波在真空和介质中传播速度相同
C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播
答案：A
2.通信的过程就是把信息尽快地从一处传递到另一处的过程,古代也采用过“无线”通信的方式,如利用火光传递信息的烽火台,利用声音传递信息的鼓。关于声音与光,下列说法正确的是( )
A.声音和光都是机械波
B.声音和光都是电磁波
C.声音是机械波,光是电磁波
D.声音是电磁波,光是机械波
解析：波动过程既能传递能量,又能传递信息,光与声音虽然都是波动,但二者本质不同,即产生机理不同。光是电磁波,是物质,传播过程不需要介质;而声音是机械波,由振动产生,通过介质传播。
答案：C
3.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容错误的是( )
A.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
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
解析：机械波和电磁波有相同之处,也有本质区别,如v=fλ都适用,选项A说法正确;机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象,选项B说法正确;机械波的传播依赖于介质,电磁波可以在真空中传播,选项C说法正确;机械波有横波和纵波,而电磁波是横波,选项D说法错误。
答案：D
4.
某空间出现如图所示的一组闭合的电场线,这可能是( )
A.在中心点O处有一个点电荷
B.沿轴线方向有稳定的电流
C.沿轴线方向的磁场在迅速减弱
D.沿轴线方向的磁场在迅速增强
解析：电荷的周围产生静电场而不是涡旋场,稳定电流的周围产生磁场,变化的磁场周围产生涡旋电场。由于磁场的方向未知,因此选项C、D都有可能。
答案：CD
5.收音机中的调谐电路线圈的自感系数为L,要想接收波长是λ的电台信号,应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)( )
A.λ2πLc B.12πLcλ
C.λ22πLc2 D.λ24π2Lc2
解析：由λ=cf可得,信号的频率f=cλ,想接收波长为λ的电台信号,故应将调谐电路的频率也调至f。又f=12πLC,所以cλ=12πLC,得C=λ24π2c2L,故D项正确。
答案：D
6.
如图所示,i-t图象表示LC振荡电路的电流随时间变化的图象。在t=0时刻,回路中电容器的M板带正电,在某段时间里,回路的磁场能在减小,而M板仍带正电,则这段时间对应图象中( )
A.Oa段 B.ab段 C.bc段 D.cd段
解析：某段时间里,回路的磁场能在减小,说明回路中的电流在减小,电容器充电,而此时M带正电,那么一定是给M极板充电,电流方向顺时针。由题意知t=0时,电容器开始放电,且M极板带正电,结合i-t图象可知,电流以逆时针方向为正方向,因此这段时间内,电流为负,且正在减小,符合条件的只有图象中的cd段,故选D。
答案：D
7.
如图所示,为LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )
A.电容器正在充电
B.电感线圈中的磁场能正在增加
C.电感线圈中的电流正在增大
D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
解析：由题图所示的磁感线方向,利用安培定则可判得,回路中电流从正极板流出,即电容器处于放电过程中,故选项A错误;放电过程是电场能减小的过程,因而是磁场能增加的过程,也是振荡电流增大的过程,故选项B、C正确;在振荡电流增大时,线圈产生自感电动势阻碍电流增大,故选项D正确。
答案：BCD
8.眼睛的视觉暂留时间为0.1 s,为了使电视图像是连续活动的,电视台每秒内发送的图像信号( )
A.应该多于10张
B.应该少于10张
C.通常每秒发射10张
D.通常每秒发射25张
答案：AD
9.
如图所示,为LC回路中电流随时间变化的图象,规定回路中顺时针电流方向为正。在t=34T时,对应的电路是下图中的( )
答案：B
10.下列有关电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波
B.电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线
C.频率接近可见光的电磁波易沿直线传播
D.以上说法都不正确
解析：电磁波谱中,γ射线频率最大,波长最短,最难发生衍射,无线电波频率最小,波长最长,最易发生衍射;频率接近可见光的电磁波波长短、频率大,不易衍射,直线传播性好。
答案：BC
二、填空题(本题共3个小题,共20分)
11.(8分)
如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10-2 s。自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s时,电容器正处于 (选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。这时电容器的上极板 (选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。?
解析：振荡电路在一个周期内,经历放电→充电→放电→充电四个过程,每一个过程历时T4。当振荡电流以逆时针达到最大时,电容器上极板刚放电完毕,将开始对下极板充电。由于时间t=3.4×10-2 s=1.7T,根据电磁振荡的周期性特点,此时刻状态与开始计时后经过t'=0.7T的状态一样,所以电容器正处于充电状态,且上极板带正电。
答案：充电 带正电
12.(8分)电磁波谱中,按频率从高到低排列是 ;频率越高的电磁波, 能力越强;波长越 的电磁波,绕过障碍物的能力越强。?
答案：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波 穿透 长
13.(4分)现在,移动电话(手机)已经十分普遍,随身携带一个手机就可以在城市的任何一个角落进行通话。我国现有几亿部手机,那么每一部手机接收到的电磁波频率 (选填“相同”或“不相同”)。现在建了很多地面转播塔,但还是有很多“盲区”,那么我们为什么不用同步卫星直接转播呢?因为 。?
答案：不相同(每一部手机有一定频率) 用卫星转播太远,信号太弱
三、计算题(本题共4个小题,共40分)
14.(8分)通过同步卫星通话时,对方总是停一小段时间再回话,问说话后至少经过多长时间才能听到对方回话?(设对方听到说话后立即回话,已知M地=6×1024 kg,R地=6.4×106 m)
解析：要求出说话后听到对方讲话经历的时间,需要知道同步卫星分别和两人之间的距离,当两人都站在同步卫星的正下方时,电磁波经同步卫星传播的距离最短,需时最少。
设卫星的质量为m,距地高度为h,同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同,由牛顿第二定律得
mω2(R+h)=GMm(R+h)2,
则h=3GMω2-R
=36.67×10-11×6×1024×(3 600×24)24×3.142 m-6.4×106 m=3.59×107 m=3.59×104 km
无线电传播的最短距离为
s=4h=3.59×107×4 m=1.44×108 m
传播的最短时间为
t=sc=1.44×1083×108 s=0.48 s。
答案：0.48 s
15.(8分)
如图所示振荡电路中,线圈自感系数L=0.5 H,电容器电容C=2 μF。现使电容器带电,从接通开关S时计时。
(1)当t=3.0×10-2 s时,电路中电流方向如何?
(2)经过多长时间,线圈中的磁场能第一次达到最大?
解析：(1)设顺时针为正方向,LC回路振荡的周期为
T=2πLC=2π0.5×2×10-6 s=6.28×10-3 s
当t=3.0×10-2 s时,t=4.78T,即434T此时电容器正处于正向充电阶段,所以电流方向为顺时针。
(2)当接通开关S时,电容器开始放电,当电场能完全转化为磁场能时,磁场能第一次达到最大,此时t=T4=1.57×10-3 s。
答案：(1)顺时针 (2)1.57×10-3 s
16.
(12分)如图所示的电路中,电容器的电容C=1 μF,线圈的自感系数L=0.1 mH。先将开关S拨至a,这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止,然后将开关S拨至b,经过t=3.14×10-5 s,油滴的加速度a是多少?当油滴的加速度a'为何值时,LC回路中的振荡电流有最大值?(g取10 m/s2,π=3.14,研究过程中油滴不与极板接触)
解析：当S拨至a时油滴受力平衡,显然油滴带负电,有mg=Udq①
当S拨至b后,LC回路中有振荡电流,振荡周期为
T=2πLC=6.28×10-5 s
当t=3.14×10-5 s时,电容器恰恰反向充电结束,两极板间电场强度与t=0时等大反向,由牛顿第二定律得
Udq+mg=ma②
联立①②得a=20 m/s2。
当振荡电流最大时,电容器处于放电完毕状态,两极板间无电场,油滴仅受重力作用。
则mg=ma',得a'=10 m/s2
即当油滴的加速度为10 m/s2时,LC回路中振荡电流有最大值。
答案：20 m/s2 10 m/s2
17.(12分)请回答以下问题:
(1)红外体温计不与人体接触就能测体温,为什么?
(2)一切物体都在不停地辐射红外线,为什么在冰窖中我们会感到很冷?
(3)红外遥感有哪些方面的应用?
解析：(1)一切物体都在不停地辐射红外线,且温度越高,发射的红外线越强,人体当然也是这样,这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温。
(2)在冰窖中四周为冰,温度较低,它向外辐射红外线的本领比人体弱,显然在冰窖中,人体同样时间内向外辐射红外线比接收的冰辐射的红外线要多,因此会感觉越来越冷。
(3)红外遥感技术有着广泛的应用。如利用红外遥感可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等,红外遥感在军事上的应用也十分重要。
答案：见解析
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题4分,共40分。每小题至少有一个选项是正确的)
1.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B.电磁波在真空和介质中传播速度相同
C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播
答案：A
2.通信的过程就是把信息尽快地从一处传递到另一处的过程,古代也采用过“无线”通信的方式,如利用火光传递信息的烽火台,利用声音传递信息的鼓。关于声音与光,下列说法正确的是( )
A.声音和光都是机械波
B.声音和光都是电磁波
C.声音是机械波,光是电磁波
D.声音是电磁波,光是机械波
解析：波动过程既能传递能量,又能传递信息,光与声音虽然都是波动,但二者本质不同,即产生机理不同。光是电磁波,是物质,传播过程不需要介质;而声音是机械波,由振动产生,通过介质传播。
答案：C
3.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容错误的是( )
A.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
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
解析：机械波和电磁波有相同之处,也有本质区别,如v=fλ都适用,选项A说法正确;机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象,选项B说法正确;机械波的传播依赖于介质,电磁波可以在真空中传播,选项C说法正确;机械波有横波和纵波,而电磁波是横波,选项D说法错误。
答案：D
4.
某空间出现如图所示的一组闭合的电场线,这可能是( )
A.在中心点O处有一个点电荷
B.沿轴线方向有稳定的电流
C.沿轴线方向的磁场在迅速减弱
D.沿轴线方向的磁场在迅速增强
解析：电荷的周围产生静电场而不是涡旋场,稳定电流的周围产生磁场,变化的磁场周围产生涡旋电场。由于磁场的方向未知,因此选项C、D都有可能。
答案：CD
5.收音机中的调谐电路线圈的自感系数为L,要想接收波长是λ的电台信号,应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)( )
A.λ2πLc B.12πLcλ
C.λ22πLc2 D.λ24π2Lc2
解析：由λ=cf可得,信号的频率f=cλ,想接收波长为λ的电台信号,故应将调谐电路的频率也调至f。又f=12πLC,所以cλ=12πLC,得C=λ24π2c2L,故D项正确。
答案：D
6.
如图所示,i-t图象表示LC振荡电路的电流随时间变化的图象。在t=0时刻,回路中电容器的M板带正电,在某段时间里,回路的磁场能在减小,而M板仍带正电,则这段时间对应图象中( )
A.Oa段 B.ab段 C.bc段 D.cd段
解析：某段时间里,回路的磁场能在减小,说明回路中的电流在减小,电容器充电,而此时M带正电,那么一定是给M极板充电,电流方向顺时针。由题意知t=0时,电容器开始放电,且M极板带正电,结合i-t图象可知,电流以逆时针方向为正方向,因此这段时间内,电流为负,且正在减小,符合条件的只有图象中的cd段,故选D。
答案：D
7.
如图所示,为LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )
A.电容器正在充电
B.电感线圈中的磁场能正在增加
C.电感线圈中的电流正在增大
D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
解析：由题图所示的磁感线方向,利用安培定则可判得,回路中电流从正极板流出,即电容器处于放电过程中,故选项A错误;放电过程是电场能减小的过程,因而是磁场能增加的过程,也是振荡电流增大的过程,故选项B、C正确;在振荡电流增大时,线圈产生自感电动势阻碍电流增大,故选项D正确。
答案：BCD
8.眼睛的视觉暂留时间为0.1 s,为了使电视图像是连续活动的,电视台每秒内发送的图像信号( )
A.应该多于10张
B.应该少于10张
C.通常每秒发射10张
D.通常每秒发射25张
答案：AD
9.
如图所示,为LC回路中电流随时间变化的图象,规定回路中顺时针电流方向为正。在t=34T时,对应的电路是下图中的( )
答案：B
10.下列有关电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波
B.电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线
C.频率接近可见光的电磁波易沿直线传播
D.以上说法都不正确
解析：电磁波谱中,γ射线频率最大,波长最短,最难发生衍射,无线电波频率最小,波长最长,最易发生衍射;频率接近可见光的电磁波波长短、频率大,不易衍射,直线传播性好。
答案：BC
二、填空题(本题共3个小题,共20分)
11.(8分)
如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10-2 s。自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s时,电容器正处于 (选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。这时电容器的上极板 (选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。?
解析：振荡电路在一个周期内,经历放电→充电→放电→充电四个过程,每一个过程历时T4。当振荡电流以逆时针达到最大时,电容器上极板刚放电完毕,将开始对下极板充电。由于时间t=3.4×10-2 s=1.7T,根据电磁振荡的周期性特点,此时刻状态与开始计时后经过t'=0.7T的状态一样,所以电容器正处于充电状态,且上极板带正电。
答案：充电 带正电
12.(8分)电磁波谱中,按频率从高到低排列是 ;频率越高的电磁波, 能力越强;波长越 的电磁波,绕过障碍物的能力越强。?
答案：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波 穿透 长
13.(4分)现在,移动电话(手机)已经十分普遍,随身携带一个手机就可以在城市的任何一个角落进行通话。我国现有几亿部手机,那么每一部手机接收到的电磁波频率 (选填“相同”或“不相同”)。现在建了很多地面转播塔,但还是有很多“盲区”,那么我们为什么不用同步卫星直接转播呢?因为 。?
答案：不相同(每一部手机有一定频率) 用卫星转播太远,信号太弱
三、计算题(本题共4个小题,共40分)
14.(8分)通过同步卫星通话时,对方总是停一小段时间再回话,问说话后至少经过多长时间才能听到对方回话?(设对方听到说话后立即回话,已知M地=6×1024 kg,R地=6.4×106 m)
解析：要求出说话后听到对方讲话经历的时间,需要知道同步卫星分别和两人之间的距离,当两人都站在同步卫星的正下方时,电磁波经同步卫星传播的距离最短,需时最少。
设卫星的质量为m,距地高度为h,同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同,由牛顿第二定律得
mω2(R+h)=GMm(R+h)2,
则h=3GMω2-R
=36.67×10-11×6×1024×(3 600×24)24×3.142 m-6.4×106 m=3.59×107 m=3.59×104 km
无线电传播的最短距离为
s=4h=3.59×107×4 m=1.44×108 m
传播的最短时间为
t=sc=1.44×1083×108 s=0.48 s。
答案：0.48 s
15.(8分)
如图所示振荡电路中,线圈自感系数L=0.5 H,电容器电容C=2 μF。现使电容器带电,从接通开关S时计时。
(1)当t=3.0×10-2 s时,电路中电流方向如何?
(2)经过多长时间,线圈中的磁场能第一次达到最大?
解析：(1)设顺时针为正方向,LC回路振荡的周期为
T=2πLC=2π0.5×2×10-6 s=6.28×10-3 s
当t=3.0×10-2 s时,t=4.78T,即434T
(2)当接通开关S时,电容器开始放电,当电场能完全转化为磁场能时,磁场能第一次达到最大,此时t=T4=1.57×10-3 s。
答案：(1)顺时针 (2)1.57×10-3 s
16.
(12分)如图所示的电路中,电容器的电容C=1 μF,线圈的自感系数L=0.1 mH。先将开关S拨至a,这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止,然后将开关S拨至b,经过t=3.14×10-5 s,油滴的加速度a是多少?当油滴的加速度a'为何值时,LC回路中的振荡电流有最大值?(g取10 m/s2,π=3.14,研究过程中油滴不与极板接触)
解析：当S拨至a时油滴受力平衡,显然油滴带负电,有mg=Udq①
当S拨至b后,LC回路中有振荡电流,振荡周期为
T=2πLC=6.28×10-5 s
当t=3.14×10-5 s时,电容器恰恰反向充电结束,两极板间电场强度与t=0时等大反向,由牛顿第二定律得
Udq+mg=ma②
联立①②得a=20 m/s2。
当振荡电流最大时,电容器处于放电完毕状态,两极板间无电场,油滴仅受重力作用。
则mg=ma',得a'=10 m/s2
即当油滴的加速度为10 m/s2时,LC回路中振荡电流有最大值。
答案：20 m/s2 10 m/s2
17.(12分)请回答以下问题:
(1)红外体温计不与人体接触就能测体温,为什么?
(2)一切物体都在不停地辐射红外线,为什么在冰窖中我们会感到很冷?
(3)红外遥感有哪些方面的应用?
解析：(1)一切物体都在不停地辐射红外线,且温度越高,发射的红外线越强,人体当然也是这样,这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温。
(2)在冰窖中四周为冰,温度较低,它向外辐射红外线的本领比人体弱,显然在冰窖中,人体同样时间内向外辐射红外线比接收的冰辐射的红外线要多,因此会感觉越来越冷。
(3)红外遥感技术有着广泛的应用。如利用红外遥感可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等,红外遥感在军事上的应用也十分重要。
答案：见解析