《电磁波》单元检测（高中物理）

第十四章单元检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．在电视发射端，由摄像管摄取景物反射的光转换为电信号，这一过程完成了()A．电、光转化 B．光、电转化C．光、电、光转化 D．电、光、电转化答案：B解析：这一过程是把光信号转化为电信号，即把一幅图像按照各个部分的明暗情况，逐点地变为强弱不同的信号电流，然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去．2．下列关于X射线的叙述，正确的是()①X射线可用来将食用水消毒②X射线由高速移动的中子组成③X射线可使照相胶卷感光④电视广播⑤消灭害虫⑥探测隐藏在行李中的武器⑦探索在山泥倾泻中被埋的生还者A．只有①和③ B．只有③、⑥和⑦C．只有①和④ D．只有②和③答案：B解析：X射线有很强的穿透力，主要应用于医学检查、工业探伤等领域，本题着重考查X射线的应用．3．(2022·泉州七中高二检测)关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是()A．电磁波是横波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波能产生干涉和衍射现象D．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直答案：B4．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是()A．频率越高，传播速度越大B．波长越长，传播速度越大C．电磁波的能量越大，传播的速度越大D．频率、波长、能量强弱都不影响电磁波的传播速度答案：D解析：真空中所有电磁波速度一样，电磁波能量与频率有关，而速度与能量无关．5．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标．这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它．这种遥感照相机敏感的电磁波属于()A．可见光波段 B．红外波段C．紫外波段 D．X射线波段答案：B解析：任何物体都在向外辐射红外线，温度越高辐射越强，导弹发射、汽车行驶时发动机温度很高，会辐射出强烈的红外线．车队离开后，空气中的热还没有马上散发掉，遥感照相机还能探测到车队刚刚走过的轨迹．6．以下电场中能产生电磁波的是()A．E＝10N/C B．E＝5sin(4t＋1)N/CC．E＝(3t＋2)N/C D．E＝(4t2－2t)N/C答案：B解析：振荡的电场可以在周围产生振荡磁场，形成电磁波．7．如图所示，一束太阳光入射到三棱镜上，通过三棱镜后在另一侧的光屏MN上的ad之间形成彩色光带，以下说法中正确的是()A．入射到ad区域的彩色光带，在光屏上自上而下形成紫色到红色的顺序B．所有入射到ad区域的各种单色光相比较，在光屏上越靠近a的单色光在三棱镜中的传播速度越小C．若在光屏上Pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，越靠近d点的温度探测器升温越快D．若在光屏Pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，在Pa区域靠近a点的温度探测器比靠近d点的温度探测器升温快答案：D解析：太阳光发生色散时，因红光折射率小，紫光的折射率大，所以红光在a处，紫光在d处，A错；越靠近a处的单色光，折射率越小，由n＝eq\f(c,v)可知，对应的光速越大，B错误；落在Pa区域的光是红外线，它的显著作用是热作用，故将灵敏温度探测器放到Pa区比放在d点附近升温快，所以C错，D正确．8．先把开关置于电源一边，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电．如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，打开开关的时刻为t＝0时刻，那么图中能正确表示电感中的电流i随时间t变化规律的是()答案：A9．如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环直径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上方向竖直向上，磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球的带电量不变，那么()A．小球对玻璃环的压力不断增大B．小球受到的磁场力不断增大C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D．磁场力对小球一直不做功答案：CD解析：因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的旋涡电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，可判断电场方向为顺时针方向．在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛仑兹力F＝qBv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力．考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛仑兹力F不一定始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功．10．如图所示的LC振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列判断正确的是()A．若磁场正在增强，则电容器处于充电状态，电流由a→bB．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电C．若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电D．若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电流由b→a答案：C解析：由图中磁场方向可以判断出电流的方向是由a→b的．若磁场是增强的，说明此过程对应的是电场能向磁场能转化，电流是增大的，电容器正在放电，电流是由电容器的正极板流向负极板，上极板是带负电，选项A、B、D错误．若磁场是减弱的，说明此过程对应的是磁场能向电场能转化，电流是减小的，电容器在充电，电场能增强，电容器上极板带正电．C正确．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共4小题，共20分．把答案直接填在横线上)11．(4分)(应用题)(1)红外线望远镜能在晚上看到物体，是因为__________________，红外线制导导弹是利用__________________来射向目标的．(2)利用红外线摄影和紫外线摄影各有其特点：红外线高空摄影由于__________________，而不受天气影响；而紫外线由于________，可以分辨出细微的差别．(3)大额钞票上有荧光物质印刷的文字，在可见光下肉眼看不见，但用________照射则会产生可见光，这也是一种防伪措施．答案：(1)一切物体都在不停地辐射红外线探测敌方目标辐射的红外线(2)红外线波长长，衍射显著，容易穿过云雾烟尘紫外线波长短，方向性好，成像精细(3)紫外线12．(4分)下图是一调频收音机的频率一波长刻度板，请在刻线处填上适当的数字．答案：从左到右依次为：120；；.13．(4分)在电视信号发送和接收的过程中，要用到许多电学部件，将元件名称和它们在电路中的作用连接起来．摄像机将声信号还原后放出话筒向空中发送电磁波发送天线接收空中的电磁波显像管将光信号转变为电信号扬声器将声信号转变为电信号接收天线将电信号转变为光信号答案：只要根据课本上有关电视方面知识的介绍即可作出正确解答，相应的连线如下：14．(8分)(2022·上海春招，4)目前电能都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学研究小组在实验中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现．(1)实现无线传输能量，涉及能量的________、传播和接收．(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波()A．在传输中很多能量被吸收B．在传播中易受山脉阻隔C．向各个方向传输能量D．传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关，实验测量P和R的部分数据如下表：R(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x＝________，y＝________.②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为________．(4)为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图甲实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.①若用该装置给充电功率为10W的电池充电，则损失的功率为________W.②若把甲线圈接入电压为220V的电源，测得该线圈中的电流为0.195A．这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯光的功率为________W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段．为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需要解决一系列问题，请提出至少两个问题．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：(1)发射(2)C(3)①864②PR2＝1600(4)①②15(5)仪器体积过大、对人体有伤害，传输距离太短等等解析：(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程．(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播．(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2＝1600.将R＝5代入上式得P＝64，所以y＝64；将P＝25代入得R＝8，所以x＝8.(4)①由题意知，输电效率为η＝35%，则P总＝P/η＝所以损失的功率为P损＝P总－P＝－10W＝②甲线圈输入功率为P总＝UI＝220×＝所以，乙线圈得到的功率，即灯光的功率为P＝P总η＝×35%＝(5)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器，需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害．三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(6分)某收音机接收电磁波的波长范围在577m到182m之间，该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39pF.求：该收音机接收到的电磁波的频率范围．答案：×105Hz～×106Hz解析：根据c＝λff1＝eq\f(c,λ1)＝eq\f(3×108,577)Hz＝×105Hzf2＝eq\f(c,λ2)＝eq\f(3×108,182)Hz＝×106Hz所以，频率范围为×105Hz～×106Hz16．(6分)(2022·山东测试)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2×10－4s.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300km17．(9分)某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20cm，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？答案：×109Hz；30km解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器．可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半．由f＝eq\f(c,λ)，代入数据可得电磁波的振荡频率为×109Hz.电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s＝cΔt＝ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,n)－t))＝3×108×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5000)－×10－6))m≈6×104m，所以雷达的最大侦察距离s′＝eq\f(s,2)＝3×104m＝30km.18．(9分)如图(1)所示电路中，L和C是理想的自感线圈和电容器．开始时S是闭合的，现断开S，并开始计时，则电容器左边极板的带电量q随时间t的变化情况如何？设电容器的最大带电量为Q，试在图(2)中画出q－t图象表示变化规律．答案：由于自感线圈是理想的，它的电阻为零，所以在S闭合时，虽然有电流通过，但L两端无电压，电容器C也不带电，即初始时刻电容器带电量为零．S闭合时，电流从左向右通过线圈；当S断开时，自感线圈中产生自感电动势，LC组成的闭合回路中要产生电磁振荡，电容器开始充电，右极板带正电，左极板带负电．此后的q－t图象如图所示．19．(10分)某卫星地面站向地球同步通信卫星发送无线电波，经它立即转发到另一卫星地面站，测得从发送开始到地面站