第4章 章末检测(四) 电磁振荡与电磁波-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（粤教版）

章末检测(四)　电磁振荡与电磁波 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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.(2024·广东实验中学高二校考)关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场 B.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有高频和开放性的特点 C.从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫调制 D.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 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 非均匀变化的电场产生变化的磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场;非均匀变化的磁场产生变化的电场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,故A错误;为了有效地向外发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时提高振荡频率,故B正确;从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫解调,故C错误;用紫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,利用了紫外线的荧光效应,红外线不具有该效应,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 2.下列设备的运行与电磁波无关的是(　　) A.医院里,医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况 B.“嫦娥一号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球 C.汽车上安装有GPS(全球卫星定位系统)以确定行驶路线和距离 D.在地震发生后救灾人员利用卫星电话恢复了与外界的通信联系 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 医院里的B超利用了超声波的物理特性,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 3.高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器,该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描。该扫描速度可以在手机接收信号时形成干扰,手机不能检测从基站发出的正常数据,使手机不能与基站建立连接,达到屏蔽手机信号的目的,手机表现为搜索网络、无信号、无服务等现象。由以上信息可知(　　) A.由于手机信号屏蔽器的作用,考场内没有电磁波了 B.电磁波必须在介质中才能传播 C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内 D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 电磁波在空间的存在,不会因手机信号屏蔽器而消失,故A错误;电磁波可以在真空中传播,故B错误;由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描,干扰由基站发出的电磁波信号,使手机不能正常工作,故C错误,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 4.在LC振荡电路中某时刻电容器两极板间的电场线方向和穿过线圈的磁感线方向如图所示,这时(　　) A.电容器正在放电 B.电路中电流正在减小 C.电场能正在转化为磁场能 D.线圈中产生的自感电动势正在减小 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 根据电场方向可知上极板带正电荷,又由磁场方向,根据安培定则可判断,电流方向为顺时针(大回路),所以正在给电容器充电。因此,电流逐渐减小,磁场能转化为电场能,由于电流按正弦规律变化,变化率在增大,据法拉第电磁感应定律,知自感电动势正在增大。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 5.隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性,使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识,下列说法正确的是(　　) A.运用隐蔽色涂层,无论距你多近的距离,你也不能看到它 B.使用吸收雷达电磁波的材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现 C.使用吸收雷达电磁波涂层后,传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流 D.主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施,使其不易被对方发现和攻击 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 雷达向外发射电磁波,当电磁波遇到飞机时就要发生反射,雷达通过接收反射回来的电磁波,就可以测定飞机的位置,所以要想降低飞机的可探测性,可以使用吸收雷达电磁波的材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现,选项B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 6.在如图所示的电路中,L是电阻不计的电感器,C是电容器,闭合开关S,待电路达到稳定状态后,再断开开关S,LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正,断开开关的时刻为t=0时刻,那么图中能正确表示电感器的电流i随时间t变化规律的是(　　) C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 本题属于含电容电路、自感现象和振荡电路的综合性问题,应从下面几个方面考虑: (1)S断开前,ab段短路,电容器不带电。 (2)S断开时,ab中产生自感电动势,阻碍电流减小,同时,电容器C充电,此时电流正向最大。 (3)给电容器C充电的过程中,电容器的电荷量最大时, ab中电流减为零,此后LC发生电磁振荡形成交变电流。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 7.我国“空警2000”预警机上装备有多功能三坐标多普勒脉冲雷达,可进行全向探测,主要用于发现和跟踪空中与水面目标,工作频率为1.2×109~1.4×109 Hz。对空中目标的最远探测距离为470 km,该机的雷达系统可同时跟踪60~100个空中目标,并对战术空军的10架飞机实施引导。下列关于该脉冲雷达的说法正确的是(　　) A.脉冲雷达采用的是X射线 B.脉冲雷达采用的是微波 C.预警机高速飞行时,发射的脉冲信号传播速率可能大于光在真空中的速率 D.增大它的振荡电路中可变电容器的电容,可增大雷达的工作频率 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 脉冲雷达是利用微波测速、测距的,其传播速率等于光速,故A、C选项错误,B选项正确;由T=2π 可知,增大振荡电路的电容,其周期变大,工作频率减小,故D选项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 8.关于红外线的作用及来源,下列说法正确的是(　 　) A.一切物体都在不停地辐射红外线 B.红外线有很强的荧光效应 C.红外线最显著的作用是热作用 D.红外线容易穿过云雾、烟尘 ACD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 一切物体都在不停地辐射红外线,且温度高的物体比温度低的物体的红外辐射本领大,A正确;荧光效应是紫外线的特性,红外线没有,红外线的显著作用是热作用,B错误,C正确;红外线波长较长,衍射能力比较强,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 9.(2024·江门棠下中学高二月考)如图甲所示的LC振荡电路中,保持L不变,改变电容器的电容,回路中电容器两端的电压变化如图乙所示,则下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 A.图甲时刻回路中的磁场能正在变大 B.曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的2倍 C.曲线2对应的电容器所带最大电荷量与曲线1对应的电容器所带的最大电荷量相等 D.曲线2对应的电流最大时,曲线1对应的电流也一定最大 答案:AD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 题图甲中对线圈应用安培定则可知,电流从电容器的上极板流出,则电容器正在放电,电场能转化为磁场能,则回路中的磁场能正在变大,A正确;由题图乙可知,曲线2的振荡周期为曲线1的2倍,根据公式T=2π,可知,曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的4倍,B错误;根据电容的定义式C=可得Q=CU,由于改变电容器的电容前后电容器两端的最大电压相同,且曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的4倍,可知曲线2对应的电容器所带最大电荷量是曲线1对应的电容器所带最大电荷量的4倍,C错误;曲线2对应的电流最大时,电容器两端的电压为0,由题图乙可知此时曲线1对应的电容器两端的电压也为0,即曲线1对应的电流也最大,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 10.在LC回路中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同 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 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 当t=kπ(k=0,1,2,…)时,由图可知振荡电路电流为零,A错误;当电场强度增大时,如在~、T~T时间段内,振荡电流减小,线圈中自感电动势与振荡电流方向相同,B正确;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;由图像对照可知在~内,电容器充电,i>0,在~T内,电容器放电,i<0,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 三、非选择题:本题共5小题,共54分。 11.(7分)如图所示,原线圈接频率为f的交流电源,将电感为L的副线圈接一个适当的电容器成为LC振荡电路,这种振荡和机械振动中的_______ 振动相类似,其振荡周期等于　　　　。改变电容器的电容,当电容等 于　　　　　　时,振荡电流的幅度值可达最大值。   受迫 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 变压器的副线圈中感应电流的频率与原线圈中的电流频率相同,类似于机械振动中的受迫振动,其振荡周期为。改变电容器的电容,可以改变LC振荡回路的固有频率,当固有频率与接收信号的频率相等时,发生电谐振,由f=,求得C=。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 12.(9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,即图中用“×”表示的点。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (1)T、L、C的关系为　　 　　。  (2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。 答案: (2)如图所示 T2=4π2LC (3)求得的L值是　　　 　。  38.5 mH(35.1~41.9 mH都算对) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 13.(11分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光就是电磁波。有一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图像如图所示,求该光波的频率。 答案:5×1014 Hz 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 设光波在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率f,则f= ① v= ② 联立①②得f= 从波形图上读出波长λ=4×10-7 m 代入数据解得f=5×1014 Hz。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 14.(12分)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? 答案:(1)波长为397 m的无线电波　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (1)根据公式f=得f1== Hz≈1 034 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 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (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: (2)旋出一些 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)要接收波长为290 m的无线电波,应增大调谐电路的固有频率。因此,应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些,通过减小电容达到增大调谐电路固有频率的目的。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 15.(15分)通过同步卫星通话时,对方总是停一小段时间才回话,问说话后至少经过多长时间才能听到对方回话?(设对方听到说话后立即回话,已知M地=6×1024 kg,R地=6.4×106 m) 答案:0.479 s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 要求出说话后听到对方讲话经历的时间,需要知道同步卫星分别和两人之间的距离,当两人都站在同步卫星的正下方时,电磁波经同步卫星传播的距离最短,所需时间最少。 设卫星的质量为m,距地高度为h,同步卫星的周期和地球自转的周期相同。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 由牛顿第二定律得m(R地+h)=G, h=-R地= m-6.4×106 m≈3.59×107 m。 无线电传播的最短距离为s=4h=3.59×107×4 m=1.436×108 m。 传播的最短时间为t==s≈0.479 s。 $$