2024-2025学年高二物理选择性必修第二册（粤教版）第四章测评卷

第四章测评卷(满分:100分)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.在LC振荡电路中,电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示.在1×10-6s到2×10-6s内,关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长,下列说法正确的是()A.充电过程,波长为1200mB.充电过程,波长为1500mC.放电过程,波长为1200mD.放电过程,波长为1500m2.利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题.IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路,公交车上的读卡机向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时,IC卡内的线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是()A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC卡才能有效工作C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L中不会产生感应电流D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息3.关于机械波与电磁波,下列说法错误的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D.机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向4.电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号,再加载到如图乙所示的高频载波上,使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示).这种调制方式称为()A.调幅 B.调谐 C.调频 D.解调5.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的B.验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应C.利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D.相同条件下,电磁波谱中最难发生衍射的是X射线6.如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于玻璃圆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荷量不变,那么()A.小球对玻璃圆环的压力不断增大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.磁场力对小球一直做功7.关于红外线,以下说法错误的是()A.不同的物体辐射红外线的波长和强度不同,可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射B.利用红外线的热效应可对物体进行烘干C.利用红外线波长较短,容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影D.利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测二、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.下列说法正确的是()A.日光灯是紫外线的荧光效应的应用B.单摆在做受迫振动时,它的周期等于单摆的固有周期C.机械波从一种介质进入另一种介质后,它的频率保持不变D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在9.如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光,现突然断开S并开始计时,能正确反映电容器a极板上电量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值表示a极板带正电)()10.在LC振荡电路中,t1和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示,若t2-t1=π2LC,则下列说法正确的是(A.在t1时刻电容器正在充电 B.在t2时刻电容器正在充电C.在t1时刻电路中的电流处在增大状态 D.在t2时刻电路中的电流处在增大状态三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)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,即如图中用“×”表示的点.(1)求T、L、C的关系;(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.12.(8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.那么黑匣子发出的电磁波波长是多少?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L=4.0mH,此时产生电谐振的电容多大?13.(10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=0.02μs,则该电磁波的振荡频率为多少?最大侦察距离是多少?14.(13分)猫头鹰在夜间能看到东西是因为它对红外线产生视觉,根据辐射理论,物体发出的最大波长与物体的绝对温度间的关系满足λmT=2.90×10-3m·K.若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为t=27℃,则它发出的光的最大波长为多少?属于哪个波段?(其中T=t+273K)15.(15分)如图所示,线圈L的自感系数为25mH,电阻为零,电容器C的电容为40μF,灯泡D的规格是“4V2W”.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=π2×10-3s时,电容器的右极板带何种电荷(2)当t=π×10-3s时,LC回路中的电流大小.答案：1.A由题图可知,在1×10-6s到2×10-6s内,电容器C的带电荷量由0增加到最多,因此是充电过程.电磁振荡的周期等于所发射的电磁波的周期,那么电磁波的波长为λ=cT=3×108×4×10-6m=1200m.故选项A正确.2.BIC卡工作所需要的能量是线圈L中产生的感应电流,选项A错误;要使电容C达到一定的电压,则读卡机应该发射特定频率的电磁波,IC卡才能有效工作,选项B正确;若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,线圈L中会产生感应电流,但电容C不能达到一定的电压,IC卡不能有效工作,选项C错误;IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也能向读卡机传输自身的数据信息,选项D错误.3.A电磁波在真空中的传播速度都等于光速,与电磁波的频率无关,故A错误;衍射现象是波特有的现象,而偏振现象是横波特有的现象,电磁波也是一种横波,可以发生衍射现象和偏振现象,故B正确;光在介质中传播,频率越高,传播速度越小.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度,故C正确;机械波可以沿其传播方向既能传递能量,又能传递信息,故D正确.本题选错误的,故选A.4.A使高频振荡电流的振幅随信号变化的调制方式叫调幅.5.C热效应最强的是红外线,A错误;验钞机是利用了紫外线的荧光效应,B错误;电磁波测距就是利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔来确定的,C正确;电磁波谱中比X射线波长短的还有γ射线,D错误.6.C因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场,在周围产生稳定的涡旋电场,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:玻璃圆环的弹力FN和磁场的洛伦兹力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和洛伦兹力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.7.C由于红外线是一种光波,一切物体都在不停地对外辐射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射性强一些.由于红外线的热效应,可用来烘干,又由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地辐射红外线,并且不同的物体所辐射的红外线其波长和强度不同,故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号,并用电子仪器对接收到的信号进行处理,或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影,就可察知物体的形状和特征.所以选项中的A、B、D均正确,C错误,本题选错误的,故选C.8.AC日光灯是紫外线的荧光效应的应用,故A正确;单摆在做受迫振动时,它的周期等于驱动力的周期,故B错误;机械波的频率由波源决定,和介质无关,故C正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,故D错误.9.BCS闭合时,D正常发光,此时电容器两端的电势差为零,根据Q=CU知,所带的电荷量为零;断开S,由于线圈阻碍电流的变化,电容器反向充电,电量逐渐增大,磁场能转化为电场能,充电完毕后,又开始放电,将电场能转化为磁场能,形成LC振荡电路,电量随时间周期性变化,故B正确,A错误.当突然断开S,线圈中电流减小,则出现感应电动势,从而对电容器进行充电,导致磁场能减小,电场能增大,则电流减小,方向是顺时针,故C正确,D错误.10.BC由题图可判断,t1时刻正在放电,电流应处在增大状态;t2时刻正在充电,电流应处在减小状态,故选项B、C正确,选项A、D错误.11.答案(1)T2=4π2LC(2)见解析(3)36.8mH(35.1~38.9mH均正确)解析(1)由周期公式T=2πLC得T2=4π2LC.(2)由T2=4π2LC,在L不变的情况下,T2为C的正比例函数,因此T2-C图线为过原点(0,0)的直线,图线如图所示.(3)在如图所示的直线上任取两点,为减小误差,所取的两点间隔应尽可能大,由T=2πLC得L=T24π2C,L=ΔT24π2ΔC,代入数据得L=36.8mH(在12.答案8000m4.5×10-9F解析由公式v=λf得λ=vf=3×10837.5×1C=14π2f2L=14×π2×13.答案1.5×109Hz30km解析由c=λf可得电磁波的振荡频率f=cλ=3×10820×10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=c(1n-t)=3×108×(15000-0.02×10-6)m=6×所以雷达的最大侦察距离s'=s2=3×104m=30km14.答案9.7×10-6m红外线解析由t=27℃,知T