廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章電磁振蕩與電磁波過關(guān)檢測新人教版選擇性必修第二冊

第四章過關(guān)檢測(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第8~10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.世界各地有很多無線電臺(tái)同時(shí)廣播,用收音機(jī)一次只能收聽到某一電臺(tái)的播音,而不是同時(shí)收聽到很多電臺(tái)的播音,其緣由是()A.因?yàn)槭章牭降碾娕_(tái)離收音機(jī)最近B.因?yàn)槭章牭降碾娕_(tái)頻率最高C.因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波能量最強(qiáng)D.因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的頻率相同,產(chǎn)生了電諧振答案D解析選臺(tái)就是調(diào)諧過程,因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的頻率相同,產(chǎn)生了電諧振,使f固=f電磁波,在接收電路中產(chǎn)生電諧振激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。2.電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等,按波長由長到短的排列依次是()A.無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B.紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C.γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D.紫外線、無線電波、γ射線、紅外線答案A解析電磁波的波長范圍很廣,按波長由長到短的依次排列,其依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。所以,選項(xiàng)A的排列依次是正確的。3.關(guān)于麥克斯韋的電磁場理論,下列說法正確的是()A.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B.勻稱改變的電場產(chǎn)生勻稱改變的磁場,勻稱改變的磁場產(chǎn)生勻稱改變的電場C.改變的電場產(chǎn)生的磁場肯定是改變的D.振蕩的電場四周空間產(chǎn)生的磁場也是振蕩的答案D解析麥克斯韋的電磁場理論要點(diǎn)如下:改變的磁場(電場)要在四周空間產(chǎn)生電場(磁場),若磁場(電場)的改變是勻稱的,產(chǎn)生的電場(磁場)是穩(wěn)定的;若磁場(電場)的改變是振蕩的,產(chǎn)生的電場(磁場)也是振蕩的。由此可判定選項(xiàng)D正確。4.(2024·河南平頂山高二開學(xué)考試)關(guān)于生活中遇到的各種波,下列說法正確的是()A.手機(jī)4G和5G信號(hào)都是縱波B.電磁波可以傳遞信息,聲波也能傳遞信息C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同答案B解析手機(jī)4G和5G信號(hào)都是電磁波,電磁波是橫波,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電磁波和聲波都可以傳遞信息,選項(xiàng)B正確;太陽光中的可見光是電磁波,電磁波的傳播速度約為3×108m/s,“B超”中的超聲波是聲波,常溫下,在空氣中的速度大約為340m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線頻率不同,波速相同,依據(jù)c=λf可知波長不同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.如圖甲所示的振蕩電路中,電容器極板間電壓隨時(shí)間改變的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定回路中振蕩電流的方向逆時(shí)針時(shí)為正方向,則電路中振蕩電流隨時(shí)間改變的圖像是()甲乙答案D解析電容器極板間電壓U=QC,隨電容器極板上電荷量的增大而增大,隨電荷量的減小而減小。從題圖乙可以看出,在0~T4這段時(shí)間內(nèi)是充電過程,且UAB>0,即φA>φB,A板應(yīng)帶正電,只有順時(shí)針方向的電流才能使A板被充電后帶正電,同時(shí)考慮到t=0時(shí)刻電壓為零,電容器極板上的電荷量為零,電流最大,即6.我國勝利研發(fā)的反隱身米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)記著我國雷達(dá)探討又創(chuàng)新的里程碑,米波雷達(dá)放射無線電波的波長在1~10m范圍內(nèi),下列對米波的推斷正確的是()A.米波必需靠介質(zhì)傳播B.米波同聲波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象C.真空中,米波的傳播速度比微波速度快D.米波只有波動(dòng)性,不具有粒子性答案B解析米波是無線電波,傳播不須要介質(zhì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;米波也是一種波,會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象,選項(xiàng)B正確;真空中,米波的傳播速度也是光速,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;無線電波也有粒子性,只是粒子性比較不明顯,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.電磁振蕩物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有很多重要應(yīng)用。例如,利用波的干涉,可將無線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)著陸的導(dǎo)航。如圖所示,兩個(gè)可放射無線電波的天線對稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉試驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長為λ1和λ2的無線電波。飛機(jī)著陸過程中,當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對準(zhǔn)跑道。下列說法正確的是()A.天線發(fā)出的兩種無線電波必需一樣強(qiáng)B.導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉C.兩種無線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定D.兩種無線電波各自由空間的強(qiáng)弱分布完全重合答案C解析兩種無線電波強(qiáng)度不肯定相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。兩列波長為λ1的無線電波干涉時(shí),在兩波源連線的中垂面上,各點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),在這條線上收到的信號(hào)始終最強(qiáng);同理,兩列波長為λ2的無線電波干涉時(shí),在兩波源連線的中垂面上,各點(diǎn)也都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。在機(jī)場其他區(qū)域,不能滿意在一條線上兩種頻率的波各自干涉后全部的點(diǎn)同時(shí)都是加強(qiáng)點(diǎn)的條件,故當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對準(zhǔn)跑道,導(dǎo)航利用了λ1與λ1、λ2與λ2兩種無線電波之間的干涉,而不是利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。兩種無線電波分別干涉后,在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定,選項(xiàng)C正確。由于兩種無線電波波長不同,各自由空間的強(qiáng)弱分布不完全重合,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.下圖為LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量q隨時(shí)間t改變的圖像,由圖可知()A.在t1時(shí)刻,電路中的磁場能最小B.從t1到t2,電路中的電流不斷減小C.從t2到t3,電容器不斷充電D.在t4時(shí)刻,電容器的電場能最小答案ACD解析由題圖可以看出t1時(shí)刻,電容器極板上的電荷量最大,則電路中的電流為零,磁場能為零,磁場能最小,選項(xiàng)A正確。從t1到t2,電容器極板上的電荷量減小,電路中電流增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。從t2到t3,電容器極板上的電荷量增大,電容器不斷充電,選項(xiàng)C正確。在t4時(shí)刻,電容器極板上的電荷量為零,電容器的電場能為零,選項(xiàng)D正確。9.如圖所示的LC振蕩電路,當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊,電路發(fā)生振蕩后,下列說法正確的是()A.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí),電容器上的電荷量為零B.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí),磁場能最大C.振蕩電流為零時(shí),電場能為零D.振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半答案ABD解析由LC電路電磁振蕩的規(guī)律知,振蕩電流最大時(shí),即是放電剛結(jié)束時(shí),電容器上電荷量為0,選項(xiàng)A正確。電路中電流最大時(shí)電感線圈中磁場最強(qiáng),磁場能最大,選項(xiàng)B正確。振蕩電流為0時(shí)充電結(jié)束,極板上電荷量最大,電場能最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于半個(gè)周期,選項(xiàng)D正確。10.關(guān)于調(diào)制器的作用,下列說法正確的是()A.調(diào)制器的作用是把低頻信號(hào)加載到高頻信號(hào)上去B.調(diào)制器可以把低頻信號(hào)的信息加載到高頻信號(hào)的振幅上去C.調(diào)制器可以把低頻信號(hào)的信息加載到高頻信號(hào)的頻率上去D.調(diào)制器的作用是將低頻信號(hào)變成高頻信號(hào),再放大后干脆放射出去答案ABC解析調(diào)制器的作用是把低頻信號(hào)加載到高頻振蕩信號(hào)上去,假如高頻信號(hào)的振幅隨低頻信號(hào)的改變而改變,則是調(diào)幅;假如高頻信號(hào)的頻率隨低頻信號(hào)的改變而改變,則是調(diào)頻。選項(xiàng)A、B、C正確,D錯(cuò)誤。二、填空題(共2小題,共18分)11.(8分)下圖是通過電容器電容的改變來檢測容器內(nèi)液面凹凸的儀器原理圖,容器中裝有導(dǎo)電液體,是電容器的一個(gè)電極,中間的導(dǎo)電芯柱是電容器的另一個(gè)電極,芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì),電容器的這兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線與一個(gè)線圈的兩端相連,組成LC振蕩電路,依據(jù)其振蕩頻率的凹凸(用與該電路相連的頻率計(jì)顯示)就可知道容器內(nèi)液面位置的凹凸。假如頻率計(jì)顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了,則液面(選填“上升”或“降低”)。容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連,若某一時(shí)刻線圈內(nèi)磁場方向向右,且正在增加,則此時(shí)導(dǎo)電芯柱的電勢正在(選填“上升”或“降低”)。

答案降低上升解析依據(jù)頻率公式f=12πLC可知,若使振蕩頻率變大,則電容C減小;由C=ε12.(10分)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)光源,一個(gè)能產(chǎn)生紅外線,一個(gè)能產(chǎn)生紫外線,但是光源上無任何標(biāo)記,小明為了區(qū)分它們,就取來一張100元的鈔票,發(fā)覺當(dāng)鈔票放在甲燈下時(shí),鈔票上顯出閃亮的熒光標(biāo)記,放在乙燈下鈔票很快變熱,但是不能看出熒光標(biāo)記。甲乙丙(1)由小明的試驗(yàn)可知甲燈為燈,乙燈的光具有。

(2)如圖乙所示,他又用紫外線燈照耀一塊透亮玻璃,調(diào)整透亮玻璃的位置和角度,看到鈔票上的“100”字樣再次發(fā)光。這表明紫外線能被透亮玻璃。

(3)如圖丙所示,他把這塊透亮玻璃放在紫外線燈和鈔票之間,讓紫外線燈正對玻璃照耀,在另一側(cè)無論怎樣移動(dòng)鈔票,“100”字樣都不發(fā)光。他這次試驗(yàn)是為了探究。

答案(1)紫外線熱效應(yīng)(2)反射(3)紫外線能否透過玻璃三、計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最終答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(8分)飛機(jī)失事后,為了分析事故發(fā)生的緣由,必需找尋黑匣子。黑匣子在30天內(nèi)能以37.5kHz的頻率自動(dòng)發(fā)出信號(hào),人們就可利用探測儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)來確定黑匣子的位置。那么黑匣子發(fā)出的電磁波波長是多少?若接收裝置是由LC電路組成的,該接收裝置里的線圈自感系數(shù)L=4.0mH,此時(shí)產(chǎn)生電諧振的LC電路中的電容多大?(真空中的光速c=3.0×108m/s)答案8000m4.5×10-9F解析由c=λf得λ=cf=3由公式f=12C=14π2f2L=14×14.(10分)有一種家用取暖器,外形如圖甲所示,它是由電熱絲發(fā)熱達(dá)到取暖目的的。假如從側(cè)面剖開,它的主要結(jié)構(gòu)如圖乙所示,其中Q為電熱絲,MN為一個(gè)內(nèi)表面極為光滑的金屬弧面。(1)電熱絲通電后產(chǎn)生的是什么?它通過MN的內(nèi)表面產(chǎn)生什么反射?(2)弧面金屬板MN與哪種光學(xué)器材的作用相像?(3)電熱絲安裝在圖示位置的目的是使熱能怎么樣射出?答案(1)紅外線鏡面反射(2)凹面鏡(3)平行射出解析(1)一切物體都向外輻射紅外線,當(dāng)電熱絲通電后,發(fā)熱,向外輻射紅外線。當(dāng)紅外線射到表面極為光滑的金屬弧面發(fā)生鏡面反射。(2)弧面金屬板MN形態(tài)與凹面鏡相像,平行光經(jīng)凹面鏡反射后,反射光線會(huì)會(huì)聚在焦點(diǎn)上。光路是可逆的,燈絲處于焦點(diǎn)處,故產(chǎn)生平行光向外輻射。(3)依據(jù)光路的可逆性,當(dāng)把光源放在焦點(diǎn)時(shí),則會(huì)得到平行光。15.(12分)某居住地位于某山脈的一邊A處,山脈的另一邊P處建有一無線電波放射站。該放射站可發(fā)送頻率為400kHz的中波和頻率為400MHz的微波,已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3.0×108m/s。(1)該中波和微波的波長各是多少?(2)放射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的?(3)哪種波接收效果好?答案(1)750m0.75m(2)衍射(3)中波解析(1)由λ=cf知,λ1=750m,λ2=0.(2)無線電波繞過山脈到達(dá)A處,發(fā)生了衍射現(xiàn)象。(3)頻率為400kHz的中波接收效果更好,因?yàn)樗牟ㄩL較長,衍射現(xiàn)象更明顯。16.(12分)某高速馬路自動(dòng)測速儀裝置如甲圖所示,雷達(dá)向汽車駛來的方向放射不連續(xù)的電磁波,每次放