2020-2021高中物理3-4第十四章《電磁波》綜合測(cè)試

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-4第十四章《電磁波》綜合測(cè)試第十四章《電磁波》綜合測(cè)試時(shí)間：90分鐘滿分：100分一、選擇題（1～5為單選，每小題6分，6～7為多選，每小題8分,共46分)1．下列為表示四種變化的磁場(chǎng)的圖象，能產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng)的是(C）解析：只有均勻變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故C正確．2．關(guān)于電磁波的頻率、波長(zhǎng)、周期和波速之間的關(guān)系，正確的說法是（C)A．在真空中波長(zhǎng)越長(zhǎng)的電磁波頻率越高B．頻率越高的電磁波在真空中傳播速度越大C．在真空中波長(zhǎng)越短的電磁波周期越小D．在真空中波長(zhǎng)越短的電磁波周期越大解析：在真空中各種頻率的電磁波傳播速度相同，由c＝fλ知，波長(zhǎng)與頻率成反比;T＝eq\f(1，f)＝eq\f（λ,c)，周期與波長(zhǎng)成正比．3．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(D)A．雷達(dá)是用X光來測(cè)定物體位置的設(shè)備B．使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做解調(diào)C．用紅外線照射時(shí),大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光D．變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)解析:雷達(dá)是用微波來測(cè)定物體位置的設(shè)備，A錯(cuò)誤；使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制，B錯(cuò)誤；C中應(yīng)用紫外線照射，才能使熒光物質(zhì)發(fā)出可見光；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),而非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，故D正確．4．電磁波給人類生活帶來日新月異變化的同時(shí)，也帶來了電磁污染．長(zhǎng)期使用下列通訊裝置，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響的是(C)解析：搖柄電話、撥號(hào)電話、按鍵電話這些都是有線電話機(jī)，是通過送話器把聲音換成相應(yīng)的電信號(hào)，用導(dǎo)線把電信號(hào)傳送到遠(yuǎn)離說話人的地方，然后再通過受話器將這一電信號(hào)還原為原來聲音的一種通訊裝置，它們都不會(huì)發(fā)射電磁波．移動(dòng)電話就是我們所用的手機(jī)，它是一個(gè)小型的、但能量較強(qiáng)的電磁波發(fā)生器，其工作頻率在890～965MHz，輻射出的電磁波對(duì)人體健康有影響．5.如右圖所示，LC回路中，振蕩周期為2s，通過P點(diǎn)的電流按正弦規(guī)律變化,且把通過P點(diǎn)向右流動(dòng)的電流方向規(guī)定為正方向．從電容器上極板帶正電且電荷量最大開始計(jì)時(shí)，則(C）A．0.5s到1s內(nèi)，電容器C在放電B．0。5s到1s內(nèi),C上極板帶正電荷C．1s到1。5s內(nèi)，Q點(diǎn)比P點(diǎn)電勢(shì)高D．1s到1.5s內(nèi),磁場(chǎng)能正轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能解析：t1＝0。5s＝eq\f（T,4）,t2＝1s＝eq\f（T，2),t3＝1。5s＝eq\f（3，4)T。從電容器上極板帶正電且電量最大開始計(jì)時(shí)，在0到eq\f（T，4）內(nèi)，電容器放電，在eq\f（T,4)時(shí)放電電流最大，開始給電容器充電，從eq\f(T,4)到eq\f(T,2），是充電過程，電容器下極板帶正電，故A、B都錯(cuò)誤；在eq\f(T,2)時(shí)，電容器下板帶正電且電荷量最大，從eq\f(T，2）到eq\f(3,4)T,開始反向放電,Q點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)高，C正確；這段時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，D錯(cuò)誤．6．在LC振蕩電路中，t1和t2時(shí)電感線圈中的磁感線和電容器中的極板帶電情況如圖所示，若t2－t1＝eq\f（π,2）eq\r（LC），則下列說法中正確的是(BC）A．在t1時(shí)刻電容器正在充電B．在t2時(shí)刻電容器正在充電C．在t1時(shí)刻電路中的電流處在增大狀態(tài)D．在t2時(shí)刻電路中的電流處在增大狀態(tài)解析:由題圖判斷t2時(shí)刻感應(yīng)電流的方向與充電電流方向相同，電流應(yīng)減小;t1時(shí)刻感應(yīng)電流的方向與放電電流方向相反，電流應(yīng)增大．7．等離子顯示屏PDP是近年來推出的大屏幕顯示器和電視新貴，其圖像更清晰，對(duì)比度更高，色彩更鮮艷．它是一種以等離子管為發(fā)光元件，并由大量的等離子管排列在一起構(gòu)成的屏幕．每個(gè)等離子管的透明玻璃管內(nèi)都充有低壓的氖氙氣體,管的兩端各有一個(gè)電極，在兩個(gè)電極間加上高電壓后，封在管內(nèi)的氣體便產(chǎn)生某種肉眼看不見的射線,它激發(fā)平板顯示屏上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出可見光，每個(gè)等離子管作為一個(gè)像素,由這些像素的明暗和顏色變化的組合，便形成了各種灰度和色彩的圖像，則(AC)A．等離子管發(fā)光的微觀機(jī)理是通過高電壓使低壓氖氙氣體原子的外層電子受到激發(fā)而發(fā)光B．等離子管發(fā)光的微觀機(jī)理是通過高電壓使低壓氖氙氣體原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)而發(fā)光C．該射線使熒光粉發(fā)出可見光是利用了光的熒光效應(yīng)D．該射線使熒光粉發(fā)出可見光是利用了光的化學(xué)作用解析：根據(jù)紫外線的產(chǎn)生機(jī)理、特點(diǎn)及應(yīng)用可知某種看不見的射線使熒光粉發(fā)光，看不見的射線是紫外線，使熒光粉發(fā)光，這是紫外線的熒光效應(yīng)．紫外線作為電磁波家庭中的一員，它的產(chǎn)生機(jī)理與可見光和紅外線的產(chǎn)生機(jī)理是相同的，都是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的，所以A、C正確．二、填空題（每小題9分,共18分)8．目前電能都是通過電網(wǎng)采用有線方式傳輸?shù)模藗円恢眽?mèng)想能無線傳輸電能，夢(mèng)想在日常生活中實(shí)現(xiàn)無線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個(gè)科學(xué)研究小組在實(shí)驗(yàn)室中取得可喜的進(jìn)展，也許，人類的這一夢(mèng)想不久就能實(shí)現(xiàn)．(1）實(shí)現(xiàn)無線傳輸能量,涉及到能量的發(fā)射、傳播和接收．（2）科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想通過高聳的天線塔，以無線電波的形式將電能輸送到指定地點(diǎn)，但一直沒有在應(yīng)用層面上獲得成功,其主要原因是這類無線電波(C）A．在傳輸中很多能量被吸收B．在傳輸中易受山脈阻隔C．向各個(gè)方向傳輸能量D．傳輸能量易造成電磁污染(3）如果像無線廣播那樣通過天線塔輸送電能，接收器獲得的功率P和它到天線塔的距離R相關(guān)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得P和R的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：R(m）1245x10P（W)1600400100y2516①上表中的x＝8，y＝64。②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關(guān)系式為PR2＝1600.（4)為研究無線傳輸電能，某科研小組在實(shí)驗(yàn)室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點(diǎn)亮了燈泡,如下圖．實(shí)驗(yàn)測(cè)得，接在乙線圈上的用電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的35%。①若用該裝置給充電功率為10W的電池充電,則損失的功率為18.6W.②若把甲線接入電壓為220V的電源，測(cè)得該線圈中的電流為0。195A．這時(shí)，接在乙線圈上的燈泡恰能正常發(fā)光，則此燈泡的功率為15。015W.（5)由于在傳輸過程中能量利用率過低，無線傳輸電能還處于實(shí)驗(yàn)室階段．為早日告別電線，實(shí)現(xiàn)無線傳輸電能的工業(yè)化，還需解決一系列問題，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽賰蓚€(gè)問題．儀器體積過大、對(duì)人體有傷害、傳輸距離太短等等．解析：（1）像電磁波一樣，無線傳輸能量也需要發(fā)射、傳播和接收的過程．（2)電磁波可以向各個(gè)方向傳播，而電能的輸送需要定向傳播．(3)由表中的前三組數(shù)據(jù)和最后一組數(shù)據(jù)可以看出PR2＝1600。將R＝5帶入上式得P＝64，所以y＝64；將P＝25帶入得R＝8，所以x＝8。（4)①由題意知，輸電效率為η＝35%，則P總＝P/η＝28。6W,所以損失的功率為P損＝P總－P＝28.6W－10W＝18。6W.②甲線圈輸入功率為P總＝UI＝220×0。195W＝42.9W,所以,乙線圈得到的功率,即燈泡的功率為P＝P總η＝42.9×35%W＝15.015W。（5）因?yàn)樵跓o線傳輸過程中，電磁波向各個(gè)方向傳播是均等的,無法有效地控制方向性，為了更多地接收到電磁波,就需要接收儀器和發(fā)射點(diǎn)之間有較短的距離及接收器，需有很大的體積．同時(shí)，向空間輻射較多的電磁波,對(duì)人體有害．9．在LC振蕩電路中,如已知電容C，并測(cè)得電路的固有振蕩周期為T，即可求得電感L.為了提高測(cè)量精度，需多次改變C值并測(cè)得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測(cè)得的五組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即如圖中用“×”表示的點(diǎn)．（1)T、L、C的關(guān)系為T2＝4π2LC;（2)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)作出T2與C的關(guān)系圖線;(3)求得的L值是36。8mH（35.1～38.9mH都算對(duì))．答案:(2)如圖所示解析：將LC回路的周期公式T＝2πeq\r（LC）變換為T2＝4π2LC,從而認(rèn)識(shí)到T2.C圖線為一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，圖象的斜率為4π2L，L＝eq\f（ΔT2，4π2ΔC)，正確作出圖線，并由L＝eq\f（ΔT2,4π2ΔC)算出L的平均值為35.1～38.9mH范圍內(nèi)的某一數(shù)值．三、計(jì)算題（共36分)10．（12分）如圖所示，S先接通a觸點(diǎn)，讓電容器充電后再接通b觸點(diǎn),設(shè)這時(shí)可變電容器的電容為C＝556pF，電感L＝1mH.(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間電容C上的電荷第一次釋放完？（2）這段時(shí)間內(nèi)電流如何變化？線圈兩端電壓如何變化？答案:（1）1.17×10－6s(2)見解析解析：(1)根據(jù)T＝2πeq\r(LC），該電路的振蕩周期為T＝2πeq\r(LC）＝2×3.14×eq\r(1×10－3×556×10－12)s≈4.68×10－6s，電容器極板上所帶電荷量由最大變?yōu)榱?經(jīng)過的時(shí)間為t＝eq\f（T，4）＝1.17×10－6s.（2)電流逐漸增大，線圈兩端的電壓逐漸減小．11．（12分）某地的雷達(dá)站正在跟蹤一架向雷達(dá)站勻速飛行的飛機(jī)，設(shè)某一時(shí)刻雷達(dá)站從發(fā)出電磁波后到再接收到反射波歷時(shí)200μs，經(jīng)4s后，雷達(dá)站從發(fā)出電磁波到再接收到反射波歷時(shí)186μs，則該飛機(jī)的飛行速度多大？答案：525m/s解析：由電磁波發(fā)射到接收到反射波歷時(shí)200μs，可算出此時(shí)飛機(jī)距雷達(dá)站的距離為L(zhǎng)1＝eq\f（3.0×108×200×10－6，2)m＝3。0×104m；經(jīng)4s后,飛機(jī)距雷達(dá)站的距離為L(zhǎng)2＝eq\f(3.0×108×186×10－6，2）m＝2。79×104m；在這4s時(shí)間內(nèi)飛機(jī)飛過的路程為x＝L1－L2＝0.21×104m，故飛機(jī)飛行的速度為v＝eq\f（x，t)＝eq\f（0.21×104，4）m/s＝525m/s。12．(12分）微波爐的工作應(yīng)用了一種電磁波——微波（微波的頻率為2.45×106Hz）．食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運(yùn)動(dòng),內(nèi)能增加,溫度升高，食物增加的能量是微波給它的．下表是某微波爐的部分技術(shù)參數(shù),問：eq\x（\a\al（AAAAA微波爐,MG－5021MW,額定電壓：220V,50Hz，額定功率：1100W，輸出功率:700W,內(nèi)腔容積：20L,振蕩頻率：2450MHz))(1)該微波爐內(nèi)磁控管產(chǎn)生的微波波長(zhǎng)是多少?（2）該微波爐在使用微波擋工作時(shí)的額定電流是多少？(3）如果做一道菜，使用微波擋需要正常工作30min,則做這道菜需消耗的電能為多少焦？答案：(1）0。12m（2）5A(3）1.9