人教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波综合与测试练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波综合与测试练习题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本章达标检测(满分:100分;时间:75分钟)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一项符合题目要求,第9~12小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选不全的得2分,选错或不答的得0分)1.(2021浙江杭州高二期中)关于物理学史,下列说法中正确的是 (　　)A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是特斯拉B.电磁感应现象是奥斯特发现的C.建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦D.最早证明有电磁波存在的科学家是法拉第2.(2021江苏盐城阜宁中学高二期中)关于电磁场与电磁波的描述,正确的是 (　　)A.变化的电场产生变化的磁场B.光是以波动形式传播的一种电磁振动C.电磁波与机械波一样可以是横波也可以是纵波D.无线电波必须借助电视机、收音机、手机等工具才能传播3.(2021河北衡水二中高二月考)新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状,人们往往通过红外测温技术和X射线透视技术来检测病情。下列说法正确的是              (　　)A.红外测温技术利用了红外线的荧光效应B.使用红外体温计测温时一定要与人体接触C.X射线可以透视是因为它的波长较长,容易发生明显衍射,可以绕过人体继续传播D.X射线可以透视是因为它能够穿透物质,所以可用来检查人体内部器官4.(2020山东安丘一中高二下月考)如图所示为电视接收过程示意图,其工作过程顺序正确的是              (　　)A.解调——放大——调谐——显示B.调谐——放大——解调——显示C.调谐——解调——放大——显示D.放大——调谐——解调——显示5.(2020河北衡水冀州中学高二下期中)据科学家预测,太阳风暴的破坏力远超过“卡特里娜”飓风。太阳风暴袭击地球时,不仅会影响通信,威胁卫星,而且会破坏臭氧层。臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中              (　　)A.波长较短的可见光B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线D.波长较长的红外线6.(2021江苏南通高二开学考试)如图所示的LC振荡电路中,某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示,则此时              (　　)A.线圈中的自感电动势在增大B.电容器两端电压正在增大C.磁场能正在转化为电场能D.增大电容器的电容,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领7.(2020山东潍坊高二检测)如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,则它的波长是              (　　)A.1.2×10-1 m　　　B.7.35×10-17 mC.1.2×10-4 m　　　D.7.35×10-11 m8.(2020北京海淀高三一模)麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,则下列说法中正确的是              (　　)A.电容器正在充电B.两平行板间的电场强度E在减小C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场D.两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场达到最大值9.(2020北京海淀清华附中高二期末)以下说法中正确的是 (　　)A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播C.只要空间某个区域有振荡电场或振荡磁场就能产生电磁波D.变化的电场与变化的磁场交替产生,由发生区域向远处传播就形成电磁波10.(2021湖北黄石高三检测)5G是“第五代移动通信网络”的简称,目前世界各国正大力发展5G网络。5G网络使用的无线电波是通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图),比目前4G及以下网络(通信频率在0.3 GHz~3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps,是4G网络传输速率的50~100倍。关于5G网络使用的无线电波,下列说法正确的是              (　　)A.在真空中的传播速度更快B.在真空中的波长更长C.衍射的本领更弱D.频率更高,相同时间传递的信息量更大11.(2020山东潍坊高二检测)如图所示,调谐电路可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号,要想接收到电信号,应              (　　)A.增大调谐电路中线圈的匝数B.加大电源电压C.减少调谐电路中线圈的匝数D.将线圈中的铁芯取走12.(2021浙江宁波高三二模)如图所示,线圈L的自感系数为0.1 H,电容器C的电容为40 μF,电阻R的阻值为3 Ω,电源电动势为1.5 V,内阻不计。闭合开关S,待电路达到稳定状态后断开开关S,LC电路中将产生电磁振荡。若断开开关S的时刻为t=0,忽略线圈L的直流电阻和振荡过程中的能量损耗,则              (　　)A.t=0时,电容器两极板间电压为1.5 VB.t=π×10-2 s时,线圈L的自感电动势为0C.t=2π×10-2 s时,通过线圈的电流方向为a→bD.电路中产生的振荡电流有效值为0.5 A二、非选择题(本题共6小题,共52分)13.(6分)如图所示是演示电磁波的发射与接收的实验,在这个实验中,要使氖灯发光,必须使A和B的金属滑动杆位置　　　　,并且是在A的振子a、b间　　　　时,氖灯会发光。这说明B的能量是A通过　　　　传播过来的。 14.(6分)下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械应用的物理知识,请按照对应关系将相应的字母填在横线上。(1)X光机:　　　　; (2)紫外线灯:　　　　; (3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用:　　　　。 A.光的全反射B.紫外线有很强的荧光效应C.紫外线有杀菌消毒作用D.X射线有很强的贯穿能力E.红外线有显著的热效应F.红外线波长较长,易发生衍射15.(8分)飞机失事后,为了分析事故发生的原因,必须寻找黑匣子。黑匣子在30天内能以37.5 kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少?若接收装置是由LC电路组成的,该接收装置里的线圈自感系数L=4.0 mH,此时产生电谐振的电容多大?(真空中的光速c=3.0×108 m/s)       16.(10分)车载MP3可以把MP3中储存的音乐,以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中,车主只需将汽车收音机的频率设定为车载MP3的频率,或让收音机搜索到该频率即可进行播放。如图为某种型号的车载MP3,若其设置频率为87.5 MHz,试求:(1)所发射的无线电波的波速是多少?(2)所发射的无线电波的波长是多少?        17.(10分)在LC振荡电路中,如已知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L。为了提高测量精度,需多次改变C值并测得相应的T值,现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,即如图中用“×”表示的点。(1)求T、L、C间的关系;(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线;(3)求电感L。  18.(12分)实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示的电路,试分析以下两个问题:(重力加速度为g)(1)从S闭合时开始计时,经过2π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少?(假设此时粉尘未到达极板)(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大?   答案全解全析本章达标检测1.C　奥斯特发现电流的磁效应,他是最早发现电和磁有密切联系的科学家,A错误;电磁感应现象是法拉第发现的,B错误;英国科学家麦克斯韦建立完整电磁场理论,C正确;最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹,D错误。2.B　周期性变化的电(磁)场产生周期性变化的磁(电)场,均匀变化的磁场只能产生恒定的电场,而均匀变化的电场只能产生恒定的磁场,A错误;光是以波动形式传播的一种电磁振动,B正确;电磁波的传播方向与振动方向相互垂直,电磁波是横波,C错误;无线电波传播不需要介质,D错误。3.D　红外测温技术利用了红外线的热效应,故A错误;红外体温计测温是通过接收人体辐射的红外线进行测温的,故使用过程中不需要与人体接触,故B错误;X射线可以透视是因为其有较强的穿透能力,医学上用于检查人体内部器官和透视人体,故C错误,D正确。4.C　电磁波的接收过程是调谐——解调——放大——显示,故C正确。5.C　臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地对地球上的动植物起保护作用。作为人类,保护臭氧层就是保护我们自己。故正确的选项是C。6.D　根据线圈L中的磁场方向,由安培定则可知,电路中的电流沿逆时针方向,则电容器处于放电过程,电容器所带电荷量逐渐减小,所以电容器两端电压正在减小,由于放电过程电路中的电流增大得越来越慢,则线圈中的自感电动势在减小,则A、B错误;根据LC振荡电路中的能量关系可知,此时电场能正在转化为磁场能,所以C错误;增大电容器的电容,则电容器的容抗减小,所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领,则D正确。7.A　由c=λf得该微波的波长为λ== m≈0.12 m。故选A。8.A　若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,电容器正在充电,两平行板间的电场强度E在增大,选项A正确,B错误;由安培定则可判断出,该变化电场产生逆时针方向(俯视)的磁场,选项C错误;两极板间电场最强时,其电流为零,板间电场产生的磁场为零,达到最小值,选项D错误。9.CD　均匀变化的电场在它周围空间产生恒定的磁场,A错误;电磁波可以在真空中传播,B错误;只要空间某个区域有振荡电场(或振荡磁场)就能在周围空间激发出振荡的磁场(或者振荡的电场),产生电磁波,C正确;变化的电场与变化的磁场交替产生,由发生区域向远处传播就形成电磁波,D正确。10.CD　无线电波(电磁波)在真空中的传播速度与光速相同,与频率没有关系,故A错误;由公式c=λf可知λ=,频率变大,波长变短,衍射本领变弱,故B错误,C正确;无线电波(电磁波)频率越高,周期越小,相同时间内可传递的信息量越大,故D正确。11.CD　当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时,发生电谐振,能较好地收到电台信号。题图调谐电路接收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低,由f=知,在C无法再调节的情况下,可通过减小L来提高f,故C、D两项正确。12.BC　由于断开开关前电路已处于稳定状态,所以电容器不带电,两端电压为0,则t=0时电容器两端电压为0,故A错误;该LC振荡电路的周期为T=2π=4π×10-3 s,则t=π×10-2 s=T,此时电容器已经完成放电,线圈L的自感电动势为0,故B正确;t=2π×10-2 s=5T,此时通过线圈的电流方向为a→b,故C正确;电路中产生振荡电流的最大值为Im==0.5 A,则有效值为I== A,故D错误。13.答案　相同(2分)　放电产生火花(2分)　电磁波(2分)解析　演示电磁波的发射与接收的实验中,要使氖灯发光,必须使A和B的金属滑动杆位置相同。在A的振子a、b间放电产生火花时,氖灯会发光。说明B的能量是A通过电磁波传播过来的。14.答案　(1)D(2分)　(2)C(2分)　(3)E(2分)解析　(1)医疗器械X光机是用来透视人体的内部器官的,因此需要利用具有较强穿透能力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了X射线,选D。(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,选C。(3)理疗医用“神灯”又称红外线灯,主要用于促进人体局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部发热,加快血液循环,因此选E。15.答案　8 000 m　4.5×10-9 F解析　由c=λf得 (1分)λ== m=8 000 m(3分)由公式f=得 (1分)C== F=4.5×10-9 F(3分)16.答案　(1)3.0×108 m/s　(2)3.43 m解析　(1)无线电波属于电磁波,在空气中的传播速度大约是c=3.0×108 m/s。              (5分)(2)f=87.5 MHz=8.75×107 Hzλ== m≈3.43 m。 (5分)17.答案　(1)T2=4π2LC　(2)如图所示(3)36.8 mH(35.1~38.9 mH都算对)解析　(1)由周期公式T=2π得T2=4π2LC。 (2分)(2)由T2=4π2LC知,在L不变的情况下,T2与C成正比,因此T2-C图线为过原点(0,0)的直线,图线如答案图所示。              (2分)(3)在T2-C图线上任取两点,为减小误差,所取的两点间隔应尽可能大,由T=2π得L=,              (2分)则L=, (2分)代入数据得L=36.8 mH(35.1~38.9 mH均正确)。 (2分)18.答案　(1)0　(2)g解析　(1)开关S断开时,极板间的粉尘恰好静止,则电场力方向竖直向上,有mg=qE              (1分)LC电路的振荡周期T=2π=2π× s=2π×10-5 s(2分)因此t=2π×10-5 s时,振荡电路恰好经历一个周期,极板间场强的大小、方向均与原来相同,则粉尘恰好静止,加速度为0。              (3分)(2)电容器放电过程中,两极板的电荷量减小,电路中的电流增大,当电流最大时,两极板的电荷量为零,粉尘只受重力。              (2分)根据牛顿第二定律,有mg=ma (2分)解得a=g (2分)