2019年高中物理 第3章《电磁场与电磁波》综合检测 沪科版选修3-4.doc

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2019年高中物理 第3章《电磁场与电磁波》综合检测 沪科版选修3-4 一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分．第1～4题只有一项符合题目要求，第5～7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．) 1．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域(　　) A．可见光　　　　　　　　 B．γ射线 C．无线电波　　　　　　　 D．紫外线 【解析】　一种波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸大小跟波长差不多或比波长还要小．电磁波中的无线电波波长从几毫米到几十千米，红外线波长范围是760 nm～106nm，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件． 【答案】　C 2．LC振荡电路的固有频率为f0，则下列说法正确的是(　　) A．电容器充电的频率为f0 B．电场能和磁场能互相转化的频率为f0 C．线圈中磁场方向变化的频率为2f0 D．电容器中电场强度方向变化的频率为f0 【解析】　LC振荡电路发生电磁振荡时，在一个振荡周期内，电容器充、放电各两次，电流方向改变两次．因此电容器充电的频率为2f0，电容器中电场强度方向变化的频率为2f0，线圈中磁场方向变化的频率为2f0，电场能和磁场能互相转化的频率为2f0.故选项A、C正确． 【答案】　AC 3．关于电磁波的频率、波长、周期和波速之间的关系，正确的说法是(　　) A．在真空中波长越长的电磁波频率越高 B．频率越高的电磁波在真空中传播速度越大 C．在真空中波长越短的电磁波周期越小 D．在真空中波长越短的电磁波周期越大 【解析】　在真空中各种频率的电磁波传播速度相同，由c＝fλ知，波长与频率成反比；T＝＝，周期与波长成正比． 【答案】　C 4．下列说法中错误的是(　　) A．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均一样，为3.0108 m/s B．红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性 C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用 【解析】　不同波长的电磁波在真空中的传播速度均为c；红外线在遥感技术中用到了它的热效应；紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度；利用紫外线的荧光效应可以制成日光灯．由此可知A、C、D正确，B错． 【答案】　B 5．(xx荆州高二检测)如图1所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段(　　) 图1 A．经调制后　　　 B．经调谐后 C．经检波后　　　 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．图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅．在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被削去一半，因而在耳机中只有低频信号电流． 【答案】　AB 6．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(　　) A．电磁波是横波 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波能产生干涉和衍射 D．电磁波中电场和磁场方向处处互相垂直 【答案】　ACD 7．LC回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图2所示，则(　　) 图2 A．在t1时刻，电路中的电流最大 B．在t2时刻，电路中的磁场能最大 C．从时刻t2到t3，电路的电场能不断增大 D．从时刻t3到t4，电容器的带电量不断增大 【解析】　t1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强，磁场能最大，选项A错误，B正确．在t2至t3的过程中，电容器两端电压增大，必有电场能增加，选项C正确．而在t3至t4的过程中，电容器两端电压减小，带电量减少，选项D错误． 【答案】　BC 二、非选择题(本大题共5个小题，共58分．按题目要求作答．解答题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能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 8．(10分)电磁波有：A.可见光　B．红外线　C．紫外线　D．无线电波　E．γ射线　F．伦琴射线 (1)按频率由小到大的顺序是：________. (2)可对物体进行加热的是________，激发物质发光的是________，可用来检查人体病变或骨折的是________________________________________， 能使种子发生变异培育新品种的是________． 【答案】　(1)DBACFE　(2)B　C　F　E 9．(10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，以T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“”表示的点，如图3所示． 图3 (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． 【解析】　本题主要考查两点：一是考查考生能否根据正确的作图规则画出T2—C图像(图线应尽量通过或靠近比较多的数据点，不通过图线的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧)；二是考查考生的数形结合能力．考生需将LC回路的固有周期公式T＝2π 变换成T2＝4π2LC，从而认识到T2—C图线为一过坐标原点的直线(在本题中，横、纵坐标的起点不为零，图线在纵轴上有一正截距值)，图像的斜率为4π2L，L＝. 【答案】　(1)T＝2π 　(2)见解析 10．(10分)如图4所示电路中，C1＝200 pF，L1＝40 μH，L2＝160 μH，怎样才能使回路2与回路1发生电谐振，发生电谐振时的频率是多少？ 图4 【解析】　要使回路2和回路1发生电谐振，必须使两电路的固有频率相同，即：＝ C2＝＝pF＝50 pF 发生电谐振时的频率 f1＝＝ Hz ＝1.78 MHz 【答案】　把C2的电容调至50 pF　1.78 MHz. 11．(12分)飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5 kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由LC电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈L＝4.0 mH，此时产生电谐振电容多大？ 【解析】　由公式：v＝λf得：λ＝＝ m＝ 8 000 m， 再由公式f＝得： C＝ ＝ F ＝4.510－9 F. 【答案】　8 000 m　4.510－9 F 12．(16分)某居住地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，如图5所示．该发射站可发送的微波的频率为400 kHz的中波和400 MHz微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3108 m/s，求： 图5 (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)若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？ 【解析】　(1)由λ＝知，λ1＝750 m，λ2＝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，因为它的波长长，衍射现象更明显． 【答案】　(1)750 m　0.75 m (2)衍射 (3)400 kHz接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好