1、阶段水平测试(四)(含1415章)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分)1. 关于电磁波的应用，下列说法符合实际的是()A医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾、烟尘的能力解析：医院是用紫外线杀菌消毒的，A错，B正确；红外遥感技术是用的红外线，C错，D正确。答案：BD2. 下列为表示四种变化的磁场的图象，能产生稳定电场的是()解析：只有均匀变化的磁场才能产生稳定的电场，故C正确。答案：C3. 关于在LC振荡电路的一个周期的时间内，
2、下列说法中正确的是()磁场方向改变一次电容器充、放电各一次电场方向改变两次电场能向磁场能转化完成两次A BC D解析：在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次。故选项C正确。答案：C4. 假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是()A这个人是一个矮胖子B这个人是一个瘦高个子C这个人矮但不胖D这个人瘦但不高解析：根据长度的相对性，相对运动方向长度减小，垂直于运动方向上的长度不变，所以这个人瘦但不高，D项正确。答案：D5. 已知一理想的LC振荡电路中电流变化规律与单摆振动的速度变化规律同
3、步，设在电容器开始放电时计时，则()A单摆势能最大时，LC回路中的电场能最大，磁场能为零B单摆速度逐渐增大时，LC回路中的电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大C单摆动能最大时，LC回路中的电容器刚放完电，电场能为零，电路中电流为零D单摆速度逐渐减小时，LC回路中的电容器处于充电过程，电路中电流逐渐增大解析：首先排除C、D选项，因为电场能为零时，磁场能达到最大，电路中电流最大，故C错误；又因为电容器充电过程电路中电流逐渐减小，所以D错误。对于A、B首先要明确，电路的电流与单摆的速度相对应，则一个周期内变化如下表：时刻相关物理量t0tttTtT电流i、磁场能零最大零最大零电场能最大零最大零最大速率v、动
4、能零最大零最大零单摆势能最大零最大零最大由上表可知，第一组同步变化的是：电流i、磁场能和速度v、动能；第二组同步变化的是：电场能和单摆的势能。不难判断出选项A、B是正确的。故正确答案为AB。答案：AB6. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，场外有一带正电的粒子P(重力不计)静止在某点处，当磁场均匀增强时，该粒子的运动情况是()A仍静止在某点处B将做匀速运动C将做加速运动D以上说法均不对解析：当磁场均匀增强时，产生稳定的电场，粒子P受电场力作用做加速运动。答案：C7. 在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中错误的是()A电容器放电完毕时刻，回路中电场能最小B回路中电流值最大时刻，回
5、路中磁场能最大C电容器极板上所带电荷量最多时，电场能最大D回路中电流值最小时刻，电场能最小解析：回路中电流最小时，充电完毕，电场能最大，D说法错误。答案：D8. 如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A同时被照亮 BA先被照亮CC先被照亮 D无法判断解析：因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，答案为C。答案：C9. 在LC振荡电路的电容器两极板距离减小后与某一外来电磁波发生电谐振，那么LC振荡电路原来的周期
6、T1与外来的电磁波的周期T2的关系是()AT1T2 BT1T2CT1T2 D都有可能解析：由T2和C可知，当d减小时，T增大。则T1T2。答案：B10. 为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构可采用下列的哪些措施()A增大电容器极板的正对面积B增大电容器极板的间距C增加自感线圈的匝数D提高供电电压解析：为了增大电台辐射能力，必须采用开放电路及提高电磁波的频率，据f，必须使电容C或电感L减小，再根据C，可判断A错，B对；根据电感L与线圈的匝数、长度、横截面积、有无铁芯的关系判断C错；本题讨论LC电路结构对发射能力的影响，D项不符合要求。故应选B。答案：B二、实验题(本大题共
7、3小题，共15分)11. (5分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍。则粒子运动时的质量等于其静止质量的_倍，粒子运动速度是光速的_倍。解析：宇宙射线粒子在静止时的能量为E0m0c2，运动时的能量为Emc2，所以k，mkm0，而相对论中的质量m。解得。答案：k12. (5分)某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示，则这时电容器正在_(填“充电”或“放电”)，电流大小正在_(填“增大”或“减小”)。解析：由安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板带正电，所以这时电容器正在充电；因为充电过程电场能增加，所以磁场能减少，电流在减小。答案：充电减小13. (5分)在
8、一个LC振荡电路中，已知电容器极板所带电荷量随时间变化的关系如图所示，那么在1106 s至2106 s这段时间内，电容器处于_过程(填“充电”或“放电”)，此过程中通过L的电流将_(填“逐渐增大”或“逐渐减小”)。由这个振荡电路激发的电磁波的波长为_m。解析：由Qt图象可知振荡周期T4106 s则f，1.2103 m。答案：放电逐渐增大1.2103三、计算题(本大题共4小题，共45分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)14. (11分)在LC振荡电路中，线圈的自感系数L2.5 mH，电容器的电容C4 F。设t0时，电容器两极板间电压最高，则在t9.0103 s时，通过线圈的
9、电流是增大还是减小，电容器是处于充电过程还是放电过程？解析：由LC回路周期公式T2 得：T23.14 s6.28104 s。当t9.0103 s时，1414.3314，由电磁振荡规律可知，电流逐渐减小，电容器处于反向充电过程。答案：逐渐减小反向充电15. (11分)如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2104 s。雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙，问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？解析：向东发射没有返回的信号，说明东方没有目标。向西发射时，有返回信号，说明目标在西方。目标到雷达的距离为：d m300 km。答案：西方300
10、km16. (11分)当两个电子沿着相反的方向飞离一个放射性样品时，每个电子相对于样品的速度为0.67c，求两个电子的相对速度。解析：若根据经典物理学，两个电子的相对速度为1.34c，这是不合理的。应根据相对论的速度变换公式来求解。我们可以据其中一电子看作O系，样品看作O系，另一个电子看作运动物体，于是u0.67c，v0.67c，则另一个电子相对于O系的速度为u0.92c。答案：0.92c17. (12分) 如图所示，S先接通a触点，让电容器充电后再接通b触点，设这时可变电容器的电容为C556 pF，电感L1 mH。(1)经过多长时间电容C上的电荷第一次释放完？(2)这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？解析：(1)根据T2，该电路的振荡周期为T223.14 s4.68106 s，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的时间为t1.17106 s。(2)电流逐渐增大，线圈两端的电压逐渐减小。答案：(1)1.17106 s(2)电流逐渐增大，线圈两端的电压逐渐减小