1、第4章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.(2020江苏泰州中学检测)关于在LC振荡电路的一个周期的时间内,下列说法正确的是()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.B.C.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C正确。答案C2.(2020上海控江中学期中)在真空中传播的电磁波,当它的频率增大时,它的传播速度及其波长()A.速度不变,波长减小B.速度不变,波长增大C.速度减小,波长变大
2、D.速度增大,波长不变解析电磁波在真空中的传播速度始终为3108 m/s,与频率无关;由c=f,波速不变,频率增大,波长减小,故选项B、C、D错误,选项A正确。答案A3.(2020河南开封五县联考期末)在LC振荡电路中,电容器放电时间取决于()A.充电电压的大小B.电容器储电量的多少C.自感L和电容C的数值D.回路中电流的大小解析由公式T=2可知,LC振荡电路的周期由电容C和线圈自感系数L决定,与其他因素没有关系。答案C4.(2020北京平谷期末)关于电磁波的传播速度,以下说法正确的是()A.电磁波的频率越高,传播速度越大B.电磁波的波长越长,传播速度越大C.电磁波的能量越大,传播速度越大D.
3、所有的电磁波在真空中的传播速度都相等解析以光为例,光在真空中无论是哪种频率,其传播速度都相等,D正确。当光进入介质时,传播速度发生变化,不同频率的光其传播速度不同,故电磁波在介质中的传播速度与介质和频率有关。A、B、C错误。答案D二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分,每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。5.(2020江苏卷)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有()A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D.检查血流情况的“彩超”机解析紫外线、X射线都是电磁波,选项A、B正确;超声波属于机械波
4、,不是电磁波,选项C、D错误。答案AB6.(2021河北邯郸联考)下列说法正确的是()A.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场B.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波C.电磁波必须依赖于介质传播D.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直,且与波的传播方向垂直解析只有变化的电场(磁场)周围才能产生磁场(电场),并且均匀变化的电场(磁场)周围产生的磁场(电场)是稳定的,A错误;只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,电磁场就能由近及远地传播,形成电磁波,B正确;电磁波是周期性变化的电场与磁场交替激发由近及远传播的,所以传播不需要介质,C错误
5、;变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场,电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直的,且与传播方向垂直,D正确。答案BD7.(2021广东揭阳一中检测)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D.波长越短的电磁波,直线传播性能越强解析根据=,电磁波频率在200 MHz至1 000 MHz的范围内,则电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间,故A正确。电
6、磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,B错误。雷达是利用电磁波的反射原理,波长越短,直线传播性能越强,雷达和目标的距离x=ct,故C、D正确。答案ACD8.(2020天津卷)手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示,电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后,就会在邻近的受电线圈中感应出电流,最终实现为手机电池充电。在充电过程中()A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实
7、现能量传递D.手机和基座无需导线连接,这样传递能量没有损失解析送电线圈相当于变压器原线圈,受电线圈相当于变压器副线圈,是互感现象,送电线圈接交变电流,受电线圈也产生交变电流,所产生的磁场呈周期性变化,AC正确,B错误;由于没有闭合铁芯,传递能量过程中有能量辐射,D错误。答案AC三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。9.(4分)利用荧光灯的频闪效应可以测定转速,现有大功率振荡器的LC回路,其电容为1 F,电感为 H,将它的振荡电流接到荧光灯上使之正常发光,在荧光灯照射下让一互成120角的三叶扇转速由零缓慢增加,当第一次发现三叶片像静止不动时,此时风扇的转速是 r/s。解析振荡电流在一个周期内
8、有两次峰值,因此荧光灯在一个周期内闪光两次,闪光的时间间隔为,则t= s,而=t=2nt,n= r/s。答案10.(4分)如图所示是通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低的仪器原理图,容器中装有导电液体,是电容器的一个电极,中间的导电芯柱是电容器的另一个电极,芯柱外面套有绝缘管作为电介质,电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连,组成LC振荡电路,根据其振荡频率的高低(用与该电路相连的频率计显示)就可知道容器内液面位置的高低,如果频率计显示该振荡电路的振荡频率变大了,则液面(填“升高”或“降低”);容器内的导电液体与大地相连,若某一时刻线圈内磁场方向向右,且正在增强,则此时导电芯柱的
9、电势正在(填“升高”或“降低”)。解析根据频率公式f=可知,若使振荡频率变大,则电容C减小;由C=可知,若使电容减小,则正对面积S减小,即液面降低。线圈内磁场方向向右且增强,则电流沿顺时针方向增大,是放电过程。导电芯柱所带负电正逐渐减少,其电势是负值,两极板的电势差逐渐减小,所以导电芯柱的电势正在升高。答案降低升高11.(5分)某电台发射频率为500 kHz的无线电波,其发射功率为10 kW,在距电台20 km的地方接收到该电波,该电波的波长为,在此处,每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为。解析由c=f知,= m=600 m。设每秒钟每平方米上获得能量为E,则:E4R2=Pt,所以E=
10、 J=210-6 J。答案600 m210-6 J12.(7分)现有甲、乙两个光源,一个能产生红外线,一个能产生紫外线,但是光源上无任何标志,小明为了区分它们,就取来一张100元的钞票,发现当钞票放在甲灯下时,钞票上显出闪亮的荧光印记,放在乙灯下钞票很快变热,但是不能看出荧光标记。(1)由小明的实验可知甲灯为灯,乙灯的光具有。(2)如图(b)所示,他又用紫外线灯照射一块透明玻璃,调整透明玻璃的位置和角度,看到钞票上的“100”字样再次发光。这表明紫外线能被透明玻璃。(3)如图(c)所示,他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间,让紫外线灯正对玻璃照射,在另一侧无论怎样移动钞票,“100”字样都不
11、发光。他这次实验是为了探究。解析(1)由小明的实验可知甲灯为紫外线灯,乙灯的光具有热效应。(2)如题图(b)所示,他又用紫外线灯照射一块透明玻璃,调整透明玻璃的位置和角度,看到钞票上的“100”字样再次发光。这表明紫外线能被透明玻璃反射。(3)通过上面的探究可知紫外线可使荧光物质发光,当用玻璃挡住紫外线的传播路径时,另一侧的荧光物质不发光,说明紫外线不能透过玻璃,这是为了探究紫外线能否透过玻璃。答案(1)紫外线热效应(2)反射(3)紫外线能否透过玻璃13.(10分)(2020河北邢台检测)如图所示,线圈L的自感系数为25 mH,电阻为零,电容器C的电容为40 F,灯泡D的规格是“4 V,2 W
12、”。开关S闭合后,灯泡正常发光,S断开后,LC中产生振荡电流。若从S断开开始计时,求:(1)当t=10-3 s时,电容器的右极板带何种电荷;(2)当t=10-3 s时,LC回路中的电流。解析由T=2,知T=2 s=210-3 s。(1)t=10-3 s=T。断开开关S时,电流最大,经,电流最小,电容器两极板间电压最大。在此过程中对电容器充电,右极板带正电荷。(2)t=10-3 s=,此时电流亦为最大,与没有断开开关时的电流大小相等,则I=0.5 A。答案(1)正电荷(2)0.5 A14.(12分)居住地A位于某山脉的一边,山脉的另一边P处建有一无线电波发射站。该发射站可发送频率为400 kHz
13、的中波和频率为400 MHz的微波。已知无线电波在空气中的传播速度都为3.0108 m/s,则:(1)该中波和微波的波长各是多少?(2)发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的?(3)哪种波接收效果好?解析(1)由=知,1=750 m,2=0.75 m。(2)无线电波绕过山脉到达A处,发生了衍射现象。(3)频率为400 kHz的中波接收效果更好,因为它的波长较长,衍射现象更明显。答案(1)750 m0.75 m(2)衍射(3)中波15.(18分)2021年3月17日至3月19日,上海光博会在新国际博览中心举行,主题包括激光雷达、自动驾驶等新的研发成果和应用进展,广泛覆盖多个激光和
14、光电子领域。某雷达工作时,发射电磁波的波长=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 s。求:(1)该电磁波的频率;(2)此雷达的最大侦察距离。解析(1)电磁波在空气中传播的速度一般认为等于真空中光速c=3108 m/s,因此f= Hz=1.5109 Hz。(2)雷达工作时发射电磁脉冲,每个电磁脉冲持续时间t=0.02 s,在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量。设最大侦察距离为x,两个脉冲时间间隔为t= s=210-4 s0.02 s,故脉冲持续时间可以略去不计,则2x=vt,v=c=3108 m/s,所以x=3104 m。答案(1)1.5109 Hz(2)3104 m6
