19 单元检测卷(四) 电磁波-【正禾一本通】2024-2025学年高中物理选择性必修2同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019）

单元检测卷(四)　电磁波 (90分钟　100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24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．在电磁波的发射与接收过程中，互为逆过程的是(　　) A．调制与调谐　　　　　 B．调幅与调频 C．调制与检波 D．调谐与检波 C　[调制是把需要发送的信号加到高频的电磁波上，而检波则是将信号从接收到的被调制过的高频电磁波中还原出来，它们互为逆过程。] 2．下列说法错误的是(　　) A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处 B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流 C．波长越短的电磁波，越接近直线传播 D．移动电话是利用无线电波进行通信的 A　[无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流)，故B说法正确，A说法错误；波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，C、D说法正确。] 3.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是(　　) A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象 C　[由f＝可知，电磁波的波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波的传播不需要介质，选项B错误；无线电波同光波一样会发生反射，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，故无线电波也能产生干涉和衍射现象，选项D错误。] 4．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　) A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 B　[声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，B超中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，D项错误。] 5．在LC回路产生电磁振荡的过程中(　　) A．从电容器放电开始计时，当t＝kπ时，振荡电流最大，其中k＝0，1，2，3，… B．当电容器中电场强度增大时，线圈中的自感电动势与振荡电流方向相反 C．向电容器充电是磁场能转化成电场能的过程 D．电容器在相邻的充、放电时间内，电流方向一定相同 C　[振荡电路中电流随时间t的变化情况如图所示。当t＝kπ(k＝0，1，2…)时，由图可知振荡电路电流为零，A错误；在～、T～T时间段内，电场强度增大，振荡电流减小，线圈中自感电动势与振荡电流方向相同，B错误；电容器充电时，电场能增大，磁场能减小，磁场能转化为电场能，C正确；相邻的充、放电时刻，在0～、～、～T和T～T时间内，由图像可知在～内，电容器充电，i>0，在～T内，电容器放电，i<0，D错误。] 6.(2022·浙江宁波模拟)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示，当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期为T＝2π的振荡电流。那么(　　) A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小 B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小 C．在S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场先变弱后变强 D．在S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大 A　[两块平行金属板构成的电容器中间的不导电液体是一种电介质，液体的高度升高，相当于插入的电介质增多，电容增大，根据T＝2π可知，电容增大时，振荡电流的周期增大，则频率减小，A正确，B错误；在S从a拨到b之后的半个周期内，刚开始电容器作为电源放电，线圈中产生逐渐增大的电流，此时磁场增强，放电完毕的瞬间，电路中电流最大，此后电路中电流逐渐减小，电容器充电，磁场变弱，C错误；在S从a拨到b之后的四分之一个周期内，回路中的电流逐渐增大，但电流变化越来越慢，故L的自感电动势变小，D错误。] 7．地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氩等，占大气总量的99.96%，可变气体成分主要有二氧化碳(CO2)、水汽和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大。据研究，人类大量燃烧矿物燃料放出大量CO2，使大气中的CO2浓度不断增大，使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题，由此可判断CO2(　　) A．对可见光的吸收作用很强 B．对无线电波的吸收作用很强 C．对紫外线的吸收作用很强 D．对红外线的吸收作用很强 D　[红外线有显著的热效应，大气中的二氧化碳对红外线的吸收作用很强，CO2吸收了大量的红外线，使热量不能散失到大气层之外，从而使地球环境温度升高，导致了“温室效应”，选项D正确。] 8.变化的磁场在其周围空间激发的电场叫涡旋电场，即感生电场。图中虚线为一圆柱状均匀磁场区的横截面，其磁感应强度B随时间均匀变化，感生电场的电场线是涡旋状的同心圆，同一个圆上的各点电场强度大小相等，方向沿圆周的切向，图中实线为其中的一条电场线，半径为r，电场强度大小为E。若电荷量为＋q的粒子沿该电场线逆时针运动一周，电场力做的功为W，忽略粒子运动产生的磁场，则以下说法正确的是(　　) A．磁感应强度均匀减小，W＝0 B．磁感应强度均匀增大，W＝0 C．磁感应强度均匀减小，W＝2πqEr D．磁感应强度均匀增大，W＝2πqEr D　[由题意可知，正电荷受到的电场力沿逆时针方向，则电场线方向也是逆时针方向，由楞次定律可知，当磁场的磁感应强度均匀增大时，才会产生如题图所示的电场线；由电场力做功则有W＝qEx＝2πqEr。故选项D正确，选项A、B、C错误。] 二、多项选择题(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，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) 9．下列关于电磁场和电磁波的叙述中，正确的是(　　) A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．电磁波跟机械波都存在反射、折射、干涉、衍射现象 C．变化的电场一定能产生磁场 D．周期性变化的电场一定能形成电磁场 BCD　[麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；电磁波跟机械波都存在反射、折射、干涉、衍射现象，故B正确；由电磁波理论可知，变化的电场一定能产生磁场，故C正确；只有周期性变化的电场才能产生电磁场，故D正确。] 10．关于调制器的作用，下列说法正确的是(　　) A．调制器的作用是把低频信号加载到高频信号上去 B．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去 C．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去 D．调制器的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去 ABC　[调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频。由于低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去，A、B、C三项正确，D项错误。] 11．关于电磁波的下列说法正确的是(　　) A．T射线是指频率从0.3～10 THz(1 THz＝1012 Hz)、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长短 B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，但光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大 C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域 D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快 BC　[T射线波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间，其波长比可见光波长长，选项A错误；根据电磁波的特点可知，选项B正确；根据太阳辐射的特点可知，选项C正确；经过调制后的电磁波在空间传播速度不会改变，选项D错误。] 12．如图所示，将开关S由b扳到a开始计时，在电流振荡了半个周期时，电路中(　　) A．电容器C里的电场强度最强，场强方向向上 B．线圈L周围磁场最强 C．线圈中的磁感应强度为零 D．电场能即将向磁场能转化 ACD　[开关S与b接通，电容器充电，再与a接通，电容器通过线圈放电，经过时，正是电容器反向充电完毕时刻，此时电容器下极板带正电，A正确；线圈中电流为零，线圈周围磁场最弱，磁感应强度为零，B错误，C正确；此后电容器又要放电即由电场能转化为磁场能，D正确。] 三、非选择题(本题共6小题，共60分。计算题解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位) 13．(6分)下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写在运用这些现象的医疗器械后面的空格上。 (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．紫外线具有很强的荧光作用 C．紫外线具有杀菌消毒作用 D．X射线有很强的穿透能力 E．红外线具有显著的热作用 F．红外线波长较长，易发生衍射 解析：　(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要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。 (2)紫外线灯主要是用来杀菌消毒的。因此，它应用的是紫外线的杀菌作用，而非荧光作用。 (3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快。 答案：　(1)D　(2)C　(3)E 14.(6分)如图所示为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在______电(选填“充”或“放”)，电感线圈中的电流在______(选填“增大”“减小”或“不变”)，如果振荡电流的周期为π×10－4 s，电容为C＝250 μF，则自感系数L＝______H。 解析：　根据题图中的磁感线方向，用安培定则可判断出电路中的电流方向为顺时针方向，故正在对电容器充电，磁场能正在转化为电场能，电流正在减小，又由T＝2π可得L＝，所以L＝10－5 H。 答案：　充　减小　10－5 15．(8分)猫头鹰在夜间能看到东西是因为它对红外线产生视觉，根据辐射理论，物体发出的最大波长与物体的绝对温度间的关系满足λmT＝2.90×10－3 m·K，若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为t＝27 ℃，则蛇发出的光的最大波长为多少？属于哪个波段？已知可见光波长范围为4.0×107～7.6×107 m。(其中T＝t＋273 K) 解析：　由t＝27 ℃，知T＝(27＋273) K＝300 K。 由公式λmT＝2.90×10－3 m·K得λm＝ m≈9.7×10－6 m。 故蛇发出的光属于红外线。 答案：　9.7×10－6 m　红外线 16．(10分)电感线圈的电流在Δt＝0.2 s内的变化量为ΔI＝1 A，线圈产生的感应电动势为E＝18 mV，由该线圈和一电容器组成的振荡电路所辐射的无线电波的波长为36 km，求电容器的电容。(感应电动势E与电感L的关系式为E＝) 解析：　由E＝，可得L＝3.6×10－3 H，而λ＝cT＝2cπ，解得C＝≈1×10－7 F＝0.1 μF。 答案：　0.1 μF 17.(14分)如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，直流电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V　2 W”。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＝π×10－3 s时，LC回路中的电流大小。 解析：　由T＝2π知 T＝2π＝2π× s＝2π×10－3 s。 (1)当S闭合时，因为线圈直流电阻为0，则电容器两极板电压为0，断开S时，电流最大，当t＝×10－3 s＝，即经电流最小，电容器两极板间的电压最大。在此过程中对电容器充电，右极板带正电。 (2)t＝π×10－3 s＝，此时电流最大，与没断开开关时的电流大小相等，则I＝＝ A＝0.5 A。 答案：　(1)正电荷　(2)0.5 A 18.(16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时，发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。手头上还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，重力加速度为g，试分析以下两个问题。 (1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5 s，电容器内粉尘的加速度大小是多少？ (2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？ 解析：　(1)电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，与开关、电感器串联后，闭合S，L、C构成LC振荡电路，T＝2π＝2π×10－5 s，经π×10－5 s＝，电容器两极板间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得a＝＝2g。 (2)线圈中电流最大时，电容器两极板间的场强为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下。 答案：　(1)2g　(2)g 学生用书第103页 学科网（北京）股份有限公司 $$