人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡练习

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第四章  电磁振荡 电磁波基础过关卷班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________（考试时间：60分钟  试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题 共48分）一、选择题（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题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.关于电磁波，下列说法正确的是(　　)A．雷达是用X光来测定物体位置的设备B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D．变化的电场可以产生磁场【答案】　D【解析】雷达是用无线电波来测定物体的位置，A错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B错；使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，C错；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，D正确．2.电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是(　　)      【答案】C【解析】：手机有电磁波的发射和接收装置，会产生电磁污染，有线电话机不会辐射电磁波。3.(2020·山东省菏泽市高三上学期期末)关于机械波与电磁波，下列说法错误的是(　　)A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D．机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向【答案】A【解析】：电磁波在真空中的传播速度都等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；衍射现象是波特有的现象，而偏振现象是横波特有的现象，电磁波也是一种横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故B正确；光在介质中传播，频率越高，传播速度越小。紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故C正确；机械波可以沿其传播方向既能传递能量，又能传递信息，故D正确。本题选错误的，故选A。4.关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（　　）A. 光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播B. 卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信C. 电磁波的应用对人类有利无害D. 电磁波不能在真空中传播【答案】B【解析】A、光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，A错误．B、由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等，因此人类用通信卫星作中继站，B正确．C、电磁波的种类很多，长期被一些射线或微波照射会对人体产生危害，C错误．D、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，D错误．故选B．5.在LC振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　　)A.   B.C．π   D．2π【答案】　B【解析】　LC振荡电路的周期T＝2π，其电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间t＝，所以t＝，选项B正确．6.（2020·浙江省高三月考）如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是（　　）A．t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值B．t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小C．t=0.01s~0.02s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大D．t=0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能逐渐减小【答案】C【解析】当开关置于b端时，电容器开始放电，电容器上极板带正电，当t=0.01s时，经过四分之一周期，回路中的电流逆时针方向达到最大，故选项A错误；t=0.02s时，经过半个周期，电流逆时针充电结束，此时电流变化最快，电感的自感电动势最大，选项B错误；当t=0.01s∽0.02s时间内，为给电容器充电，电容器下极板带正电，在t=0.02s时刻充电结束，电容器带电量最大，所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大，故选项C正确；根据周期性可知，当t=0.04∽0.05s时间内与t=0∽0.01s时间内相同，为电容器放电过程，电场能逐渐减小而磁场能量逐渐增大的过程，选项D错误。7.（2020·北京四中周测）利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是(　　)A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息【答案】B【解析】IC卡工作所需要的能量是线圈L中产生的感应电流，选项A错误；要使电容C达到一定的电压，则读卡机应该发射特定频率的电磁波，IC卡才能有效工作，选项B正确；若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，线圈L中会产生感应电流，但电容C不能达到一定的电压，IC卡不能有效工作，选项C错误；IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也能向读卡机传输自身的数据信息，选项D错误．8.(2020·浙江省杭州四中高二开学考试)如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（   ）A．A板带正电                          B．线圈L两端电压在增大C．电容器C正在充电                    D．电场能正在转化为磁场能【答案】D【解析】在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能；该题的电流正在增大，故电容器在放电，由于电流方向向右，则说明A极板带负电，选项AC错误；由于电容在放电，电荷量在减少，则其两端电压也在减少，即线圈L两端电压在减少，选项B错误；电容器放电的过程是将电场能转化为磁场能的过程，故选项D正确。9.如图所示的LC振荡电路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是(　　)A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大C．振荡电流为零时，电场能为零D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半【答案】　ABD【解析】　由LC电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是放电刚结束时，电容器上带电荷量为零，A对．振荡电路中电流最大时，线圈中磁场最强，磁场能最大，B对．振荡电流为零时，充电结束，极板上带电荷量最大，电场能最大，C错．振荡电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D对．10.（2020河南省实验中学期中）如图甲所示，是一个调谐接收电路，图乙中(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图象，则(　　)A．i1是L1中的电流图象               B．i1是L2中的电流图象C．i2是L2中的电流图象               D．i3是流过耳机的电流图象【答案】ACD【解析】L1中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象是同(a)图相似的，但是由于L2和D串联，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2中没有电流，所以L2中的电流图象应是(b)图；高频部分通过C2，通过耳机的电流如同(c)图中的i3，只有低频的电流，A、C、D正确．11.太赫兹辐射（1THz=1012Hz）是指频率从0.3THz到10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域．最近，科学家终于研制出首台可产生4.4THz的T射线激光器．已知普朗克常数h=6.63×10－34J·s，关于4.4THz的T射线，下列说法中正确的是A. 它在真空中的速度为3.0×108m/s B. 它是某种原子核衰变时产生的C. 它的波长比可见光短 D. 它的波长比可见光长【答案】AD【解析】T射线激光器的真空中的速度为3.0×108m/s，故A正确；电磁波中波长从长到短依次是：无线电波、红外 线、可见光、紫外线、X射线、射线．由已知条件，T射线介于无线电波和红外线之间，可见它的波长比可见光长，故C错误，D正确；太赫兹辐射波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域，是由原子的外层电子受到激发产生的．故B错误．故选A D．12.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环型小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比，其方向竖直向下，设小球在运动过程中电荷量不变，那么(　　)A. 小球受到的向心力大小不变B. 小球受到的向心力大小不断增加C. 洛伦兹力对小球做了正功D. 小球受到的磁场力逐渐变大【答案】BD【解析】A、由麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一个恒定的感应电场，由楞次定律可知，此电场方向与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度逐渐增大，向心力也随着增大，故A错误，B正确．C、洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误．D、带电小球所受洛伦兹力F=qBv，随着速度的增大而增大，故D正确．故选BD． 第II卷（非选择题 共52分）二、填空题（满分12分）13．如图所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化为________能，在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量________(填“为零”或“最大”)．【答案】　电场　磁场　充电　为零【解析】　由题图可知，振荡电流随时间按正弦规律变化．在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能．在AB时间内电流减小，电容器正在充电．在时刻C电流最大，为电容器放电完毕瞬间，带电荷量为零．14．（2020·山东青岛19中学周测）如图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射实验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为 0.566  m．为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是因为________．【答案】电视信号；电视信号波长较短，很难发生衍射现象。【解析】从题中知，传输无线电广播所用电磁波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发．三、解答题（满分40分，其中15题12分，16题14分，17题14分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）15．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5 mH，电容C＝4 μF.求：(1)该回路的周期多大？(2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10－3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处在充电过程还是放电过程？【答案】　(1)6.28×10－4 s　(2)线圈中的电流在减小　　电容器正处在反向充电过程【解析】　(1)T＝2π＝2×3.14× s＝6.28×10－4 s.(2)因为t＝9.0×10－3 s相当于14.33个周期，因<0.33T<，所以当t＝9.0×10－3 s时，LC回路中的电磁振荡正处在第二个的变化过程中．t＝0时，电容器上电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，回路中电流随时间的变化规律如图所示，第一个T内，电容器放电，电流由零增至最大；第二个T内，电容器反向充电，电流由最大减小到零．显然，在t＝9.0×10－3 s时，即在第二个T内，线圈中的电流在减小，电容器正处在反向充电过程．16.（2020·山东潍坊一中月考）在波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时；(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些，还是旋出一些？【答案】(1)波长为397 m的无线电波；(2)旋出一些。【解析】(1)根据公式f＝得f1＝＝Hz≈1034 kHz，f2＝＝Hz≈756 kHz，f3＝＝Hz≈530 kHz.所以波长为397 m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强．(2)要接收波长为290 m的无线电波，即波长变小，则频率变大，所以应增大调谐电路的固有频率，由于f＝＝，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些，减小面积S，通过减小电容达到增大调谐电路固有频率的目的．17.（2020·湖南双峰县第一中学期中）在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5 mH，电容C＝4 μF。(1)该回路的周期是多大？(2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10－3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器是处在充电过程还是放电过程？【答案】（1）6.28×10－4 s。（2）减小；充电过程。【解析】(1)由电磁振荡的周期公式可得T＝2π＝2×3.14× s＝6.28×10－4 s。(2)因为t＝9.0×10－3 s相当于14.33个周期，而<0.33T<，由电磁振荡的周期性，当t＝9.0×10－3 s时，LC回路中的电磁振荡正在第二个的变化过程中。t＝0时，电容器上电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，回路中电流随时间的变化规律如图所示。第一个内，电容器放电，电流由零增至最大；第二个内，电容器被反向充电，电流由最大减小到零。显然，在t＝9.0×10－3 s时，即在第二个内，线圈中的电流在减小，电容器正处在反向充电过程中。