高中物理人教版4第十四章電磁波單元測試 第14章章末分層突破

章末分層突破[自我校對]①電場②磁場③麥克斯韋④電磁場⑤光速⑥周期性變化⑦2πeq\r(LC)⑧eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))⑨開放電路電磁振蕩過程分析1.分析兩類物理量：電荷量Q決定了電場能的大小，電容器極板間電壓U、電場強(qiáng)度E、電場能EE的變化規(guī)律與Q的變化規(guī)律相同；振蕩電流i決定了磁場能的大小，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、磁場能EB的變化規(guī)律與i的變化規(guī)律相同．2．兩個過程：放電過程電荷量Q減小，振蕩電流i增加；充電過程電荷量Q增加，振蕩電流i減小．3．兩個瞬間：放電完畢瞬間Q＝0，i最大；充電完畢瞬間i＝0，Q最大．如圖14-1所示，i-t圖象表示LC振蕩電流隨時間變化的圖象，在t＝0時刻，電路中電容器的M板帶正電，在某段時間里，電路的磁場能在減少，而M板仍帶正電，則這段時間對應(yīng)圖象中________段．圖14-1【解析】由電流圖象可得，在t＝0時刻是電容器開始放電，電路中電容器的M板帶正電，故電流方向逆時針為正方向；某段時間里，電路的磁場能在減少，說明電路中的電流在減小，是電容器的充電過程，此時M板帶正電，說明此時電流方向順時針方向?yàn)樨?fù)，符合電流減小且為負(fù)值的只有cd段．【答案】cd已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電量隨時間變化的曲線如圖14-2所示．則()圖14-2A．a(chǎn)、c兩時刻電路中電流最大，方向相同B．a(chǎn)、c兩時刻電容器里的電場能最大C．b、d兩時刻電路中電流最大，方向相同D．b、d兩時刻電路中電流最大，方向相反E．b、d兩時刻磁場能最大【解析】a、c兩時刻電容器極板上電量最大，電場能最大，所以電路中電流最??；b、d兩時刻電容器極板上電量最小，電路中電流最大，磁場能量最大，b、d兩點(diǎn)時間間隔為半個周期，故電流方向相反．【答案】BDELC振蕩電路充、放電過程的判斷方法1．根據(jù)電流流向判斷：當(dāng)電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，處于充電過程；反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時，電荷量減少，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，處于放電過程．2．根據(jù)物理量的變化趨勢判斷：當(dāng)電容器的帶電量q(電壓U、場強(qiáng)E)增大或電流i(磁場B)減小時，處于充電過程；反之，處于放電過程．3．根據(jù)能量判斷：電場能增加時充電，磁場能增加時放電．電磁波的特點(diǎn)和應(yīng)用1.按波長由長到短(頻率由低到高)的順序無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線(X射線)、γ射線等合起來，構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜．2．各種不同的電磁波既有共性，又有個性(1)共性：它們在本質(zhì)上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，都遵守公式v＝fλ，它們在真空中的傳播速度都是c＝×108m/s，它們的傳播都不需要介質(zhì)(2)個性：不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性．波長越長越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難．正是這些不同的特性決定了它們不同的用途．3．電磁波和機(jī)械波在波動性上有相同點(diǎn)，都遵守v＝fλ，但本質(zhì)不同，機(jī)械波不能在真空中傳播，而電磁波的傳播不需要介質(zhì)．聲吶能發(fā)射超聲波，雷達(dá)能發(fā)射電磁波，超聲波和電磁波相比較，下列說法正確的是()A．超聲波與電磁波傳播時，都向外傳遞了能量B．電磁波既可以在真空中傳播，又可以在介質(zhì)中傳播，超聲波只能在介質(zhì)中傳播C．在空氣中傳播的速度與在其他介質(zhì)中傳播速度相比，均是在空氣中傳播時具有較大的傳播速度D．超聲波是縱波，電磁波是橫波E．超聲波與電磁波相遇時可能會發(fā)生干涉【解析】超聲波與電磁波傳播時，都向外傳遞了能量、信息，A正確；聲吶發(fā)出的超聲波是機(jī)械波，不可以在真空中傳播，B對；機(jī)械波在空氣中傳播時速度較小，在其他介質(zhì)中傳播時速度大，而電磁波恰好相反，C錯；聲波是縱波，電磁波是橫波，D正確；超聲波和電磁波不是同一類波，不可能發(fā)生干涉，E錯．【答案】ABD關(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是()A．電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波B．紫外線的頻率比可見光低，長時間照射可以促進(jìn)鈣的吸收，改善身體健康C．X射線和γ射線的波長比較短，穿透力比較強(qiáng)D．紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線E．所有物體都發(fā)射紅外線【解析】無線電波的波長長，易發(fā)生衍射現(xiàn)象，A正確．紫外線的頻率比可見光高，B錯．任何物體都能輻射紅外線，D錯，選項(xiàng)C、E正確．【答案】ACE雷達(dá)的原理和應(yīng)用1.利用雷達(dá)測定物體的距離：解決這類問題的關(guān)鍵是區(qū)分發(fā)射脈沖波形和反射脈沖波形，找出從發(fā)射電磁波和接收到回來的電磁波的時間差，再利用s＝eq\f(1,2)vt，求出物體的距離．2．利用雷達(dá)測定物體的速度：這類問題往往要有兩個(或兩個以上)的發(fā)射脈沖與反射脈沖，可以確定一段時間前后物體的兩個位置或一段時間的位移，從而測出物體的速度．3．利用雷達(dá)確定物體的位置：雷達(dá)有一個可以轉(zhuǎn)動的天線，它能向一定方向發(fā)射無線電(微波)脈沖，雷達(dá)可根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角，再參考所測得物體的距離，從而確定某一時刻物體的位置．實(shí)際上，這一切數(shù)據(jù)都由電子電路自動計(jì)算并在熒光屏上顯示出來．某一戰(zhàn)斗機(jī)正以一定的速度朝雷達(dá)的正上方水平勻速飛行，已知雷達(dá)發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時間間隔為5×10－4s，某時刻在雷達(dá)熒光屏上顯示的波形如圖14-3甲所示，t＝173s后雷達(dá)向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示，雷達(dá)熒光屏上相鄰刻線間表示的時間間隔為10－4s，電磁波的傳播速度為c＝3×108m/s甲乙圖14-3【解析】由題意知熒光屏相鄰刻線間的時間間隔t0＝10－4s，甲圖發(fā)射波和接收波的時間間隔t1＝4×10－4s，乙圖時間間隔t2＝1×10－4s，所以，第一次戰(zhàn)斗機(jī)距雷達(dá)的距離為s1＝c×eq\f(t1,2)＝×104m，第二次戰(zhàn)斗機(jī)在雷達(dá)正上方．所以，戰(zhàn)斗機(jī)的高度h＝c×eq\f(t2,2)＝×104m，故173s內(nèi)戰(zhàn)斗機(jī)飛行的水平距離為s＝eq\r(s\o\al(2,1)－h(huán)2)＝×104m．所以v＝eq\f(s,t)≈335m/s.【答案】335目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi)．請回答下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的有關(guān)問題．(1)雷達(dá)發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？(2)能否根據(jù)雷達(dá)發(fā)出的電磁波確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離？【解析】(1)由c＝λf可得：λ1＝eq\f(c,f1)＝eq\f×108,200×106)m＝1.5m，λ2＝eq\f(c,f2)＝eq\f×108,1000×106)m＝0.3m.故雷達(dá)發(fā)出的電磁波的波長范圍是0.3m～(2)電磁波測距的原理就是通過發(fā)射和接收電磁波的時間間隔來確定距離，所以可根據(jù)x＝eq\f(vt,2)確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離．【答案】(1)0.3m～1.5m(2)能1.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失【解析】電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無關(guān)，選項(xiàng)A正確；周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，選項(xiàng)B正確；電磁波傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直，選項(xiàng)C正確；電磁波可以通過光纜傳輸，選項(xiàng)D錯誤；電磁波波源的電磁振蕩停止，波源不再產(chǎn)生新的電磁波，但空間中已產(chǎn)生的電磁波仍可繼續(xù)傳播，選項(xiàng)E錯誤．【答案】ABC2．X射線()【導(dǎo)學(xué)號：23570150】A．不是電磁波 B．具有反射和折射的特性C．只能在介質(zhì)中傳播 D．能發(fā)生干涉和衍射E．可在真空中傳播【解析】X射線是波長極短的電磁波，即能發(fā)生反射和折射，也能發(fā)生干涉和衍射，在真空中也可能傳播，故選項(xiàng)B、D、E正確，AC錯誤．【答案】BDE3．下列關(guān)于電磁波的說法，正確的是()A．電磁波能在真空中傳播B．電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波C．振蕩變化的電場會在空間產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在E．赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波【解析】電磁波的傳播不需要介質(zhì)，真空、空氣以及其他介質(zhì)都能傳播電磁波，選項(xiàng)A正確；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，只有不均勻變化的電場或不均勻變化的磁場才能產(chǎn)生電磁波，選項(xiàng)B錯誤；振蕩變化的電場會在空間產(chǎn)生電磁波，故選項(xiàng)C正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)D錯誤，E正確．【答案】ACE4．利用所學(xué)物理知識，可以初步了解常用的一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題．IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容構(gòu)成的LC振蕩電路，公交車上的讀卡機(jī)(刷卡時“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波．刷卡時，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸．下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：23570151】A．IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B．IC卡內(nèi)是一個LC振蕩電路C．僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作D．若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L不會產(chǎn)生感應(yīng)電流E．IC卡既能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波，又能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息【解析】本題考查的是LC振蕩電路的相關(guān)知識．IC卡內(nèi)是一個LC振蕩電路，沒有電池，故A錯B對；只有當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)出特定頻率的電磁波時，IC卡才能正常工作，故C對；當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該頻率時，線圈可以產(chǎn)生的電流