高中物理 第3章 电磁振荡 电磁波阶段质量检测 教科版选修3-4

第3章 电磁振荡 电磁波阶段质量检测(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。每小题至少有一个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)1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1所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生的周期T2的振荡电流。当罐中液面上升时()图1A电容器的电容减小B电容器的电容增大CLC回路的振荡频率减小 DLC回路的振荡频率增大解析：选BC当罐中的液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，由平行板电容器的电容公式知，电容增大，则选项A错误，B正确；由LC回路周期公式知，振荡周期增大，振荡频率减小，则选项C正确，D错误。2. 对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是()A它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象B它们在本质上是相同的，只是频率不同而已C它们可能是横波，也可能是纵波D机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关解析：选A机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的区别，它们的产生、传播条件等都不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故A项正确，B、C项错误；机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，传播速度与介质及频率均有关，D项错误。3根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法错误的是()A稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场B变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场C在振荡的电场周围空间产生振荡的磁场D开放的振荡电路产生的电磁波能传到更大的范围解析：选A根据麦克斯韦的电磁场理论可知稳定的电场不产生磁场，稳定的磁场不产生电场，A错，B、C对；要有效地发射电磁波需采用开放电路，D对。4长时间的太阳风暴，如2012年9月22日出现的约90 s的太阳风暴，其破坏力远超过“卡特里娜”飓风。太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层。臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳风暴辐射中()A波长较短的可见光 B波长较长的可见光C波长较短的紫外线 D波长较长的红外线解析：选C臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而对地球上的动植物起保护作用。5在LC振荡电路中，电容器的带电量随时间变化的图像如图2所示，在1106 s到2106 s内，电容器的充(或放)电过程及因此产生的电磁波的波长为 ()图2A充电过程，波长为1 200 mB充电过程，波长为1 500 mC放电过程，波长为1 200 mD放电过程，波长为1 500 m解析：选A由图像可知，在1106 s到2106 s内，电容器带电量增大，属充电过程，产生的电磁波周期T4106 s，波长cT31084106 m1 200 m，A正确。6如图3所示，it图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像，在t0时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间是图像中()图3AOa段 Bab段Cbc段 Dcd段解析：选D由图像知t0时，电容器开始放电，又M极板带正电，结合it图像可知，电流以逆时针方向为正方向，因此这段时间内，电流为负，且正在减小，符合条件的只有图像中的cd段，故只有D正确。7如图4所示，两平行金属板A、B与一线圈组成一理想的LC振荡电路，E为电源，当开关S从1拨向2的同时有一电子恰从中央线飞入AB间，则电子()图4A可能从b点飞出 B可能从O点飞出C可能从a点飞出 D飞出时动能一定增大解析：选BC当S接1时，金属板A带正电，当S由1拨向2的时候，在0时间内电子在电场力作用下向A板加速运动，在时间内电子向A板减速运动，当在竖直方向上的速度减到0后，由于对称，在T时间内电子又回到中央线，在一个周期内电子飞出时可能从a点飞出，在一个周期以后，电子在竖直方向上又向A板运动，所以电子不可能从b点飞出，如果电子在平行板中运动时间恰好等于振荡周期的整数倍时，电子可能从O点飞出，当电子从O点飞出时，动能不变，所以D不对。8如图5所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上，磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么()图5A小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B小球受到的磁场力一定不断增大C小球先沿逆时针方向减速运动，一段时间后再沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球一直不做功解析：选CD玻璃环处在均匀变化的磁场空间，所以感应出的稳定电场对带正电的小球做功使小球先逆时针减速运动后再顺时针加速运动，但磁场力时刻与小球圆周运动线速度垂直，所以对小球不做功。小球在水平面内沿轨道半径方向受两个力作用：环的挤压力FN和磁场的洛伦兹力F洛Bqv0，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力。考虑到小球速度大小的变化以及磁感应强度的变化，挤压力FN和磁场的洛伦兹力F洛不一定始终在增大。二、非选择题(共4小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(12分)早期电视机接收的频道为112频道(48.5223 MHz)，全频道电视机所接收的频道除112频道外，还包括1356频道(470862 MHz)，则早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围分别为多少。解析：由vf得 代入数据得 1 m1.35 m。2 m6.19 m。则早期电视机所接收的波长范围为1.356.19 m。同理可计算出f3862 MHz时3 m0.35 m。则全频道电视机所接收的波长范围 0.356.19 m。答案：1.356.19 m0.356.19 m10(12分)利用荧光灯的频闪效应可以测定转速，现有大功率振荡器的LC回路，其电容为1 F，电感为 H，将它的振荡电流接到荧光灯上使之正常发光，在荧光灯照射下让一互成120角的三叶电风扇转速由零缓慢增加，当第一次发现三叶片好像静止不动时，电风扇转速是多大？解析：振荡电流在一个周期内有两次峰值，因此荧光灯在一个周期内闪光两次，闪光的时间间隔为，而第一次看到三叶片不动就是在时间内每一叶片均转120和相邻叶片原位置重合。据LC振荡电路的周期公式T2得闪光的时间间隔tT s0.02 s由t2nt得转速n r/s r/s1000 r/min。答案：1000 r/min11(14分)某雷达工作时，发射电磁波的波长20 cm，每秒脉冲数n5 000，每个脉冲持续时间t0.02 s，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？解析：电磁波在空气中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器，可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半。 由cf，可得电磁波的振荡频率f Hz1.5109 Hz 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离sctc3108 m6104 m 所以雷达的最大侦察距离ss/23104 m30 km。答案：1.5109 Hz30 km12(14分)生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波，由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差f接收f发出就能计算出车辆的速度，已知发出和接收的频率间关系为f接收(1)f发出，式中c是真空中的光速，若f发出2109