第四章-電磁振蕩與電磁波(綜合復習與測試)(人教版2019選擇性必修第二冊)解析版

電磁振蕩與電磁波綜合復習與測試單選題：1．如圖所示，家用微波爐中使用的微波頻率為2450MHz，則它的波長是（）A．1.2×10-1m B．7.35×10-17mC．1.2×10-4m D．7.35×10-11m【答案】A【解析】微波的波長為。故選A。2.某同學自己繞制天線線圈，制作一個簡單的收音機，用來收聽中波無線電廣播，初步制作后發(fā)現(xiàn)有一個頻率最高的中波電臺收不到，但可以接收其他中波電臺，適當調整后，去戶外使用，假設空間中存在波長分別為290m、397m、566m的無線電波，下列說法正確的是（）A．為了能收到頻率最高的中波電臺。應增加線圈的匝數(shù)B．為更好接收290m的無線電波，應把收音機的調諧頻率調到756kHzC．使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做解調D．為了能接收到長波，應把電路中電容器的電容調大一點【答案】D【解析】A．為了能收到頻率最高的中波電臺，應增大調諧電路的固有頻率，根據(jù)可知應減少線圈的匝數(shù)，故A錯誤；B．為更好接收290m的無線電波，應把收音機的調諧頻率調到,故B錯誤；C．使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調諧，故C錯誤；D．為了能接收到長波，即接收到頻率更低的電磁波，根據(jù)可知，應把電路中電容器的電容調大一點，故D正確。故選D。3.電磁波譜家族有眾多的成員。關于電磁波的應用，下列說法不正確的是（）A．電磁爐是利用電磁波來工作的B．微波爐是利用電磁波的能量來快速煮熟食物的C．雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的D．夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的【答案】A【解析】A．電磁爐是利電磁感應原理和電流的熱效應來工作的，故A錯誤，符合題意；B．微波時電磁波的一部分，食物分子在微波的作用下劇烈震動，內能增大，溫度升高，達到加熱的目的，故B正確，不符合題意；C．雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的，故C正確，不符合題意；D．不同溫度的物體發(fā)出的紅外線特征不同，夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的，故D正確，不符合題意。故選A。4.新冠病毒會引起體溫升高、肺炎等癥狀，人們往往通過紅外測溫技術和X射線透視技術來檢測病情。下列說法正確的是（）A．紅外測溫技術利用了紅外線的熒光效應B．使用紅外體溫計測溫時一定要與人體接觸C．X射線可以透視是因為它的波長較長，容易發(fā)生明顯衍射，可以繞過人體繼續(xù)傳播D．X射線可以透視是因為它能夠穿透物質，所以可用來檢查人體內部器官【答案】D【解析】A．紅外測溫技術利用了紅外線的熱效應，故A錯誤；B．紅外體溫計測溫是通過接收人體輻射的紅外線進行測溫，故使用過程中不需要與人體接觸，故B錯誤；CD．X射線可以透視是因為其有較強的穿透能力，醫(yī)學上檢查人體內部器官和透視人體，故C錯誤，D正確。故選D。5.2022年在防控新型冠狀病毒肺炎疫情期間，在機場、車站等交通出入口，使用了紅外線熱像儀。紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播。關于紅外線熱像儀，下列說法正確的是()A．選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線能量小，可以節(jié)約能量B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D．紅外線熱像儀根據(jù)物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同的原理來檢測體溫【答案】D【解析】一切物體均能發(fā)出紅外線，因此選擇紅外線進行檢測，與其能量大小沒有關系，故A錯誤。紅外線熱像儀通過接收人體發(fā)出的紅外線來檢測溫度，故B錯誤。紫外線具有殺菌作用，紅外線能量相比紫外線小得多，沒有殺菌作用，故C錯誤。一切物體都能發(fā)射紅外線，且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同，紅外線熱像儀就是根據(jù)此原理來檢測體溫的，故D正確。故選D。6.關于某LC振蕩電路中電流隨時間的變化圖像如圖所示，以下說法正確的是()A．t1時刻電感線圈兩端電壓最大B．t2時刻電容器兩極板間電壓為零C．t1時刻電路中只有電場能D．t1時刻電容器所帶電荷量為零【答案】D【解析】電流i最大時，說明磁場最強，磁場能最大，電場能為零，電壓、電荷量均為零，A、C錯誤；t2時刻充電完畢，電流為0，電容器電壓最大，B錯誤，D正確。故選D。7.如圖所示，i-t圖像表示LC振蕩電流隨時間變化的規(guī)律，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，則這段時間對應圖像中()A．Oa段 B．a(chǎn)b段C．bc段 D．cd段【答案】D【解析】由振蕩電流隨時間變化圖像可得，在t＝0時刻，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為負，符合電流減小且為負值的只有cd段，故D項正確。故選D。8.LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則錯誤的是()A．若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向aB．若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C．若磁場正在增強，則電場能正在減小，電容器上極板帶正電D．若磁場正在增強，則電容器正在充電，電流方向由a向b【答案】D【解析】若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，電場能增大，根據(jù)安培定則可確定電流由b向a，上極板帶負電，故選項A、B正確；若磁場正在增強，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項C正確，D錯誤。故選D。9.聲吶能發(fā)射超聲波，雷達能發(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．超聲波與電磁波都既可以在真空中傳播，又可以在介質中傳播C．在空氣中傳播的速度與在其他介質中傳播速度相比，均是在空氣中傳播時具有較大的傳播速度D．超聲波與電磁波相遇時可能會發(fā)生干涉【答案】A【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)出的超聲波是機械波，不可以在真空中傳播，B錯誤；機械波在空氣中傳播時速度較小，在其他介質中傳播時速度大，而電磁波恰好相反，C錯誤；超聲波和電磁波不是同一類波，不可能發(fā)生干涉，D錯誤。故選A。多選題：10.為了方便交通出行出現(xiàn)了一種新型共享單車，如圖甲所示，這種單車外觀結構簡單，沒有鏈條，但單車質量比普通自行車大，達到了25kg。如圖乙所示，單車的車鎖內集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等，便于監(jiān)控單車在路上的具體位置，實現(xiàn)防盜。同時手機App上有定位系統(tǒng)，也能隨時了解單車的實時位置；手機還可以通過掃描二維碼自動開鎖，關鎖后App就顯示計時、計價等信息。此外，單車能夠在騎行過程中為車內電池充電，滿足定位和自動開鎖等過程中的用電。根據(jù)以上信息可知下列說法正確的是()A．該單車比普通自行車運動狀態(tài)更容易改變B．該單車某個時刻的準確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位的C．該單車是利用電磁感應原理實現(xiàn)充電的D．該單車和手機之間是利用電磁波傳遞信息的【答案】BCD【解析】體的質量越大，運動狀態(tài)越難改變，故A錯誤；單車某個時刻的準確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位的，故B正確；單車在運動過程中通過電磁感應將機械能轉化為電能從而實現(xiàn)充電，故C正確；單車和手機之間沒有電路連接，是利用電磁波傳遞信息的，故D正確。故選：BCD。11.我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創(chuàng)造了新的里程碑。米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內，則對該無線電波的判斷正確的是()A．米波的頻率比厘米波頻率低B．和機械波一樣須靠介質傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象【答案】AC【解析】米波比厘米波的波長長，故米波的頻率較低，A正確。米波雷達發(fā)射的是無線電波，可在真空中傳播，同光波一樣會發(fā)生反射、干涉、衍射等現(xiàn)象，B、D錯誤，C正確。故選：AC。12.如圖所示，將開關S由b扳到a開始計時，在電流振蕩了半個周期時，電路中()A．電容器C里的電場強度最強，場強方向向上B．線圈L周圍磁場最強C．線圈中的磁感應強度為零D．電場能即將向磁場能轉化【答案】ACD【解析】開關S與b接通給電容器充電，再與a接通，電容器通過線圈放電；經(jīng)過eq\f(T,2)時，正是電容器反向充電完畢時刻，此時電容器下極板帶正電，場強方向向上，A項正確。線圈中電流為零，故B錯誤，C正確。此后電容器又將放電即由電場能轉化為磁場能，D正確。故選：ACD。13．如圖甲所示的LC電路中，保持L不變，改變電容器的電容，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．圖甲時刻回路中的磁場能正在變大B．曲線2對應的電容為曲線1對應的電容的2倍C．曲線2對應的電容器所帶最大電荷量與曲線1對應的電容器所帶的最大電荷量相等D．曲線2對應的電流最大時，曲線1對應的電流也一定最大【答案】AD【解析】A．圖甲中對線圈應用安培定則可知，電流從電容器的上極板流出，則電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，則回路中的磁場能正在變大，A正確；B．由圖乙可知，曲線2的振蕩周期為曲線1的2倍，根據(jù)公式可知，曲線2對應的電容為曲線1對應的電容的4倍，B錯誤；C．根據(jù)電容的定義式可得由于改變電容器的電容前后電容器兩端的最大電壓相同，且曲線2對應的電容為曲線1對應的電容的4倍，可知曲線2對應的電容器所帶最大電荷量是曲線1對應的電容器所帶最大電荷量的4倍，C錯誤；D．曲線2對應的電流最大時，電容器兩端的電壓為0，由圖乙可知此時曲線1對應的電容器兩端的電壓也為0，即曲線1對應的電流也最大，D正確。故選：AD。14．下列說法中正確的是（）A．新冠肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因為在電磁波中X光的穿透能力最強B．用射線照射作物種子，使種子內的遺傳物質發(fā)生變異，培育優(yōu)良品種C．微波有很強的熱效應，所以用微波爐加熱食物D．一切物體都在輻射紅外線，這種輻射與物體的溫度有關【答案】BD【解析】A．醫(yī)院用X光進行透視，是因為它是各種電磁波中穿透能力較強的，γ射線的穿透能力最強，A錯誤；B．射線具有很高的能量，可以用來培育優(yōu)良品種，B正確；C．微波幾乎沒有熱效應，C錯誤；D．一切物體都在輻射紅外線，這種輻射與物體的溫度有關，D正確。故選：BD。15．下列說法正確的是（）A．LC振蕩回路中，振蕩電流相鄰兩次為零的時間間隔等于振蕩周期的一半B．LC振蕩回路中，振蕩電流為零時，電場能為零C．在電磁波接收過程中，把聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調制D．電視信號的發(fā)射、接收過程為：景物→電信號→電磁波→電信號→圖像【答案】AD【解析】AB．LC振蕩回路中，振蕩電流相鄰兩次為零的時間間隔等于振蕩周期的一半，振蕩電流為零時，電容器所帶電荷量最大，電場能最大，A正確，B錯誤；C．在電磁波接收過程中，把聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫解調，C錯誤；D．由無線電波的發(fā)射、接收過程知，D正確。故選：AD。16．以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說法正確的是（）A．“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ诺男畔⑤d體屬于橫波C．“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D．“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程【答案】BD【解析】A．由題知，“奮斗者”號與“探索一號”通信是通過水聲音通信，由下而上，故信息載體屬于縱波，故A錯誤；B．由題知，“奮斗者”號與“滄海”號通信是通過水聲音通信，由左向右，故信息載體屬于橫波，故B正確；C．因為太空中沒有介質，故機械波無法傳播，所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信只能通過電磁通信來實現(xiàn)，故C錯誤；D．在傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。故選：BD。計算題：17.實驗室里有一水平放置的平行板電容器,其電容C=1μF。在兩極板帶有一定電荷量時,發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數(shù)L=0.1mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示的電路，試分析以下兩個問題：（重力加速度為g）（1）從S閉合時開始計時，經(jīng)過2π×10-5s時，電容器內粉塵的加速度大小是多少?（假設此時粉塵未到達極板）（2）當粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大?【答案】（1）0；（2）g【解析】（1）LC振蕩電路的周期為因此t=2π×10-5s時，LC振蕩電路恰好經(jīng)歷一個周期，此時電容器兩極板間場強的大小、方向均與初始時刻相同，所以此時粉塵所受合外力為0，加速度大小為0。

（2）電容器放電過程中，兩極板的電荷量減小，電路中的電流增大，當電流最大時，兩極板的電荷量為零，極板間電場強度為零，此時粉塵只受重力，其加速度大小為g。18．飛機失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在前30天內能以37．5kHz的頻率自動發(fā)出信號，人們可利用探測儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號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？若接收電路是由LC電路組成的，其中該接收裝置里的電感線圈L＝4．0mH，此時產(chǎn)生電諧振的電容多大？(結果保留兩位有效數(shù)字)【答案】8000m4．5×10－9F【解析】由公式v＝λf得λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(3×108,37.5×103)m＝8000m，再由公式f＝eq\f(1,2π