新教材2025版高中物理單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)四電磁振蕩與電磁波新人教版選擇性必修第二冊(cè)

單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(四)電磁振蕩與電磁波(時(shí)間：75分鐘滿分：100分)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．依據(jù)如圖所示的電磁波譜，可以推斷下列波中不屬于電磁波的是()A．消毒用的紫外線B．透視用的X射線C．教室里的讀書聲D．遙控器發(fā)出的紅外線2．在無線電波廣播的接收中，調(diào)諧和檢波是兩個(gè)必需經(jīng)驗(yàn)的過程，下列關(guān)于接收過程的依次，正確的是()A．調(diào)諧→高頻放大→檢波→音頻放大B．檢波→高頻放大→調(diào)諧→音頻放大C．調(diào)諧→音頻放大→檢波→高頻放大D．檢波→音頻放大→調(diào)諧→高頻放大3．我們身處信息時(shí)代，越來越離不開電磁波，以下說法中正確的是()A．變更的電場(chǎng)和變更的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生電磁波B．電磁波既可以是橫波也可以是縱波C．在外太空的真空環(huán)境下電磁波無法傳播D．電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，速度大小不變4．為了增大無線電臺(tái)向空間放射無線電波的實(shí)力，對(duì)LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采納下列哪些措施()A．增大電容器極板的正對(duì)面積B．增大電容器極板的間距C．增大自感線圈的匝數(shù)D．提高供電電壓5.如圖所示，i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變更的圖像．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(chǎng)能在減小，而M板仍帶正電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖像中()A．Oa段B．a(chǎn)b段C．bc段D．cd段6．[2024·荊州高二檢測(cè)]運(yùn)用藍(lán)牙耳機(jī)接聽手機(jī)來電，信號(hào)傳輸示意圖如圖所示．藍(lán)牙通信的電磁波()A．是藍(lán)光B．波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波短C．在真空中的傳播速度大小為340m/sD．在真空中的傳播速度比手機(jī)通信的電磁波速度小7．紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測(cè)地面物體的狀況．地球大氣中的水(H2O)、二氧化碳(CO2)能劇烈汲取某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長(zhǎng)的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收．如圖甲、乙所示分別為水和二氧化碳對(duì)某一波段不同波長(zhǎng)電磁波的汲取狀況，由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長(zhǎng)范圍為()A．2.5～3.5μmB．4～4.5μmC．5～7μmD．8～13μm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(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．8．[2024·江蘇蘇州第一中學(xué)期中]關(guān)于物理學(xué)問在生活中的應(yīng)用，下列說法正確的是()A．機(jī)場(chǎng)、車站所用的測(cè)量人體溫度的測(cè)溫儀應(yīng)用的是紫外線B．雷達(dá)是利用無線電波中的微波來測(cè)定物體位置的無線電設(shè)備C．γ射線可以用來治療某些癌癥D．醫(yī)院給病人做的腦部CT應(yīng)用的是X射線的穿透本事較強(qiáng)9.以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長(zhǎng)距離通信的主要手段.2024年11月10日，中國(guó)載人潛水器“奮斗者”號(hào)創(chuàng)建了10909米深潛記錄．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(jìn)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(hào)與“探究一號(hào)”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號(hào)與“滄?！碧?hào)通信的信息載體屬于橫波C．“探究一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信可以通過機(jī)械波實(shí)現(xiàn)D．“探究一號(hào)”與“探究二號(hào)”的通信過程也是能量傳播的過程10．第5代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱5G)，是新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率比4GLTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍．下表為5G運(yùn)用的無線電波的頻率范圍．已知光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s，1MHz＝1×106Hz，下列說法正確的有()頻率范圍名稱對(duì)應(yīng)的頻率范圍FR1450MHz～6000MHzFR224250MHz～52600MHzA.FR1比FR2中的無線電波的衍射實(shí)力更強(qiáng)B．在真空中傳播時(shí)，F(xiàn)R2比FR1中的無線電波的波長(zhǎng)更長(zhǎng)C．在真空中傳播時(shí)，F(xiàn)R2中頻率為28000MHz的無線電波波長(zhǎng)約為10.7mmD．在真空中傳播時(shí)，F(xiàn)R2比FR1中的無線電波的傳播速度更大三、非選擇題：本題共5個(gè)小題，共54分．11.(7分)[2024·邯鄲高二檢測(cè)]如圖所示，感應(yīng)圈G上裝兩根帶有球形電極的銅管a、b構(gòu)成放射天線，兩球的間隙約0.5cm.將一根導(dǎo)線彎成環(huán)狀，導(dǎo)線兩端安裝兩個(gè)小金屬球，其間留有空隙，將導(dǎo)線固定到絕緣支架B上靠近感應(yīng)線圈放置．讓感應(yīng)線圈工作，當(dāng)電火花在銅管a、b上兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，支架B上導(dǎo)線環(huán)兩端的兩個(gè)小球間也有電火花跳動(dòng)．據(jù)此回答下列問題．(1)人類歷史上，首先捕獲到電磁波的科學(xué)家是________________．(2)對(duì)于這一試驗(yàn)現(xiàn)象的說明如下，請(qǐng)完成其中的填空．①感應(yīng)線圈本質(zhì)上是一個(gè)變壓器，它利用________________將低壓溝通電變成數(shù)千伏的高電壓．由于銅管a、b上兩球間的電壓很高，間隙中電場(chǎng)________________，空氣分子被電離，從而形成一個(gè)導(dǎo)電通路．②當(dāng)電火花在銅管a、b上的兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，必定建立了一個(gè)快速變更的電磁場(chǎng)．這種變更的電磁場(chǎng)以________________的形式在空間快速傳播．當(dāng)其經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時(shí)，快速變更的電磁場(chǎng)在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出________________，擊穿導(dǎo)線環(huán)中的空氣，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了電火花．③在此試驗(yàn)中，感應(yīng)圈及金屬棒構(gòu)成了電磁波的________________，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的________________．12.(9分)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，需多次變更C值并測(cè)得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測(cè)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)依據(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)某高速馬路自動(dòng)測(cè)速儀裝置如圖甲所示，雷達(dá)向汽車駛來的方向放射不連續(xù)的電磁波，每次放射時(shí)間為10－6s，相鄰兩次放射時(shí)間間隔為t.當(dāng)雷達(dá)向汽車放射無線電波時(shí)，在顯示屏上呈現(xiàn)一個(gè)尖波形；在收到反射回來的無線電波時(shí)，在顯示屏上呈現(xiàn)其次個(gè)尖波形．依據(jù)兩個(gè)波形的距離，可以計(jì)算出汽車與雷達(dá)的距離，依據(jù)自動(dòng)打下的紙帶(如圖乙所示)，可求出車速(t遠(yuǎn)大于t1、t2).請(qǐng)依據(jù)t1、t2、t、c求出汽車車速的表達(dá)式．14．(12分)[2024·山東日照期中]中心人民廣播電臺(tái)是中國(guó)唯一覆蓋全國(guó)的廣播電臺(tái)，現(xiàn)辦有16套無線廣播節(jié)目，16套節(jié)目對(duì)不同地區(qū)的頻率不同，比如第一套節(jié)目“中國(guó)之聲”，在北京地區(qū)的調(diào)頻106.1MHz.已知真空中的光速c＝3×108m/s.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求在北京地區(qū)“中國(guó)之聲”電臺(tái)發(fā)出的電磁波波長(zhǎng)；(2)假如收音機(jī)的接收裝置由LC振蕩電路組成，該接收裝置里的線圈自感系數(shù)L＝4mH，此時(shí)產(chǎn)生電諧振的電容多大？15．(16分)如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V，2W”．開關(guān)S閉合后，燈泡正常發(fā)光，S斷開后，LC振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流．若從S斷開起先計(jì)時(shí)，求：(1)當(dāng)t＝eq\f(π,2)×10－3s時(shí)，電容器的右極板帶何種電荷；(2)當(dāng)t＝π×10－3s時(shí)，LC振蕩電路中的電流是多少．單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(四)電磁振蕩與電磁波1．解析：教室里的讀書聲是聲波，依據(jù)電磁波譜可知，聲波是機(jī)械波，不屬于電磁波，故C正確．答案：C2．解析：在接收的過程中先進(jìn)行調(diào)諧，選出須要的調(diào)制好的高頻電磁波，由于在傳播過程中，電磁波的能量有肯定的衰減，對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行放大，用檢波電路把音頻信號(hào)從高頻振蕩電流上卸載下來，再對(duì)音頻進(jìn)行放大，故A正確．答案：A3．解析：依據(jù)麥克斯韋建立的電磁場(chǎng)理論可知，變更的電場(chǎng)和變更的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生電磁波，故A正確；電磁波肯定是橫波，故B錯(cuò)誤；電磁波既可以在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播，故C錯(cuò)誤；電磁波在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同，故D錯(cuò)誤．答案：A4．解析：要增大無線電臺(tái)向空間放射電磁波的實(shí)力，必需提高其振蕩頻率，由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))知，減小L和C可以提高f.要減小L可實(shí)行削減線圈匝數(shù)、向外抽鐵芯或抽出鐵芯的方法，要減小C可實(shí)行增大極板間距、減小極板正對(duì)面積、減小介電常數(shù)的方法．答案：B5．解析：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，那么肯定是給M極板充電，電流方向順時(shí)針．由題意知t＝0時(shí)，電容器起先放電，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.答案：D6．答案：B7．解析：由題圖甲、乙可知水對(duì)電磁波汲取的波長(zhǎng)范圍為0～8μm，二氧化碳對(duì)電磁波汲取的波長(zhǎng)范圍為3～5μm和大于13μm的部分，所以能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收到的波長(zhǎng)范圍8～13μm，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D8．解析：一切物體均發(fā)出紅外線，隨著溫度不同，輻射強(qiáng)度不同，測(cè)量人體溫度的測(cè)溫儀應(yīng)用的是紅外線，故A錯(cuò)誤；雷達(dá)是利用無線電波中的微波來測(cè)定物體位置的，故B正確；γ射線可以用來治療某些癌癥，故C正確；給病人做的腦部CT應(yīng)用的是X射線的穿透本事較強(qiáng)，故D正確．答案：BCD9．答案：BD10．解析：FR1中的無線電波比FR2中的無線電波頻率小，依據(jù)λ＝eq\f(c,f)可知，F(xiàn)R1中的無線電波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，則FR1中的無線電波衍射實(shí)力更強(qiáng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在真空中傳播時(shí)，F(xiàn)R2中頻率為28000MHz的無線電波波長(zhǎng)λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,28000×106)m≈1.07×10－2m＝10.7mm，選項(xiàng)C正確；在真空中傳播時(shí)，F(xiàn)R2與FR1中的無線電波的傳播速度相同，均為3×108m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC11．解析：(1)建立完整的電磁場(chǎng)理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是麥克斯韋，而首先證明電磁波存在，并捕獲到電磁波的科學(xué)家是赫茲．(2)感應(yīng)線圈本質(zhì)上是一個(gè)變壓器，它利用電磁感應(yīng)將低壓溝通電變成數(shù)千伏的高電壓．由于a、b管上兩球間的電壓很高，間隙中電場(chǎng)很強(qiáng)，空氣分子被電離，從而形成一個(gè)導(dǎo)電通路．當(dāng)火花在感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí)，必定建立一個(gè)快速變更的電磁場(chǎng)．這種變更的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間快速傳播，當(dāng)電磁波經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時(shí)，快速變更的電磁場(chǎng)在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)的兩個(gè)小球間也產(chǎn)生了火花．在赫茲試驗(yàn)中，感應(yīng)圈成了電磁波放射器，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的檢測(cè)器．答案：(1)赫茲(2)①電磁感應(yīng)很強(qiáng)②電磁波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)③放射器檢測(cè)器12．答案：(1)T2＝4π2LC(2)如圖所示(3)38.5mH(35.1～41.9mH都算對(duì))13．解析：第一次測(cè)量時(shí)汽車到雷達(dá)的距離s1＝eq\f(ct1,2)，其次次測(cè)量時(shí)汽車到雷達(dá)的距離s2＝eq\f(ct2,2)，兩次放射時(shí)間間隔為t，則汽車車速v＝eq\f(s,t)＝eq\f(s1－s2,t)＝eq\f(c（t1－t2）,2t).答案：v＝eq\f(c（t1－t2）,2t)14．解析：(1)依題意，有f＝106.1MHz＝1.061×108Hz又λ＝eq\f(c,f)代入數(shù)據(jù)可得λ≈2.8m.(2)振蕩電路的周期為T＝2πeq\r(LC)又f＝eq\f(1,T)代入數(shù)據(jù)可得C≈5.6×10－16F.答案：(1)2.8m(2)5.6×10－16F15．解析：(1)由T＝2πeq