2025版正禾一本通高三一轮总复习物理-66课下巩固精练卷(三十四)　电磁振荡　电磁波

[课下巩固精练卷(三十四)]电磁振荡电磁波________________________________________________________________________(每题5分，建议用时：50分钟)考点基础题综合题电磁振荡59，10，11，12，16无线电波发射与接收3，4，6，713，14电磁波及电磁波谱1，2，815【基础落实练】1．有“中国天眼”之称的FAST对周边电磁波环境要求极高，为确保“中国天眼”的宁静，贵州省专门制定了《贵州省500米口径球面射电望远镜电磁波宁静区保护办法》。关于电磁波，下列说法中正确的是()A.电磁波的传播离不开介质B．电磁波仅仅是一种描述方式，不是真正的物质C．紫外线的波长大于红外线的波长D．生活中常用微波炉来加热食物是利用了微波具有能量的性质解析：选D。电磁波的传播不需要介质，故A错误；电磁波不仅仅是一种描述方式，而是一种物质，故B错误；紫外线的波长小于红外线的波长，故C错误；微波炉是利用微波的能量来加热食物，故D正确。2．行车安全越来越被人们所重视，现在许多车企都在汽车上配置有主动刹车系统(AEB)。该系统主要分为控制模块、测距模块和制动模块，利用微波雷达、图像识别技术和红外摄像头，可以将道路的图像和路况实时传递给控制模块，在紧急情况下，由车载微处理器发出控制命令，自动采取制动措施，保证车辆安全。微波的波长范围在0.001～10m，下列说法正确的是()A．产生微波的LC振荡电路中，要想增大振荡周期，可以增大电容器的电容CB．微波只能在空气中传播而不能在真空中传播C．微波遇到障碍物时，只能发生反射现象而不能发生衍射现象D．微波遇到障碍物时，只能发生衍射现象而不能发生反射现象解析：选A。产生微波的LC振荡电路中，根据T＝2πeq\r(LC)可知，要想增大振荡周期，可以增大电容器的电容C，故A正确；微波的传播可以不需要传播介质，它既可以在空气中传播，也可以在真空中传播，故B项错误；微波遇到障碍物时，既可以发生衍射现象也可以发生反射现象，雷达就是利用微波遇到障碍物时能发生反射现象这一性质工作的，故C、D错误。3．中国6G技术专利数量全球遥遥领先。6G通讯采用比5G频段(109Hz)高出很多的太赫兹频段(1011Hz～1013Hz)电磁波传播数据，传输能力比5G提升100倍。与5G频段电磁波相比，6G频段电磁波()A．传播时的波长长B．空中传播的速度大C．容易绕过高楼等障碍物D．容易与微粒作用出现散射现象解析：选D。6G信号的频率大于5G信号的频率，根据v＝λf可知，6G信号的波长比5G信号的波长更短，A错误；6G信号和5G信号在空中传播的速度相同，B错误；6G信号比5G信号的频率高，则6G信号比5G信号波长短，6G信号比5G信号更不容易绕过障碍物，C错误；由于散射光强与波长四次方成反比，则6G信号比5G信号波长短，6G信号比5G信号更容易与微粒作用出现散射现象，D正确。4．2023年10月6日，2023国际泳联游泳世界杯在德国柏林开赛，世界各地观众都能通过电视信号收看到大会实况。关于电磁波，下列说法正确的是()A.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波B．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大C．电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大D．LC振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性解析：选D。麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故A错误；遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率小，故B错误；电磁波在真空中的传播速度为光速，大小一定，与频率无关，故C错误；LC振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性，故D正确。5．(2023·浙江杭州阶段检测)如图所示，把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成电路。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。下列说法中正确的是()A．电容器放电完毕时，电路中电流为零B．在电场能转化为磁场能时，电路中的电流减小C．电感L、电容C越大，电容器的充、放电时间越长D．振荡电路中能量逐渐减少，电磁振荡的周期也在减小解析：选C。当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流达到最大，A错误；LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大，B错误；电容越大，所储存的电荷量就越多、电感L越大，对电流变化的阻碍作用就越大，从而充、放电时间就越长，C正确；根据T＝2πeq\r(LC)可知，电磁振荡的周期与电路中能量多少无关，D错误。6．无接触自助安检是一种新型安检方式，旅客进入安检区域后，进入人体安检设备，设备主动发射波长为毫米级的电磁波并对物品进行标识，如无危险可疑物品，设备不报警，旅客可快速通过。关于毫米波，下列说法正确的是()A.毫米波的传播需要介质B．毫米波的频率比紫外线的频率高C．毫米波和超声波一样都是横波D．毫米波比可见光更容易发生明显衍射解析：选D。毫米波是电磁波，它的传播不需要介质，选项A错误；与紫外线相比，毫米波的波长长，频率小，选项B错误；电磁波是横波，超声波是纵波，选项C错误；波长越长，衍射现象越明显，毫米波比可见光波长更长，则更容易发生明显衍射，选项D正确。7．太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10THz(波长为30μm～3000μm)范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识。通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是()A．太赫兹波比红光更容易发生明显衍射B．太赫兹波比紫外线的能量更大C．太赫兹波比短波频率更小D．太赫兹波可以用于工业探伤解析：选A。发生衍射现象的条件是尺度或者孔径小于波长，太赫兹波长比红光大，更容易发生明显衍射，故A正确；由c＝λf可知，波长越大，频率越小，太赫兹波长比紫外线大，频率低于紫外线，根据爱因斯坦的光子说，可知它的光子的能量比紫外线光子的能量更小，故B错误；太赫兹波长比短波小，频率比短波大，故C错误；由于频率越高，其穿透力越强，太赫兹波频率远低于X射线，其比X射线穿透能力更弱，不可以用于工业探伤，故D错误。8．某同学观察到在商场入口有一自动门，不论什么天气，当有人靠近时，门会自动开启，人走后又自动关闭；当一个篮球滚向自动门时，门也会自动打开；但两人从门两侧抬着一块很大的无色透明玻璃板靠近自动门时(抬玻璃板的人不在自动门的探测范围之内)，门却不会自动打开。该同学根据以上观察到的现象，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，其中最合理的猜想是()A．自动门通过声控装置实现自动开关门B．自动门通过接收物体发出的红外线实现自动开关门C．自动门通过发射红外线并接收反射回来的红外线信号实现自动开关门D．自动门通过感受空气产生的压力实现自动开关门解析：选C。根据题意可知自动门自控原理与声音无关，与空气产生的压力无关，故A、D错误；当有人或篮球靠近自动门时，门会自动打开，而无色透明玻璃板靠近自动门时，门却不会自动打开，很可能是自动门发射红外线而无色透明玻璃板基本上不反射红外线造成的，故C正确，B错误。【综合提升练】9．如图所示，把线圈(内阻不计)、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器(图中未画出)的两端连在电容器的两个极板M、N上。先把开关置于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时，电压uMN随时间t变化的图像正确的是()解析：选C。由于电路有能量损耗，有一部分能量转化为内能，还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，故电压振幅会减小；电容器放电时间由电容器自身决定，故周期不变，且开始时，电容器电压最大，则计时开始时，电压处于最大振幅，故C正确。10．(2023·天津高三检测)如图所示的电路，理想变压器的右侧线圈充当LC振荡电路的电感线圈，其电感为L＝0.25H，电容器的电容C＝4μF，电源电动势E＝3V，内阻忽略不计，变压器的右侧线圈的匝数为左侧线圈匝数的2倍。把单刀双掷开关置于a，让电容器充电，过一段时间，等到电容器充满之后，再把单刀双掷开关置于b，于是在LC电路里就产生了振荡电流。下列说法正确的是()A．c、d两端电压最大值为6VB．c、d两端电压变化周期为π×10－3sC．电容器C极板电荷为零时，c、d两端电压最大D．电容器C极板电荷为零时，c、d两端电压为零解析：选D。单刀双掷开关置于b，电容器两端最大电压为3V，变压器的右侧线圈的匝数为左侧线圈匝数的2倍，则c、d两端电压最大值为1.5V，故A错误；c、d两端电压变化周期为T＝2πeq\r(LC)＝2π×10－3s，故B错误；电容器C极板电荷为零时，电流最大，电流变化率为零，c、d两端电压为零，故C错误，D正确。11．某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力。电容器的上极板是一片弹性金属薄膜，微小物体放置在金属膜中央会使其下凹，测量时先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b，通过电流传感器测出电流的频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式f＝eq\f(1,2π\r(LC))，则下列说法正确的是()A．物体质量越大，开关拨向a时，电容器存储的电荷量越小B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大C．开关由a拨向b后，该LC电路发生阻尼振荡，但周期不变D．测量时，传感器检测到的电流频率越大，表示物体质量越大解析：选C。物体质量越大，金属膜被压弯的程度越大，平行板间的距离减小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，电容器的电容增大，由Q＝CU，开关拨向a时，电势差不变，物体质量越大，电容器存储的电荷量越大，A错误；开关由a拨向b瞬间，产生振荡电流，流经电流传感器的电流为零，B错误；振荡电流的周期为T＝2πeq\r(LC)，开关由a拨向b后，电容不变，振荡电流周期不变，C正确；测量时，传感器检测到的电流频率越大，由f＝eq\f(1,2π\r(LC))知电容越小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)得平行板间的距离增大，表示物体质量越小，D错误。12．不同用电器正常工作时使用不同类型的电流，手机充电时需要使用直流电，因此充电器中有将交变电流转化为直流电的整流器，图甲为一种将正弦交流电转直流电的电路设计；而金属探测器内部装有直流电源，但使用时需要用到交流电所激发的电磁波，图乙为某金属探测器内的LC振荡电路部分，此时电容器下极板带正电，则()A．甲图中，若输入端的电压有效值为U0，则输出端电压有效值为0.5U0B．图乙中，若此时回路中的电流方向为顺时针，则线圈的自感电动势在增加C．图乙中，若此时回路中电场能正在转化为磁场能，则电容器上所带电荷正在增加D．只有当LC振荡电路中的线圈与外界金属有相对运动时，外界金属才会产生涡流解析：选B。设输入端电压最大值为U，则U0＝eq\f(U,\r(2))，交流电经二极管整流后变为半个周期内有正弦电流，另半个周期没有电流的直流电，设此时的电压有效值为U1，则eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),R)T＝eq\f(（\f(U,\r(2))）2,R)·eq\f(T,2)＋0，解得U1＝eq\f(U,2)，则U1＝eq\f(U0,\r(2))，故A错误；若此时电流为顺时针，根据电容器上下极板的电性可知此时正在充电，电容器上的电荷量逐渐增加，充电电流逐渐减小，但电流的变化率在增加，因此线圈自感电动势增加，故B正确；若电场能正在转化为磁场能，说明电容器所带电荷量在减少，C错误；振荡电路中的交变电流产生变化的磁场和电场，能在金属内部激发涡流，与电路和金属之间是否有相对运动无关，即使相对静止也能产生涡流，故D错误。13．特雷门琴是唯一一种不需要接触而演奏的乐器，其原理是利用天线和演奏者的手构成等效电容C，与自感线圈L构成LC振荡电路，通过改变手的位置(手始终不超出天线长度范围)改变电路频率，从而发出不同声调的声音，其电路图可简化为如图所示。下列演奏者的做法可以使特雷门琴的音调变高的是()A．戴绝缘手套B．手靠近天线C．手从手掌变成握拳D．手平行天线向上移动解析：选C。振荡电路的周期为T＝2πeq\r(LC)，若使特雷门琴的音调变高，则降低周期即可，根据电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知戴绝缘手套、手靠近天线、手平行天线向上移动不能减小电容，只有手从手掌变成握拳可以减小电容，从而减小周期，增大频率，使特雷门琴的音调变高，故C正确。14．上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。产生5G无线电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻()A．线圈中磁场的方向向上B．线圈中感应电流的方向与图中电流方向相反C．线圈储存的磁场能正在增加D．电容器两极板间电场强度正在变大解析：选D。根据安培定则，线圈中磁场的方向向下，故A错误；电容器在充电，电流减小，根据楞次