【同步】高中物理教科版(2019)选择性必修2：第4章电磁振荡与电磁波测评卷习题

第四章测评卷一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.(2023江苏无锡高二期末)某通信工具单端天线长度为载波波长的14时,其感应电动势在天线中将达到最大值。如果其需接收信号的载波频率为900MHz,这种工具的天线设计的长度约为(A.8cm B.33cm C.75cm D.2.25m2.(2023湖南郴州高二期末)下列器件中,利用电流热效应工作的是()A.微波炉 B.电视机C.电风扇 D.电饭锅3.(2023河北邢台高二期末)在如图甲所示的电路中,电感线圈的直流电阻可忽略不计,闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S,LC振荡电路中产生电磁振荡,LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示(其纵轴表示的物理量未标出)。下列说法正确的是()甲乙A.图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像B.图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像C.t=T4D.将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍,电磁振荡的频率变为原来的14.(2023湖南郴州高二期末)近年来,人们大量使用第五代移动通信技术(简称5G)智能手机,它既能实现较好的通话信号,还能随时且快速无线上网,下列说法正确的是()A.电磁波在空气中的传播速度是340m/sB.手机无线上网是利用电磁波传输信息的C.手机无线上网是利用声波传输信息的D.电磁波不能在真空中传播5.(2023湖南郴州高二期末)关于麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是()A.电场一定产生磁场B.磁场一定产生电场C.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场D.变化的电场产生磁场6.(2023湖北黄冈高二期末)LC振荡电路如图甲所示,电路中的电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线,下列说法正确的是()甲乙A.在t2~t3时间内,电流逐渐减小B.在t1~t2时间内,电容器C正在充电C.t2和t4时刻,电容器极板带电情况完全相同D.电路中电场能随时间变化的周期等于t47.(2023山东枣庄高二期末)电磁波已广泛应用在很多领域。下列关于电磁波的说法正确的是()A.在电磁波的可见光区,紫光的折射率比红光更小B.电磁波不能产生偏振现象C.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出磁场,空间将产生电磁波D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失D.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直9.电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示,关于电磁波的应用,以下说法正确的是 ()A.图甲中经过调制后的电磁波的波长不变B.图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波,进行天体物理研究C.图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点D.图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织10.图甲为超声波悬浮仪,上方圆柱体中,高频电信号(由图乙电路产生)通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号,发出超声波,下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后,会出现振幅几乎为零的点——节点,小水珠能在节点处附近保持悬浮状态,图丙为某时刻两列超声波的波形图,已知声波传播的速度为340m/s,下列说法正确的是()A.该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为34000HzB.两列波充分叠加后,小水珠能悬浮在点M(-1.5,0)附近C.小水珠悬浮时,受到的声波压力竖直向上D.拔出图乙线圈中的铁芯,可以增加悬浮仪中的节点个数三、非选择题:本题共5小题,共54分。11.(6分)电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。(1)对照电磁波的形成过程示意图(如图)可知,电磁波的本质是不断交替变化着的由近及远在空间传播。

(2)在下列各电器中,属于利用电磁波传递信号的是。

A.公用电话 B.有线电话C.手机 D.VCD播放机12.(10分)(2023南京外国语学校高二期末)如图甲所示,LC电路中,电容C为0.4μF,电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时,极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时,回路中的振荡电流i-t图像如图乙所示,不计电路产生的内能及电磁辐射,g取10m/s2。(1)LC电路振荡电流的周期T=s。

(2)经2π×10-5s时,电容器内灰尘的加速度大小为m/s2。

(3)线圈中电流最大时,灰尘的加速度大小为m/s2。

(4)灰尘在遇到极板之前,它的速度(选填“不断增大”“不断减小”“周期性增大”或“周期性减小”),加速度最大的时刻可能为。

13.(10分)一台无线电接收机,当接收频率为535kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容是360pF。如果调谐电路里的电感线圈保持不变,要接收频率为1605kHz的信号时,调谐回路里电容器的电容应变为多少?14.(14分)飞机失事后,为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在30天内能以37.5kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。(1)黑匣子发出的电磁波波长是多少?(2)若接收电路是由LC电路组成的,其中该接收装置里的电感线圈自感系数L=4.0mH,此时产生电谐振的电容为多大?15.(14分)通过同步卫星通话时,对方总是停一小段时间才回话,问:一方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=6×1024kg,R地=6.4×106m)参考答案第四章测评卷1.A解析接收信号的载波波长λ=cf=13m,天线的理论长度2.D解析微波炉主要是利用高频电磁波加热食物,A错误;电视机是把电磁信号转化为声、光的设备,B错误;电风扇是把电能转化为机械能的设备,C错误;电饭锅是利用电流热效应加热食物,D正确。3.B解析t=0时刻断开开关S,电感线圈与电容器构成振荡回路,电感线圈中的电流从某一最大值开始减小,产生自感电动势对电容器充电,磁场能转化为电场能,电容器所带电荷量从零开始增加,当线圈中的电流减为零时,电容器充满电,所带电荷量达到最大,振荡电路经历14T时,磁场能为零,电场能最大,随后电容器放电,所带电荷量减小,电感线圈中的电流反向增大,电场能转化为磁场能,形成振荡电路,故A、C错误,B正确;振荡电路的周期为T=2πLC,电磁振荡的频率为f=1T=12πLC4.B解析电磁波在空气中的传播速度接近光速c,即接近3×108m/s,故A错误;手机无线上网是利用电磁波传输信息的,不是声波,故B正确,C错误;电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故D错误。5.D解析根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场才能产生磁场,变化的磁场才能产生电场,故A、B错误,D正确;根据麦克斯韦的电磁场理论,均匀变化的磁场将产生一个恒定的电场,故C错误。6.B解析根据图像可知,t2~t3时间内,电流逐渐增大,故A错误;t1~t2时间内,电路中的电流在减小,电容器在充电,故B正确;t2和t4时刻,电容器充电完成,但极板所带正负电荷相反,故C错误;一个周期电容器充电放电两次,所以电路中电场能随时间变化的周期等于12t47.D解析光的波长越大,在同一介质中折射率越小,在电磁波的可见光区,紫光的波长比红光的小,因此紫光的折射率比红光更大,A错误;因电磁波是横波,所以电磁波能产生偏振现象,B错误;均匀变化的电场能激发出恒定的磁场,恒定的磁场不能产生电场,麦克斯韦认为周期性变化的电场在空间引起周期性变化的磁场,周期性变化的磁场又在空间引起周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播,空间将产生电磁波,C错误;赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁理论,D正确。8.ABD解析电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s,与电磁波的频率无关,故A正确;周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场,它们相互激发向周围传播,就形成了电磁波,故B正确;波源的电磁振荡停止后,已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播一段时间,故C错误;电磁波是横波,因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直,故D正确。9.AB解析图甲中为调幅波,不影响频率,故波长不变,A正确;图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波,进行天体物理研究,B正确;红外线夜视仪利用红外遥感技术,C错误;CT机通过X射线拍摄人体组织,D错误。10.ACD解析由图可知,超声波波长1cm,由题可知,声波传播的速度为340m/s,所以超声波信号频率为f=vλ=340m/s0.01m=34000Hz,故A正确;把P、Q看成两个波源,可知波源振动步调相反,M点与两个波源的波程差为211.答案(1)电场和磁场(2)C解析(1)电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间传播。(2)卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息,而有线电视、公用电话、VCD播放机是通过电流来传递信息的。故选C。12.答案(1)4π×10-5(2)20(3)10(4)不断增大(4n+2)π×10-5s(n=0,1,2,3,…)解析(1)根据题意,由公式T=2πLC可得,LC电路振荡电流的周期为T=4π×10-5s。(2)开关断开时,灰尘恰好静止,则有mg=qE当t=2π×10-5s=T2时,电流i=0,电荷量最大,则有解得a=2g=20m/s2。(3)电流最大时,电荷量为0,灰尘只受重力,则有a=g=10m/s2。(4)根据题意可知,t=0时,灰尘受到的电场力向上,且有Eq=mg0~T4内,电容器放电,电场强度E减小,则灰尘开始向下加速,T4~T2内,电容器反向充电,电场反向,则灰尘受到的电场力向下,灰尘继续向下加速,T2~34T内,电容器反向放电,灰尘受到电场力仍然向下,灰尘继续向下加速,34T~T内,电容器正向充电,灰尘受向上的电场力,但电场力小于灰尘的重力,则灰尘继续向下加速,综合所述,灰尘在遇到极板之前,它的速度不断增大。根据题意可知,当灰尘受向下的最大电场力时,电容器内灰尘的加速度最大,由图可知,当电容器反向充电结束时,即t=12T+nT(13.答案40pF解析由f=12f1=535×103Hz=1f2=1605×103Hz=1有f又C1=360pF解得C2=40pF。14.答案(1)8000m(2)4.5×10-9F解析(1)由公式c=λf得λ=cf=3(2)由