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章末測評驗收卷(四)　電磁振蕩與電磁波　(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。)
1.(2024·安徽蚌埠高二期末)關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
電磁波不能在真空中傳播
電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場
電場或磁場隨時間變化時一定會產生電磁波
麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在
2.(2024·河北邢臺高二期中)電磁波按照波長或頻率的大小順序進行排列，就是電磁波譜。電磁波的波長和頻率不同，表現出來的特性也不同。關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
波長越長的電磁波在真空中的傳播速度越大
只有高溫物體才輻射紅外線
X射線具有較強的穿透能力，醫學上可以用來透視人體診斷病情
微波爐加熱食物時紅外線起關鍵作用
3.如圖所示為LC電路中電容器的電荷量隨時間變化的圖像，在1×10－6～2×
10－6s內，關于電容器的充(或放)電過程及產生的電磁波的波長，正確的結論是(　　)
充電過程，波長為1 200 m
充電過程，波長為1 500 m
放電過程，波長為1 200 m
放電過程，波長為1 500 m
4.(2024·浙江臺州高二期中)電磁波是一種由電場和磁場共同構成的特殊波動現象，是空間中傳播的有序能量轉移。因為它們的存在，我們才能建立電子通信技術和現代高科技的一切。下列情景中關于電磁波特性和應用的描述正確的是(　　)
A B
C D
5.手機通信系統主要由手機、基站和交換網絡組成，信號通過電磁波傳播。關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
電磁波跟機械波一樣，只能在介質中傳播
不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度相同
麥克斯韋預言了電磁波，并首次用實驗證實了電磁波的存在
額溫槍測溫利用的是接收人體輻射出的紫外線，紫外線的輻射強度與溫度有關
6.關于電磁波的發射和接收，下列說法中正確的是(　　)
發射長波、中波、短波的天線使用的是LC閉合電路
使電磁波隨各種信號而改變的技術叫作調諧
把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫作解調
使接收電路產生電諧振的過程叫作調制
7.(2024·陜西榆林高二期末)如圖甲所示的LC振蕩電路中，規定沿順時針方向的電流為正，通過電路中電流變化規律如圖乙所示，則下列說法正確的是(　　)
a至b時間內，電容器的上極板帶正電
a至b時間內，電容器充電
b至c時間內，電容器下極板的電勢低
b至c時間內，磁場能正在轉化為電場能
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但選不全的得3分，有選錯的得0分。)
8.我國“可見光通信系統關鍵技術研究”獲得重大突破——可見光通信的實時通信速率已經提高至50 Gbps，相當于0.2 s即可下載一部高清電影。關于可見光，下列說法正確的是(　　)
可見光中的紅光比紫光的頻率低
可見光不屬于電磁波
可見光波長越長，越容易發生明顯衍射
可見光從空氣進入水中后，其頻率不變，但是波長變短
9.隱形飛機外形設計采用多棱折面，同時表面還采用吸波涂料，使被反射的雷達信號盡可能弱，從而達到隱身的目的。下列說法中正確的是(　　)
戰機采用了隱形技術，不能反射電磁波，因此用肉眼不能看見
涂層隱形技術利用了干涉原理，對某些波段的電磁波，涂層膜前、后表面反射波相互抵消
戰機速度超過音速，不能用超聲波雷達來探測
當敵機靠近時，戰機攜帶的雷達接收的反射波的頻率小于發射頻率
10.如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關S處于閉合狀態，燈泡D正常發光?，F突然斷開S，并開始計時，能正確反映電容器a極板上電荷量q及LC回路中電流i(規定順時針方向為正方向)隨時間變化的圖像是(圖中q為正值表示a極板帶正電)(　　)
A B
C D
三、非選擇題(本題共4小題，共54分)
11.(10分)LC振蕩電路的振蕩頻率f為30 kHz，若將電路中平行板電容器兩極板間的距離增大到原來的1.44倍，該振蕩電路輻射的電磁波的波長是多少？
12.(14分)飛機失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在30天內能以37.5 kHz的頻率自動發出信號，人們就可利用探測儀查找黑匣子發出的電磁波信號來確定黑匣子的位置。那么黑匣子發出的電磁波波長是多少？若接收電路是由LC電路組成的，其中該接收裝置內線圈的電感L＝4.0 mH，此時產生電諧振的電容多大？
13.(14分)在LC振蕩電路中，線圈的電感L＝2.5 mH，電容C＝4 μF。
(1)(7分)該電路的周期是多少？
(2)(7分)設t＝0時，電容器上電壓最大，在t＝9.0×10－3s時，通過線圈的電流是增大還是減小？這時電容器是處在充電過程還是放電過程？
14.(16分)(2024·江蘇鹽城高二期中)實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C＝10－6 F。在兩極板帶有一定電荷量時，發現一帶負電的粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數L＝10－4 H的電感器，現連成如圖所示的電路(重力加速度為g)，試求：
(1)(4分)求振蕩電路周期和S閉合瞬間電流的方向(只填寫“順時針”或“逆時針”)；
(2)(4分)從S閉合時開始計時，經過2π×10－5 s時，電容器內粉塵的加速度大小是多少(假設此時粉塵未到達極板)；
(3)(4分)當粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大(假設此時粉塵未到達極板)；
(4)(4分)當t＝π×10－5 s時，粉塵的加速度大小和方向如何？
章末測評驗收卷(四)　電磁振蕩與電磁波
1.B　[電磁波的傳播不需要介質，則電磁波能在真空中傳播，故A錯誤；周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，周期變化的磁場產生周期性變化的電場，由近及遠地傳播形成電磁場，故B正確；均勻變化的電場(磁場)產生穩定的磁場(電場)，則不能形成電磁波，故C錯誤；赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。]
2.C　[不同波長的電磁波在真空中的傳播速度是相同的，都是3×108 m/s，故A錯誤；所有的物體都輻射紅外線，故B錯誤；X射線具有較強的穿透能力，醫學上可以用來透視人體，故C正確；微波爐加熱食物過程中，食物中的水分子在微波的作用下熱運動加劇，內能增加，溫度升高，故D錯誤。]
3.A　[由q－t圖像知，1×10－6～2×10－6s時間內，電容器電荷量增多，可判斷電容器為充電過程；由于電磁波的頻率與產生電磁波的振蕩電路的頻率相同，振蕩電路周期T＝4×10－6s，真空中，電磁波的速度為c＝3×108 m/s，由c＝，得λ＝cT＝3×108×4×10－6m＝1 200 m，故A正確。]
4.C　[手機通話過程是聲波轉換成電磁波傳播出去，電磁波再轉換成聲波進入人耳，聲波在真空中無法傳播，所以無法轉換成電磁波，所以手機通話在真空中無法實現，A錯誤；“CT”是利用X射線的穿透本領來進行身體掃描檢查的，B錯誤；天體能不斷向外輻射電磁波，所以天文學家能夠利用射電望遠鏡接收無線電波，進行天體物理研究，C正確；遙控器發出的紅外線波長較長，穿透本領較弱，D錯誤。]
5.B　[電磁波的傳播不需要介質，機械波只能在介質中傳播，故A錯誤；不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度相同，故B正確；麥克斯韋預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；額溫槍測溫利用的是接收人體輻射出的紅外線，紅外線的輻射強度與溫度有關，故D錯誤。]
6.C　[發射長波、中波、短波的天線使用的是LC開放式電路，A錯誤；使載波隨各種信號而改變的技術叫作調制，B錯誤；把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫作解調，C正確；使接收電路產生電諧振的過程叫作調諧，D錯誤。]
7.B　[a至b時間內，電路電流在減小，電容器C正在充電，電容器下極板帶的是正電，故B正確，A錯誤；b至c時間內，電路電流逆向增大，電容器放電，電容器下極板帶正電，下極板電勢高，電場能正在轉化為磁場能，故C、D錯誤。]
8.ACD　[根據可見光的頻率排列順序可知，可見光中的紅光比紫光的頻率低，選項A正確；可見光屬于電磁波，能在真空中傳播，選項B錯誤；可見光波長越長，越容易發生明顯衍射，選項C正確；可見光從空氣進入水中后，其頻率不變，波速變小，根據λ＝可知，波長變短，選項D正確。]
9.BC　[隱形戰機表面的涂層，對一些特定波長的電磁波來說，反射波發生干涉，相互抵消，A錯誤，B正確；由于聲音的速度小于戰機，因此不能用超聲波雷達探測，C正確；當敵機靠近時，單位時間接收的波數增加，即頻率升高，D錯誤。]
10.BC　[S斷開前，電容器C短路，線圈中電流從上向下，電容器不帶電；S斷開時，線圈L中產生自感電動勢，阻礙電流減小，電容器C充電，此時LC回路中電流i沿順時針方向(正向)最大；電容器充電過程，電容器帶電荷量最大時(a板帶負電)，線圈L中電流減為零。此后，LC回路發生電磁振蕩形成交變電流。綜上所述，選項B、C正確。]
11.8.3 km
解析　因為LC電路的振蕩頻率為f＝
而C＝
所以＝＝＝1.2
所以該振蕩電路輻射的電磁波的波長為
λ＝＝＝ m＝8.3×103m
＝8.3 km。
12.8 000 m　4.5×10－9 F
解析　由公式v＝λf得
λ＝＝ m＝8 000 m
由公式f＝得
C＝
＝ F
≈4.5×10－9 F。
13.(1)6.28×10－4s　(2)減小　充電過程
解析　(1)由電磁振蕩的周期公式可得
T＝2π
＝2×3.14× s
＝6.28×10－4 s。
(2)因為t＝9.0×10－3s≈14.33T
而<0.33T<
由電磁振蕩的周期性知，當t＝9.0×10－3s時，LC電路中的電磁振蕩正在第二個的變化過程中。t＝0時，電容器上電壓最大，極板上電荷量最大，電路中電流為零，電路中電流隨時間的變化規律如圖所示，在t＝9.0×10－3s時，即在第二個內，線圈中的電流在減小，電容器正處在反向充電過程中。
14.(1)2π×10－5 s　逆時針　(2)0　(3)g　(4)2g　方向向下
解析　(1) 振蕩電路周期
T＝2π＝2π s＝2π×10－5 s
因開始時帶負電的粉塵恰好靜止在兩極板間，可知上板帶正電，則S閉合瞬間電流的方向為逆時針。
(2)t＝2π×10－5 s時，LC振蕩電路恰好經歷一個周期，此時電容器兩極板間電場強度的大小、方向均與初始時刻相同，所以此時粉塵所受合外力為0，加速度大小為0。
(3)電容器放電過程中，兩極板的電荷量減小，電路中的電流增大，當電流最大時，兩極板的電荷量為零，極板間電場強度為零，此時粉塵只受重力，其加速度大小為g。
(4)當t＝π×10－5 s＝時，兩極板電荷量最大，電場強度最大，故粉塵受到的靜電力最大，方向向下，有
qE＋mg＝ma
粉塵靜止時，有qE＝mg
解得a＝2g，方向向下。(共26張PPT)
章末測評驗收卷(四)
第四章　電磁振蕩與電磁波
(時間：60分鐘　滿分：100分)
B
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。)
1.(2024·安徽蚌埠高二期末)關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A.電磁波不能在真空中傳播
B.電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場
C.電場或磁場隨時間變化時一定會產生電磁波
D.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在
解析　電磁波的傳播不需要介質，則電磁波能在真空中傳播，故A錯誤；周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，周期變化的磁場產生周期性變化的電場，由近及遠地傳播形成電磁場，故B正確；均勻變化的電場(磁場)產生穩定的磁場(電場)，則不能形成電磁波，故C錯誤；赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。
C
2.(2024·河北邢臺高二期中)電磁波按照波長或頻率的大小順序進行排列，就是電磁波譜。電磁波的波長和頻率不同，表現出來的特性也不同。關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A.波長越長的電磁波在真空中的傳播速度越大
B.只有高溫物體才輻射紅外線
C.X射線具有較強的穿透能力，醫學上可以用來透視人體診斷病情
D.微波爐加熱食物時紅外線起關鍵作用
解析　不同波長的電磁波在真空中的傳播速度是相同的，都是3×108 m/s，故A錯誤；所有的物體都輻射紅外線，故B錯誤；X射線具有較強的穿透能力，醫學上可以用來透視人體，故C正確；微波爐加熱食物過程中，食物中的水分子在微波的作用下熱運動加劇，內能增加，溫度升高，故D錯誤。
A
3.如圖所示為LC電路中電容器的電荷量隨時間變化的圖像，在1×10－6～2×10－6s內，關于電容器的充(或放)電過程及產生的電磁波的波長，正確的結論是(　　)
A.充電過程，波長為1 200 m
B.充電過程，波長為1 500 m
C.放電過程，波長為1 200 m
D.放電過程，波長為1 500 m
C
4.(2024·浙江臺州高二期中)電磁波是一種由電場和磁場共同構成的特殊波動現象，是空間中傳播的有序能量轉移。因為它們的存在，我們才能建立電子通信技術和現代高科技的一切。下列情景中關于電磁波特性和應用的描述正確的是(　　)
解析　手機通話過程是聲波轉換成電磁波傳播出去，電磁波再轉換成聲波進入人耳，聲波在真空中無法傳播，所以無法轉換成電磁波，所以手機通話在真空中無法實現，A錯誤；“CT”是利用X射線的穿透本領來進行身體掃描檢查的，B錯誤；天體能不斷向外輻射電磁波，所以天文學家能夠利用射電望遠鏡接收無線電波，進行天體物理研究，C正確；遙控器發出的紅外線波長較長，穿透本領較弱，D錯誤。
B
5.手機通信系統主要由手機、基站和交換網絡組成，信號通過電磁波傳播。關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A.電磁波跟機械波一樣，只能在介質中傳播
B.不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度相同
C.麥克斯韋預言了電磁波，并首次用實驗證實了電磁波的存在
D.額溫槍測溫利用的是接收人體輻射出的紫外線，紫外線的輻射強度與溫度有關
解析　電磁波的傳播不需要介質，機械波只能在介質中傳播，故A錯誤；不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度相同，故B正確；麥克斯韋預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；額溫槍測溫利用的是接收人體輻射出的紅外線，紅外線的輻射強度與溫度有關，故D錯誤。
C
6.關于電磁波的發射和接收，下列說法中正確的是(　　)
A.發射長波、中波、短波的天線使用的是LC閉合電路
B.使電磁波隨各種信號而改變的技術叫作調諧
C.把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫作解調
D.使接收電路產生電諧振的過程叫作調制
解析　發射長波、中波、短波的天線使用的是LC開放式電路，A錯誤；使載波隨各種信號而改變的技術叫作調制，B錯誤；把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫作解調，C正確；使接收電路產生電諧振的過程叫作調諧，D錯誤。
B
7.(2024·陜西榆林高二期末)如圖甲所示的LC振蕩電路中，規定沿順時針方向的電流為正，通過電路中電流變化規律如圖乙所示，則下列說法正確的是(　　)
A.a至b時間內，電容器的上極板帶正電
B.a至b時間內，電容器充電
C.b至c時間內，電容器下極板的電勢低
D.b至c時間內，磁場能正在轉化為電場能
解析　a至b時間內，電路電流在減小，電容器C正在充電，電容器下極板帶的是正電，故B正確，A錯誤；b至c時間內，電路電流逆向增大，電容器放電，電容器下極板帶正電，下極板電勢高，電場能正在轉化為磁場能，故C、D錯誤。
ACD
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但選不全的得3分，有選錯的得0分。)
8.我國“可見光通信系統關鍵技術研究”獲得重大突破——可見光通信的實時通信速率已經提高至50 Gbps，相當于0.2 s即可下載一部高清電影。關于可見光，下列說法正確的是(　 　)
A.可見光中的紅光比紫光的頻率低
B.可見光不屬于電磁波
C.可見光波長越長，越容易發生明顯衍射
D.可見光從空氣進入水中后，其頻率不變，但是波長變短
BC
9.隱形飛機外形設計采用多棱折面，同時表面還采用吸波涂料，使被反射的雷達信號盡可能弱，從而達到隱身的目的。下列說法中正確的是(　　)
A.戰機采用了隱形技術，不能反射電磁波，因此用肉眼不能看見
B.涂層隱形技術利用了干涉原理，對某些波段的電磁波，涂層膜前、后表面反射波相互抵消
C.戰機速度超過音速，不能用超聲波雷達來探測
D.當敵機靠近時，戰機攜帶的雷達接收的反射波的頻率小于發射頻率
解析　隱形戰機表面的涂層，對一些特定波長的電磁波來說，反射波發生干涉，相互抵消，A錯誤，B正確；由于聲音的速度小于戰機，因此不能用超聲波雷達探測，C正確；當敵機靠近時，單位時間接收的波數增加，即頻率升高，D錯誤。
BC
10.如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關S處于閉合狀態，燈泡D正常發光?，F突然斷開S，并開始計時，能正確反映電容器a極板上電荷量q及LC回路中電流i(規定順時針方向為正方向)隨時間變化的圖像是(圖中q為正值表示a極板帶正電)(　　)
解析　S斷開前，電容器C短路，線圈中電流從上向下，電容器不帶電；S斷開時，線圈L中產生自感電動勢，阻礙電流減小，電容器C充電，此時LC回路中電流i沿順時針方向(正向)最大；電容器充電過程，電容器帶電荷量最大時(a板帶負電)，線圈L中電流減為零。此后，LC回路發生電磁振蕩形成交變電流。綜上所述，選項B、C正確。
三、非選擇題(本題共4小題，共54分)
11.(10分)LC振蕩電路的振蕩頻率f為30 kHz，若將電路中平行板電容器兩極板間的距離增大到原來的1.44倍，該振蕩電路輻射的電磁波的波長是多少？
答案　8.3 km
所以該振蕩電路輻射的電磁波的波長為
12.(14分)飛機失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在30天內能以37.5 kHz的頻率自動發出信號，人們就可利用探測儀查找黑匣子發出的電磁波信號來確定黑匣子的位置。那么黑匣子發出的電磁波波長是多少？若接收電路是由LC電路組成的，其中該接收裝置內線圈的電感L＝4.0 mH，此時產生電諧振的電容多大？
答案　8 000 m　4.5×10－9 F
≈4.5×10－9 F。
13.(14分)在LC振蕩電路中，線圈的電感L＝2.5 mH，電容C＝4 μF。
(1)該電路的周期是多少？
(2)設t＝0時，電容器上電壓最大，在t＝9.0×10－3s時，通過線圈的電流是增大還是減??？這時電容器是處在充電過程還是放電過程？
答案　(1)6.28×10－4s　(2)減小　充電過程
(2)因為t＝9.0×10－3s≈14.33T
14.(16分)(2024·江蘇鹽城高二期中)實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C＝10－6 F。在兩極板帶有一定電荷量時，發現一帶負電的粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數L＝10－4 H的電感器，現連成如圖所示的電路(重力加速度為g)，試求：
(1)求振蕩電路周期和S閉合瞬間電流的方向(只填寫“順時針”或“逆時針”)；
(2)從S閉合時開始計時，經過2π×10－5 s時，電容器內粉塵的加速度大小是多少(假設此時粉塵未到達極板)；
(3)當粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大(假設此時粉塵未到達極板)；
(4)當t＝π×10－5 s時，粉塵的加速度大小和方向如何？
答案　(1)2π×10－5 s　逆時針　(2)0　(3)g (4)2g　方向向下
解析　(1) 振蕩電路周期
因開始時帶負電的粉塵恰好靜止在兩極板間，可知上板帶正電，則S閉合瞬間電流的方向為逆時針。
(2)t＝2π×10－5 s時，LC振蕩電路恰好經歷一個周期，此時電容器兩極板間電場強度的大小、方向均與初始時刻相同，所以此時粉塵所受合外力為0，加速度大小為0。
(3)電容器放電過程中，兩極板的電荷量減小，電路中的電流增大，當電流最大時，兩極板的電荷量為零，極板間電場強度為零，此時粉塵只受重力，其加速度大小為g。
故粉塵受到的靜電力最大，方向向下，有qE＋mg＝ma
粉塵靜止時，有qE＝mg
解得a＝2g，方向向下。

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