2022-2023學(xué)年高中物理第十四章單電磁波元檢測(cè)新人教版選修3-4

PAGEPAGE6單元檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題4分，共40分)1．下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A．均勻變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng) B．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C．只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波 D．電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播2．通信的過程就是把信息盡快地從一處傳遞到另一處的過程，古代也采用過“無線”通信的方式，如利用火光傳遞信息的烽火臺(tái)，利用聲音傳遞信息的鼓，關(guān)于聲音與光，下列說法正確的是()A．聲音和光都是機(jī)械波 B．聲音和光都是電磁波C．聲音是機(jī)械波，光是電磁波 D．聲音是電磁波，光是機(jī)械波3．類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率．在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處．某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是()A．機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D．機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波圖14．某空間出現(xiàn)如圖1所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是()A．在中心點(diǎn)O處有一個(gè)點(diǎn)電荷B．沿軸線方向有穩(wěn)定的電流C．沿軸線方向的磁場(chǎng)在迅速減弱D．沿軸線方向的磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)5．收音機(jī)中的調(diào)諧電路線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)，要想接收波長(zhǎng)是λ的電臺(tái)信號(hào)，應(yīng)把調(diào)諧電路中電容器的電容調(diào)至(c為光速)()A．λ/2πLc B．1/2πeq\r(Lcλ)C．λ2/2πLc2 D．λ2/4π2Lc2圖26．如圖2所示，i－t圖象表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖象，在t＝0時(shí)刻，回路中電容器的M板帶正電，在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，而M板仍帶正電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖象中()A．Oa段 B．a(chǎn)b段C．bc段 D．cd段7．如圖3所示圖3為L(zhǎng)C振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場(chǎng)能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時(shí)刻自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大8．眼睛的視覺暫留時(shí)間為0.1s，為了使電視圖象是連續(xù)活動(dòng)的，電視臺(tái)每秒內(nèi)發(fā)送的圖像信號(hào)()A．應(yīng)該多于10張B．應(yīng)該少于10張C．通常每秒發(fā)射10張D．通常每秒發(fā)射25張圖49．如圖4所示，為L(zhǎng)C回路中電流隨時(shí)間變化的圖象，規(guī)定回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎趖＝eq\f(3,4)T時(shí)，對(duì)應(yīng)的電路是下圖中的()10．下列有關(guān)電磁波的說法中，正確的是()A．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無線電波B．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線C．頻率接近可見光的電磁波易沿直線傳播D．以上說法都不正確題號(hào)12345678910答案二、填空題(本題共3個(gè)小題，共20分)11．(8分)圖5如圖5所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為2×10－2s．自振蕩電流沿逆時(shí)針方向達(dá)到最大值時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝3.4×10－2s時(shí)，電容器正處于________狀態(tài)(填“充電”、“放電”、“充電完畢”或“放電完畢”)．這時(shí)電容器的上極板________(填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”)．12．(8分)電磁波頻譜中，按頻率從高到低排列是________________________________，頻率越高的電磁波，________能力越強(qiáng)，波長(zhǎng)越________的電磁波，繞過障礙物的能力越強(qiáng)．13．(4分)現(xiàn)在，移動(dòng)電話(手機(jī))已經(jīng)十分普遍，隨身攜帶一個(gè)手機(jī)就可以在城市的任何一個(gè)角落進(jìn)行通話．我國(guó)現(xiàn)有幾億部手機(jī)，那么每一部手機(jī)接收到的電磁波頻率________(填“相同”或“不相同”)．現(xiàn)在建了很多地面轉(zhuǎn)播塔，但還是有很多“盲區(qū)”，那么我們?yōu)槭裁床挥猛叫l(wèi)星直接轉(zhuǎn)播呢？因?yàn)開_______________________________________________________________________.三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共40分)14．(8分)通過同步衛(wèi)星通話時(shí)，對(duì)方總是停一小段時(shí)間再回話，問說話后至少經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才能聽到對(duì)方回話？(設(shè)對(duì)方聽到說話后立即回話，已知M地＝6×1024kg，R地＝6.4×106m)15.(8分)圖6如圖6所示振蕩電路中，線圈自感系數(shù)L＝0.5H，電容器電容C＝2μF.現(xiàn)使電容器帶電，從接通開關(guān)S時(shí)計(jì)時(shí)(1)當(dāng)t＝3.0×10－2s時(shí)，電路中電流方向如何？(2)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，線圈中的磁場(chǎng)能第一次達(dá)到最大？16．(12分)如圖7所示的電路中，圖7電容器的電容C＝1μF，線圈的自感系數(shù)L＝0.1mH.先將開關(guān)S撥至a，這時(shí)電容器內(nèi)有一帶電油滴恰能保持靜止，然后將開關(guān)S撥至b，經(jīng)過t＝3.14×10－5s，油滴的加速度a是多少？當(dāng)油滴的加速度a′為何值時(shí)，LC回路中的振蕩電流有最大值？(g取10m/s2，π＝3.14，研究過程中油滴不與極板接觸)17.(12分)請(qǐng)回答以下問題：(1)紅外體溫計(jì)不與人體接觸就能測(cè)體溫，為什么？(2)一切物體都在不停地輻射紅外線，為什么在冰窯中我們會(huì)感到很冷？(3)紅外遙感有哪些方面的應(yīng)用？第十四章電磁波1．A[本題考查的是電磁波內(nèi)容．電磁波其實(shí)就是電磁場(chǎng)在空間的相互激發(fā)和傳播．在真空中傳播速度最大，等于光速，在其他介質(zhì)中速度小于光速，既然是波，就具有衍射的特性，所以B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；只有變化的電場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，如果電場(chǎng)或磁場(chǎng)均勻變化，周圍激發(fā)的是恒定的磁場(chǎng)或電場(chǎng)，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確．]2．C[波動(dòng)過程既能傳遞能量，又能傳遞信息，光與聲音雖然都是波動(dòng)，但二者本質(zhì)不同，即產(chǎn)生機(jī)理不同：光是電磁波，是物質(zhì)，傳播過程不需要介質(zhì)；而聲音是機(jī)械波，由振動(dòng)產(chǎn)生，通過介質(zhì)傳播，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]3．D[機(jī)械波和電磁波有相同之處，也有本質(zhì)區(qū)別，如v＝fλ都適用，A說法對(duì)；機(jī)械波和電磁波都具有干涉和衍射現(xiàn)象，B說法對(duì)；機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，電磁波可以在真空中傳播，C說法對(duì)；機(jī)械波有橫波和縱波，而電磁波是橫波，D說法錯(cuò)．]4．CD[電荷的周圍產(chǎn)生靜電場(chǎng)而不是渦旋場(chǎng)，穩(wěn)定電流的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，A、B錯(cuò)．變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，由于磁場(chǎng)的方向未知，因此C、D都有可能．]5．D[由λ＝eq\f(c,f)可得，信號(hào)的頻率f＝eq\f(c,λ)，想接收波長(zhǎng)為λ的電臺(tái)信號(hào)，故應(yīng)將調(diào)諧電路的頻率也調(diào)至f.又f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，所以eq\f(c,λ)＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，得C＝eq\f(λ2,4π2c2L)，D項(xiàng)正確．]6．D[某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，說明回路中的電流在減小，電容器充電，而此時(shí)M帶正電，那么一定是給M極板充電，電流方向順時(shí)針．由題意知t＝0時(shí)，電容器開始放電，且M極板帶正電，結(jié)合i－t圖象可知，電流以逆時(shí)針方向?yàn)檎较颍虼诉@段時(shí)間內(nèi)，電流為負(fù)，且正在減小，符合條件的只有圖象中的cd段，故選D.]7．BCD[由題圖所示的磁感線方向，利用安培定則可判得：回路中電流從正極板流出，即電容器處于放電過程中，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．放電過程是電場(chǎng)能減小的過程，因而是磁場(chǎng)能增加的過程，也是振蕩電流增大的過程，故選項(xiàng)B、C正確．在振蕩電流增大時(shí)，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，故選項(xiàng)D正確．]8．AD[n>eq\f(1,Δt)＝10，通常情況下每秒發(fā)射25張．]9．B10．BC[電磁波譜中，γ射線頻率最大，波長(zhǎng)最短，最難發(fā)生衍射，無線電波頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，最易發(fā)生衍射；頻率接近可見光的電磁波波長(zhǎng)短、頻率大，不易衍射，直線傳播性好，故B、C正確．]11．充電帶正電解析振蕩電路在一個(gè)周期內(nèi)，經(jīng)歷放電→充電→放電→充電四個(gè)過程，每一個(gè)過程歷時(shí)eq\f(T,4).當(dāng)振蕩電流以逆時(shí)針達(dá)到最大時(shí)，電容器上極板剛放電完畢，將開始對(duì)下極板充電．由于時(shí)間t＝3.4×10－2s＝1.7T，根據(jù)電磁振蕩的周期性特點(diǎn)，此時(shí)刻狀態(tài)與開始計(jì)時(shí)后經(jīng)過t′＝0.7T的狀態(tài)一樣，所以電容器正處于充電狀態(tài)，且上極板帶正電．本題也可通過電磁振蕩中的i－t圖象來分析，若以逆時(shí)針方向電流為正方向，從電容器上極板開始放電時(shí)計(jì)時(shí)，畫出的振蕩電流如圖所示．題中狀態(tài)對(duì)應(yīng)于從A點(diǎn)開始到B點(diǎn)的一段過程．顯然，正處于對(duì)上極板充電狀態(tài)，上極板應(yīng)帶正電．12．γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波穿透長(zhǎng)13．不相同(每一部手機(jī)有一定頻率)用衛(wèi)星轉(zhuǎn)播太遠(yuǎn)，信號(hào)太弱14．0.48s解析要求出說話后聽到對(duì)方講話經(jīng)歷的時(shí)間，需要知道同步衛(wèi)星分別和兩人之間的距離，當(dāng)兩人都站在同步衛(wèi)星的正下方時(shí)，電磁波經(jīng)同步衛(wèi)星傳播的距離最短，需時(shí)最少．設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，距地高度為h，同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)的角速度相同．由牛頓第二定律得：mω2(R＋h)＝Geq\f(Mm,R＋h2)，h＝eq\r(3,\f(GM,ω2))－R＝eq\r(3,\f(6.67×10－11×6×1024×3600×242,4×3.142))m－6.4×106m＝3.59×107m＝3.59×104km.無線電傳播的最短距離為s＝4h＝3.59×107×4m＝1.44×108m.傳播的最短時(shí)間為t＝eq\f(s,c)＝eq\f(1.44×108,3×108)s＝0.48s.15．(1)順時(shí)針(2)1.57×10－3s解析(1)設(shè)順時(shí)針為正方向LC回路振蕩的周期為T＝2πeq\r(LC)＝2πeq\r(0.5×2×10－6)s＝6.28×10－3s當(dāng)t＝3.0×10－2s時(shí)，t＝4.78T，即4eq\f(3,4)T<t<5T，此時(shí)電容器正處于正向充電階段，所以電流方向?yàn)轫槙r(shí)針．(2)當(dāng)接通開關(guān)S時(shí)，電容器開始放電，當(dāng)電場(chǎng)能完全轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能時(shí)，磁場(chǎng)能第一次達(dá)到最大，此時(shí)t＝eq\f(T,4)＝1.57×10－3s.16．20m/s210m/s2解析當(dāng)S撥至a時(shí)油滴受力平衡，顯然油滴帶負(fù)電有：mg＝eq\f(U,d)q①當(dāng)S撥至b后，LC回路中有振蕩電流，振蕩周期為T＝2πeq\r(LC)＝6.28×10－5s當(dāng)t＝3.14×10－5s時(shí)，電容器恰恰反向充電結(jié)束，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)與t＝0時(shí)等大反向，由牛頓第二定律得eq\f(U,d)q＋mg＝ma②聯(lián)立①②得：a＝20m/s2.當(dāng)振蕩電流最大時(shí)，電容器處于放電完畢狀態(tài)，兩極板間無電場(chǎng)，油滴僅受重力作用．則mg＝ma′，得a′＝10m/s2.即當(dāng)油滴的加速度為10m/s2時(shí)，LC回路中振蕩電流有最大值.1