新教材2023-2024學(xué)年高中物理第4章電磁振蕩與電磁波測評新人教版選擇性必修第二冊

第四章測評一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A.均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場B.電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C.只要有電場和磁場,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.下列設(shè)備的運(yùn)行與電磁波無關(guān)的是()A.醫(yī)院里,醫(yī)生利用B超可觀察到母體內(nèi)的嬰兒情況B.嫦娥五號(hào)接收地面指揮中心的運(yùn)行指令實(shí)現(xiàn)變軌而奔向月球C.汽車上安裝有GPS(全球定位系統(tǒng))以確定行駛路線和距離D.在汶川大地震發(fā)生后救災(zāi)人員利用衛(wèi)星電話恢復(fù)了與外界的通信聯(lián)系3.隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)研制過程中設(shè)法降低其可探測性,使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí),判斷下列說法正確的是()A.運(yùn)用隱蔽色涂層,無論距你多近的距離,你也不能看到它B.使用吸收雷達(dá)電磁波的材料,在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,很難被發(fā)現(xiàn)C.使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后,傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.主要是對發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等因?yàn)楦邷厝菀桩a(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施,使其不易被對方發(fā)現(xiàn)和攻擊4.如圖所示,i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。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,回路的磁場能在減小,而M板仍帶正電,則這段時(shí)間對應(yīng)圖像中()A.Oa段 B.ab段C.bc段 D.cd段5.如圖為LC回路中電流隨時(shí)間變化的圖像,規(guī)定回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎?。在t=34T時(shí),對應(yīng)的電路是下圖中的(6.利用所學(xué)物理知識(shí),可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題。IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路,公交車上的讀卡機(jī)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時(shí),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(dòng)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()A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B.僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作C.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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.IC卡只能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息7.我國“空警2000”預(yù)警機(jī)上裝備有多功能三坐標(biāo)多普勒脈沖雷達(dá),可進(jìn)行全向探測,主要用于發(fā)現(xiàn)和跟蹤空中與水面目標(biāo),工作頻率為1.2×109~1.4×109Hz。對空中目標(biāo)的最遠(yuǎn)探測距離為470km,該機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)可同時(shí)跟蹤60~100個(gè)空中目標(biāo),并對戰(zhàn)術(shù)空軍的10架飛機(jī)實(shí)施引導(dǎo)。下列關(guān)于該脈沖雷達(dá)的說法正確的是()A.脈沖雷達(dá)采用的是X射線B.脈沖雷達(dá)采用的是微波C.預(yù)警機(jī)高速飛行時(shí),發(fā)射的脈沖信號(hào)傳播速率可能大于光在真空中的速率D.增大它的振蕩電路可變電容器的電容,可增大雷達(dá)的工作頻率二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示,某空間出現(xiàn)一組閉合的電場線,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PQ方向的磁場在迅速減弱D.沿軸線QP方向的磁場在迅速增強(qiáng)9.在LC振蕩電路中,某時(shí)刻電容器兩極板間的電場線方向和穿過線圈的磁感線方向如圖所示,這時(shí)有()A.電容器正在放電B.電路中電流正在減小C.電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能D.線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢正在增大10.在LC回路中產(chǎn)生電磁振蕩的過程中()A.從電容器放電開始計(jì)時(shí),當(dāng)t=kπLC時(shí),振蕩電流最大,其中k=0,1,2,3,…B.當(dāng)電容器中電場強(qiáng)度增大時(shí),線圈中的自感電動(dòng)勢與振蕩電流方向相同C.向電容器充電是磁場能轉(zhuǎn)化成電場能的過程D.電容器在相鄰的充、放電時(shí)間內(nèi),電流方向一定相同三、非選擇題:本題共5個(gè)小題,共54分。11.(8分)如圖所示的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(選填“充電”“放電”“充電完畢”或“放電完畢”)狀態(tài)。這時(shí)電容器的上極板(選填“帶正電”“帶負(fù)電”或“不帶電”)。

12.(10分)在LC振蕩電路中,如已知電容C,并測得電路的固有振蕩周期為T,即可求得電感L。為了提高測量精度,需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值,現(xiàn)將測得的六組數(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,即圖中用“×”表示的點(diǎn)。(1)T、L、C的關(guān)系為;

(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。

13.(10分)如圖所示振蕩電路中,線圈自感系數(shù)L=0.5H,電容器電容C=2μF?，F(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)過多長時(shí)間,線圈中的磁場能第一次達(dá)到最大?14.(12分)飛機(jī)失事后,為了分析事故的原因,必須尋找黑匣子,而黑匣子在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。(1)黑匣子發(fā)出的電磁波波長是多少?(2)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自感系數(shù)L=4.0mH,此時(shí)產(chǎn)生電諧振的電容為多大?15.(14分)通過同步衛(wèi)星通話時(shí),對方總是停一小段時(shí)間才回話,求:(1)同步衛(wèi)星距地面高度為多少?(已知m地=6×1024kg,R地=6.4×106m)(2)說話后至少經(jīng)過多長時(shí)間才能聽到對方回話?(設(shè)對方聽到說話后立即回話)第四章測評1.A2.A醫(yī)院里的B超是利用超聲波的物理特性進(jìn)行分析和治療的,故選A。3.B雷達(dá)向外發(fā)射電磁波,當(dāng)電磁波遇到飛機(jī)時(shí)就要發(fā)生反射,雷達(dá)通過接收反射回來的電磁波,就可以測定飛機(jī)的位置,所以要想降低飛機(jī)的可探測性,可以使用吸收雷達(dá)電磁波的材料,在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,很難被發(fā)現(xiàn),選項(xiàng)B正確。4.D某段時(shí)間里,回路的磁場能在減小,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圖像可知,電流以逆時(shí)針方向?yàn)檎较?因此題干所述的這段時(shí)間內(nèi),電流為負(fù),且正在減小,符合條件的只有圖像中的cd段,故選D。5.B6.BIC卡內(nèi)是一個(gè)LC振蕩電路,沒有電池,故A錯(cuò)誤;只有當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)出特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作,故B正確;當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率時(shí),線圈L可以產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小,不能有效工作,故C錯(cuò)誤;IC卡是可以和讀卡機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?故D錯(cuò)誤。7.B脈沖雷達(dá)是利用微波測速、測距的,其傳播速率等于光速,故A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確;由T=2πLC可知,增大振蕩電路的電容,其周期變大,工作頻率減小,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。8.CD電荷的周圍產(chǎn)生靜電場而不是渦旋場,穩(wěn)定電流的周圍產(chǎn)生磁場,變化的磁場周圍產(chǎn)生渦旋電場,因此選項(xiàng)C、D都有可能。9.BD根據(jù)電場線方向可知上極板帶正電荷,又由磁場方向,根據(jù)安培定則可判斷,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,所以正在給電容器充電。因此,電流逐漸減小,磁場能轉(zhuǎn)化為電場能,由于電流按正弦規(guī)律變化,變化率在增大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,知自感電動(dòng)勢正在增大。10.BC當(dāng)t=kπLC(k=0,1,2,…)時(shí),由圖可知振蕩電路電流為零,A錯(cuò)誤;當(dāng)電場強(qiáng)度增大時(shí),如在T4~T2、34T~T時(shí)間段內(nèi),振蕩電流減小,線圈中自感電動(dòng)勢與振蕩電流方向相同,B正確;電容器充電時(shí),電場能增大,磁場能減小,磁場能轉(zhuǎn)化為電場能,C正確;由圖像對照可知在T4~T2內(nèi),電容器充電,i>11.答案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)T4。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),12.答案(1)T2=4π2LC(2)如圖所示(3)38.5mH(35.1~41.9mH都算對)13.答案(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=2πLC=2π0.5×2×10當(dāng)t=3.0×10-2s時(shí),t=4.78T,即4.75T<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)電場能完全轉(zhuǎn)化為磁場能時(shí),磁場能第一次達(dá)到最大,此時(shí)t=T4=1.57×10-3s14.答案(1)8000m(2)4.5×10-9F解析(1)由公式c=λf得λ=cf=3×(2)由公式f=12πLC得C=14π2f2L=115.答案(1)3.59×107m(2)0.479s解析(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,距地高度