高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十四章 电磁波 单元测评+Word版含答案
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十四章 电磁波 单元测评+Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 159.6KB | ||
| 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 | 2019-06-03 10:25:14 | ||
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文档简介
第十四章 《电磁波》单元测评
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共40分)
一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)
1．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
答案 B
解析 由物理史实可知B正确。
2．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．变化的电场可以产生磁场
答案 D
解析 本题考查各种电磁波的特性及麦克斯韦电磁场理论，意在考查考生对基本知识的理解和识记。雷达是利用微波来定位的，A错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C错误；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场会产生磁场，D正确。
3．关于电磁波传播的速度表达式v＝λf，下列说法中正确的是( )
A．波长越长，传播速度就越大
B．频率越高，传播速度就越大
C．发射能量越大，传播速度就越大
D．电磁波的传播速度与传播介质有关
答案 D
解析 电磁波的传播速度与频率和介质有关，D正确。
4．如图是LC振荡电路中电流随时间变化的图象，规定回路中顺时针电流为正，在t＝时刻对应的电路是图中的( )
答案 B
解析 由题图则在t＝时，电流为零，C、D错误；在该时刻之前，回路中电流为负值，即逆时针方向，也就是说，该时刻是逆时针向电容器充电完毕的时刻，则电容器上极板带正电，B正确。
5．实际发射无线电波的过程如图(1)所示。高频振荡器产生高频等幅振荡如图(2)甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图(2)乙所示。根据以上图象，发射出去的电磁波图象应是下列图中哪一个( )
答案 B
解析 由调幅原理可知B正确。
6．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的( )
A．平行性好 B．相干性
C．反射性能好 D．波长大，易衍射
答案 D
解析 红外线的波长较长，衍射现象明显，易透过云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故只有D正确。
7．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像，必须要有检波过程
答案 BCD
解析 由电磁波的发射与接收可知B、C、D正确。
8．为了有效地把磁场的能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间，除了用开放的电路，还有行之有效的办法是( )
A．增大电容器极板间的距离
B．减小电容器极板的面积
C．减小线圈的匝数
D．采用低频振荡电流
答案 ABC
解析 实行开放电路和提高辐射频率是发射电磁波的两种有效方法。由f＝、C＝可知，A、B、C正确。
9．关于手机和BP机，下列说法中正确的是( )
A．随身携带的移动电话(手机)内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
B．随身携带的移动电话(手机)内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置
C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话
D．无线电寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
答案 BCD
解析 移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置。由于移动电话发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话。BP机只有接收装置，而无发射装置。故B、C、D正确。
10．近年来高速发展的PDP(Plasma Display Panel)等离子显示屏，可以制造出大屏幕悬挂式彩色电视机，使电视机屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有8 cm左右。等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕。每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光，每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图像，则( )
A．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受到激发而发光
B．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受到激发而发光
C．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应
D．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的化学作用
答案 AC
解析 根据紫外线的产生机理、特点及应用可知某种看不见的射线使荧光粉发光，看不见的射线是紫外线。使荧光粉发光，这是紫外线的荧光效应。紫外线作为电磁波家族中的一员，它的产生机理与可见光和红外线的产生机理是相同的，都是原子的外层电子受到激发后产生的，所以A、C正确。
第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)
二、填空题(每小题5分，共20分)
11．如图所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化________能；在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程；在时刻C，电容器带电量________(填“为零”或“最大”)；在时刻D，线圈的感应电动势________(填“为零”或“最大”)。
答案 电场 磁场 充电 为零 最大
解析 由题图可知，在OA时间内，电路中电流在增大，说明磁场能在增加，电场能在减少，即电场能转化为磁场能；在AB时间内，电路中电流在减小，说明磁场能在减少，电场能在增加，电容器正在充电；在C时刻，电路中电流达最大值，说明磁场能达最大值，电场能为零，故电容器带电量为零；在D时刻，电路中的电流为零，但电流随时间的变化率最大，故线圈中的自感电动势也最大。
12．现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机就可以在城市的任何一个角落进行通话。我国现有1．2亿部以上手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(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”，不用同步卫星直接转播的原因是____________________。
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
13．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，其发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为________，在此处，每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为________。
答案 600 m 2×10－6 J
解析 由c＝λf知，λ＝＝ m＝600 m。
设每秒钟每平方米上获得能量为E，则：E·4πR2＝Pt，所以E＝＝ J＝2×10－6 J。
14．在LC振荡电路中，如已知电容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、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”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T2与C的关系图线；
(3)求得的L值是________。
答案 (1)T2＝4π2LC
(2)如图所示
(3)36．8 mH(35．1～38．9 mH都算对)
解析 (1)由周期公式T＝2π可得，三者之间的关系式T2＝4π2LC。
(2)连线见答案。
(3)由图象斜率k＝4π2L，可得L＝，
代入数据得L＝36．8 mH。
三、论述计算题(共40分)
15．(10分)如图所示为某雷达的荧光屏，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？
答案 西方 300 km
解析 当天线朝东方时，显示屏上只有发射信号而无反射信号，天线朝西方时，显示屏上既有发射信号也有反射信号，因此目标在西方，由题图可知t＝2×
10－3s，而2x＝ct，x＝ct＝×3×108×2×10－3 m＝300 km。
16．(10分)如图所示，线圈的自感系数为3 μH，在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在300～150 pF之间变化，S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。
答案 1．88×10－7 s 1．06×107 Hz
解析 根据T＝2π 得
Tmax＝2π＝2π s≈1．88×10－7 s。
根据f＝＝ 得fmax＝＝
Hz≈1．06×107 Hz。
17．(10分)利用荧光灯的频闪效应可以测定转速，现有大功率振荡器的LC回路，其电容为1 μF，电感为 H，将它的振荡电流接到荧光灯上使之正常发光，在荧光灯照射下让一互成120°角的三叶扇转速由零缓慢增加，当第一次发现三叶片像静止不动时，此时风扇的转速是多少？
答案 r/s
解析 振荡电流在一个周期内有两次峰值，因此荧光灯在一个周期内闪光两次，闪光的时间间隔为，则t＝＝π＝ s，
而θ＝ωt＝2πnt，n＝＝ r/s。
18．(10分)如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V,2 W”。开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流。若从S断开开始计时，求：
(1)当t＝×10－3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
(2)当t＝π×10－3 s时，LC回路中的电流。
答案 (1)正电 (2)0．5 A
解析 由T＝2π，知
T＝2π s＝2π×10－3 s。
(1)t＝×10－3 s＝T。断开开关S时，电流最大，经，电流最小，电容器两极板间电压最大。在此过程中对电容器充电，右极板带正电。
(2)t＝π×10－3 s＝，此时电流亦为最大，与没有断开开关时的电流大小相等，则I＝＝＝0．5 A。
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共40分)
一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)
1．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
答案 B
解析 由物理史实可知B正确。
2．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．变化的电场可以产生磁场
答案 D
解析 本题考查各种电磁波的特性及麦克斯韦电磁场理论，意在考查考生对基本知识的理解和识记。雷达是利用微波来定位的，A错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C错误；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场会产生磁场，D正确。
3．关于电磁波传播的速度表达式v＝λf，下列说法中正确的是( )
A．波长越长，传播速度就越大
B．频率越高，传播速度就越大
C．发射能量越大，传播速度就越大
D．电磁波的传播速度与传播介质有关
答案 D
解析 电磁波的传播速度与频率和介质有关，D正确。
4．如图是LC振荡电路中电流随时间变化的图象，规定回路中顺时针电流为正，在t＝时刻对应的电路是图中的( )
答案 B
解析 由题图则在t＝时，电流为零，C、D错误；在该时刻之前，回路中电流为负值，即逆时针方向，也就是说，该时刻是逆时针向电容器充电完毕的时刻，则电容器上极板带正电，B正确。
5．实际发射无线电波的过程如图(1)所示。高频振荡器产生高频等幅振荡如图(2)甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图(2)乙所示。根据以上图象，发射出去的电磁波图象应是下列图中哪一个( )
答案 B
解析 由调幅原理可知B正确。
6．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的( )
A．平行性好 B．相干性
C．反射性能好 D．波长大，易衍射
答案 D
解析 红外线的波长较长，衍射现象明显，易透过云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故只有D正确。
7．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像，必须要有检波过程
答案 BCD
解析 由电磁波的发射与接收可知B、C、D正确。
8．为了有效地把磁场的能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间，除了用开放的电路，还有行之有效的办法是( )
A．增大电容器极板间的距离
B．减小电容器极板的面积
C．减小线圈的匝数
D．采用低频振荡电流
答案 ABC
解析 实行开放电路和提高辐射频率是发射电磁波的两种有效方法。由f＝、C＝可知，A、B、C正确。
9．关于手机和BP机，下列说法中正确的是( )
A．随身携带的移动电话(手机)内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
B．随身携带的移动电话(手机)内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置
C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话
D．无线电寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
答案 BCD
解析 移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置。由于移动电话发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话。BP机只有接收装置，而无发射装置。故B、C、D正确。
10．近年来高速发展的PDP(Plasma Display Panel)等离子显示屏，可以制造出大屏幕悬挂式彩色电视机，使电视机屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有8 cm左右。等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕。每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光，每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图像，则( )
A．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受到激发而发光
B．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受到激发而发光
C．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应
D．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的化学作用
答案 AC
解析 根据紫外线的产生机理、特点及应用可知某种看不见的射线使荧光粉发光，看不见的射线是紫外线。使荧光粉发光，这是紫外线的荧光效应。紫外线作为电磁波家族中的一员，它的产生机理与可见光和红外线的产生机理是相同的，都是原子的外层电子受到激发后产生的，所以A、C正确。
第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)
二、填空题(每小题5分，共20分)
11．如图所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化________能；在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程；在时刻C，电容器带电量________(填“为零”或“最大”)；在时刻D，线圈的感应电动势________(填“为零”或“最大”)。
答案 电场 磁场 充电 为零 最大
解析 由题图可知，在OA时间内，电路中电流在增大，说明磁场能在增加，电场能在减少，即电场能转化为磁场能；在AB时间内，电路中电流在减小，说明磁场能在减少，电场能在增加，电容器正在充电；在C时刻，电路中电流达最大值，说明磁场能达最大值，电场能为零，故电容器带电量为零；在D时刻，电路中的电流为零，但电流随时间的变化率最大，故线圈中的自感电动势也最大。
12．现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机就可以在城市的任何一个角落进行通话。我国现有1．2亿部以上手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(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”，不用同步卫星直接转播的原因是____________________。
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
13．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，其发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为________，在此处，每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为________。
答案 600 m 2×10－6 J
解析 由c＝λf知，λ＝＝ m＝600 m。
设每秒钟每平方米上获得能量为E，则：E·4πR2＝Pt，所以E＝＝ J＝2×10－6 J。
14．在LC振荡电路中，如已知电容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、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”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T2与C的关系图线；
(3)求得的L值是________。
答案 (1)T2＝4π2LC
(2)如图所示
(3)36．8 mH(35．1～38．9 mH都算对)
解析 (1)由周期公式T＝2π可得，三者之间的关系式T2＝4π2LC。
(2)连线见答案。
(3)由图象斜率k＝4π2L，可得L＝，
代入数据得L＝36．8 mH。
三、论述计算题(共40分)
15．(10分)如图所示为某雷达的荧光屏，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？
答案 西方 300 km
解析 当天线朝东方时，显示屏上只有发射信号而无反射信号，天线朝西方时，显示屏上既有发射信号也有反射信号，因此目标在西方，由题图可知t＝2×
10－3s，而2x＝ct，x＝ct＝×3×108×2×10－3 m＝300 km。
16．(10分)如图所示，线圈的自感系数为3 μH，在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在300～150 pF之间变化，S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。
答案 1．88×10－7 s 1．06×107 Hz
解析 根据T＝2π 得
Tmax＝2π＝2π s≈1．88×10－7 s。
根据f＝＝ 得fmax＝＝
Hz≈1．06×107 Hz。
17．(10分)利用荧光灯的频闪效应可以测定转速，现有大功率振荡器的LC回路，其电容为1 μF，电感为 H，将它的振荡电流接到荧光灯上使之正常发光，在荧光灯照射下让一互成120°角的三叶扇转速由零缓慢增加，当第一次发现三叶片像静止不动时，此时风扇的转速是多少？
答案 r/s
解析 振荡电流在一个周期内有两次峰值，因此荧光灯在一个周期内闪光两次，闪光的时间间隔为，则t＝＝π＝ s，
而θ＝ωt＝2πnt，n＝＝ r/s。
18．(10分)如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V,2 W”。开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流。若从S断开开始计时，求：
(1)当t＝×10－3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
(2)当t＝π×10－3 s时，LC回路中的电流。
答案 (1)正电 (2)0．5 A
解析 由T＝2π，知
T＝2π s＝2π×10－3 s。
(1)t＝×10－3 s＝T。断开开关S时，电流最大，经，电流最小，电容器两极板间电压最大。在此过程中对电容器充电，右极板带正电。
(2)t＝π×10－3 s＝，此时电流亦为最大，与没有断开开关时的电流大小相等，则I＝＝＝0．5 A。