第十四章电磁波测试卷（A）（有解析新人教版选修3-4）.docx

1 第十四章检测(B) (时间:90 分钟　满分:100 分) 一、选择题(本题包含 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有 一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答 的得 0 分) 1 关于电磁场和电磁波,下列叙述正确的是(　　) A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场 B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播 C.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 D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波 解析：均匀变化的电场和恒定电流一样,只能产生不变的磁场,所以选项 A 错误。电磁波是电磁场 自身的运动过程,它本身就是物质,不需要介质就能传播;振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生, 且能由发生的区域向周围空间传播,产生电磁波,选项 B 错误,D 正确。理论分析和实验都证明电磁 波是横波,电磁场中的 E、B 矢量跟波的传播方向是互相垂直的,选项 C 正确。故正确选项为 C、D。 答案：CD 2 如图所示,一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波(　　) A.频率变大,波长变大　　 B.频率变大,波长变小 C.频率变大,波长不变 D.频率变小,波长变大 解析：面板上所标识的数字是频率,向右调节时频率显然增大,由于波速一定时,波的频率与波长成 反比关系,所以波长变小。 答案：B2 3 某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示,则此时刻(　　) A.振荡电流 i 在减小 B.振荡电流 i 在增大 C.电场能正在向磁场能转化 D.磁场能正在向电场能转化 解析：由题图知电容器上极板带正电荷,下极板带负电荷,题图中给出的振荡电流方向,说明正电荷 正向上极板聚集,所以电容器正在充电。电容器充电的过程中,电流减小,磁场能向电场能转化。所 以选项 A、D 正确。 答案：AD 4 手机 A 的号码为 13345670002,手机 B 的号码为 13345670008,用手机 A 拨打手机 B 时,手机 B 发出响声并且显示屏上显示手机 A 的号码为 13345670002。若将手机 A 置于一透明真空罩中,用手 机 B 拨打手机 A,则手机 A(　　) A.发出响声,并显示 B 的号码为 13345670008 B.不发出响声,但显示 B 的号码为 13345670008 C.不发出响声,但显示 B 的号码为 13345670002 D.既不发响声,也不显示号码 解析：电磁波可以在真空中传播,而声波的传播则需要介质,当手机 B 拨打手机 A 时(A 置于一透明 真空罩中),A 能显示 B 的号码,不能发出响声,即选项 B 正确。 答案：B 5 如图所示,调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶段(　　)3 A.经调制后 B.经调谐后 C.经解调后 D.耳机中 解析：为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制,调制的方法之一是 使高频振荡电流的振幅随信号而变化,成为调幅振荡电流,这就是调幅;在接收电路中,经过调谐,回 路中将出现调幅振荡电流,经解调后,调幅振荡电流将被“切”去一半,得到单向脉冲电流,而在耳 机中只有随信号变化的音频电流。结合题中图象,可知选项 A、B 正确。 答案：AB 6 下列说法正确的是(　　) A.红外线易穿透云层,故广泛应用于遥感技术领域 B.医院用 X 光进行透视,是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 C.阳光可以晒黑皮肤,主要是阳光中红外线的作用 D.电取暖器利用了红外线的热作用 解析：红外线衍射明显,选项 A 正确;γ 射线穿透能力最强,选项 B 错误;阳光晒黑皮肤是紫外线的 作用,选项 C 错误;红外线有显著的热作用,选项 D 正确。 答案：AD 7 如在微波炉中放一个鸡蛋,先被加热的是(　　) A.炉内空气 B.蛋壳 C.蛋黄 D.同时被加热4 解析：微波炉就是用电子元件激发出频率相当高的交替电磁场,相当于微波,处于电磁场中的导体 (蛋黄)产生涡流,电磁能转化成内能,所以蛋黄先热。 答案：C 8 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.和机械波一样需靠介质传播 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 解析：据 c=λν 得 ν = c λ,故波长越长,频率越低,选项 A 错误;无线电波属于电磁波,传播不需要 介质,选项 B 错误;反射、干涉、衍射是波所特有的现象,选项 C 正确,选项 D 错误。 答案：C 9 关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 解析：电磁波在真空中的传播速度都相同,与电磁波的频率无关,故 A 错误。根据麦克斯韦电磁理 论,B 正确。电磁波传递信号可以实现无线通信,电磁波也能通过电缆、光缆传输,故 C 错误。发射5 电路的电磁振荡停止了,只是不能产生新的电磁波,但已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播, 故 D 错误。 答案：B 10 下列哪种现象是由于所产生的电磁波引起的(　　) A.用室内天线接收微弱信号时,人走过时电视画面会发生变化 B.在夜晚用电高峰时,有部分地区白炽灯变暗发红,日光灯不容易启动 C.把半导体收音机放在开着的日光灯附近会听到噪声 D.在边远地区用手机通话时,会发生信号中断的情况 解析：电视信号由于人走过发生变化是由于人对信号的干扰;电灯变暗是由于电压在输电线上损失 过多;日光灯在工作时,其镇流器会发出微弱的电磁波;手机通话效果不好是由于信号弱的原因。 答案：C 二、填空题(本题包含 2 小题,共 20 分) 11(12 分)如图所示,LC 振荡电路中振荡电流随时间变化的图象,由图可知,在 OA 段时间内　　　　 能转化为　　　　能,在 AB 段时间内电容器处于　　　　(选填“充电”或“放电”)过程,在时刻 C,电容器带的电荷量　　　　(选填“为零”或“最大”)。 解析：由题图可知,振荡电流随时间做正弦规律变化。在 OA 段时间内电流增大,电容器正在放电, 电场能逐渐转化为磁场能。在 AB 段时间内电流减小,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,所带电荷量为零。 答案：电场　磁场　充电　为零6 12(8 分)“爱国者”导弹成功地拦截“飞毛腿”导弹的过程,是利用了两颗装有红外望远镜的预 警卫星。这两颗卫星每隔几秒钟向指定区域扫描一次,当“飞毛腿”导弹发射时,红外望远镜和红 外传感器立刻测到导弹尾部辐射出来的强大信号,卫星马上把信息经过地面控制站传到作战部,通 信距离(往返)达 1.6×105 km,通信所用时间为　　　　 s。“飞毛腿”导弹飞行时间为 7 min,而 卫星把信息经过地面控制站传到作战部,发出指令到“爱国者”雷达系统需要 5 min,“爱国者”导 弹从发射到击中“飞毛腿”导弹的过程必须在 2 min 内完成。“爱国者”雷达的有效距离为 150 km,雷达从发出电磁波到接收到电磁波最长时间为　　　　 s。从发现到击中目标有 1 min 就够了。 从以上可看出,可以轻松进行拦截,这与通信时间极短有很大关系。 解析：因为电磁波传播的速度 v=3×108m/s 故通信所用的时间 t1 = x v = 1.6 × 108 3 × 108 s≈0.53s 雷达从发出电磁波到接收到电磁波最长时间为 t2 = 1.5 × 105 × 2 3 × 108 s=10-3s。 答案：0.53　10-3 三、计算题(本题包含 4 小题,共 40 分。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(10 分)一个智能玩具的声响开关与 LC 电路中电流有关,该玩具内的 LC 振荡电路部分如图所 示,已知线圈自感系数 L=0.25 H,电容器电容 C=4 μF,在电容器开始放电时(取 t=0),上极板带正电, 下极板带负电,当 t=2.0×10-3 s 时, (1)电容器的上极板带何种电荷? (2)电路中电流的方向如何?7 解析：(1)LC 振荡电路的固有周期 T=2π LC = 2π 0.25 × 4 × 10-6s=2π×10-3s≈6.28×10- 3s,t=2×10-3s,是在第一个周期内的T 4到T 2之间。在第一个T 4内电容器放电,放电完毕,电容器上电荷为 零,电路中电流最大,在第二个T 4内,线圈中的电流方向不变,线圈中的自感电动势对电容器充电,下极 板带正电,上极板带负电。 (2)在 0~T 4内电容器放电,电流方向为逆时针方向,电流从 0 逐渐增大到最大值。T 4~T 2内,由于线圈的自 感作用,线圈中的电流沿原来的方向继续流动,只是大小从最大值逐渐减小至零,故 t 时刻时电路中 的电流方向为逆时针。 答案：(1)上极板带负电　(2)电路中的电流方向为逆时针 14(10 分)某电台发射的电磁波频率是 72 MHz,其波长是多少?如果某接收机的 LC 调谐电路的线 圈自感系数 L=2.0×10-6 H,要收到该电台的节目,调谐电路的电容应是多少? 解析：根据电磁振荡周期公式 T=2π LC和公式λ = c f可以得λ = c f = 3 × 108 72 × 106m≈4.17m 根据 f = 1 2π LC,得f2 = 1 4π2LC C = 1 4π2Lf2 = 1 4 × 3.142 × 2 × 10-6 × (72 × 106)2F=2.45×10-12F≈2.45pF。 答案：4.17 m　2.45 pF 15(10 分)某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达发出电磁波 后到再接收到反射波历时 200 μs,经 4 s 后又发出一个电磁波,雷达站从发出电磁波到再接收到反 射波历时 186 μs,则该飞机的飞行速度多大? 解析：由发射电磁波到接收到反射波历时 200μs 时,可算出此时飞机距雷达的距离为 l1 = 3.0 × 108 × 200 × 10-6 2 m=3.0×104m。经 4s 后,飞机距雷达站的距离为 l2 = 3.0 × 108 × 186 × 10-6 2 m=2.79×104m,故飞机飞行的速度为 v = l1 - l2 t = 0.21 × 104 4 m/s=525m/s。 答案：525 m/s8 16(10 分)微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为 2.45×109 Hz)。食物中的水 分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的。下表是某 微波炉的部分技术参数,问: (1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少? (2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少? (3)如果做一道菜,使用微波挡需要正常工作 30 min,则做这道菜需消耗多少电能? 解析：(1)波长 λ = c f = 3 × 108 2450 × 106m≈0.12m。 (2)额定电流 I = P U = 1100 220 A=5A。 (3)消耗的电能 ΔE=W=Pt=1100×1800J=1.98×106J。 答案：(1)0.12 m　(2)5 A　(3)1.98×106 J