人教版 (2019)選擇性必修第二冊1 電磁振蕩優(yōu)秀單元測試當(dāng)堂檢測題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?第4章電磁振蕩與電磁波單元測試
一、單選題（本大題共8小題，每小題4分，共32分）
1．在5G技術(shù)領(lǐng)域，華為絕對是領(lǐng)跑者。與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高。下列說法中正確的是（　?。?br /> A．5G使用的電磁波是橫波
B．4G使用的電磁波是縱波
C．5G使用的電磁波在真空中傳播速度比4G的快
D．5G使用的電磁波比4G的更容易繞過障礙物
【答案】A
【詳解】AB．電磁場從發(fā)生區(qū)域由近及遠(yuǎn)的傳播稱為電磁波，其傳播方向與電場方向、磁場方向均是垂直的關(guān)系，故電磁波是橫波，故A正確，B錯誤；C．任何電磁波在真空中的傳播速度都是光速。故C錯誤；D．5G使用的電磁波頻率大，波長短，不容易繞過障礙物。故D錯誤。故選A。
2．電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中，下列不屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有（　?。?br /> A．殺菌用的紫外燈
B．拍胸片的光機(jī)
C．測量體溫的紅外線測溫槍
D．檢查血流情況的超聲波“彩超”機(jī)
【答案】D
【詳解】ABC. 紫外線、射線、紅外線都屬于電磁波，都是電磁波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，ABC說法正確，但不符合題意；D. 檢查血流情況的超聲波“彩超”機(jī)，是利用超聲波的多普勒效應(yīng)工作的，D錯誤，符合題意；故選D。
3．圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機(jī)組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖，安裝時，將磁條固定在門框上，主機(jī)安裝在與其等高的門板邊緣，門關(guān)上時，兩者剛好靠在一起。當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會工作，帶動報警器發(fā)出報警聲。下列有關(guān)說法正確的是（　　）

A．觸發(fā)器內(nèi)是一個開關(guān)，當(dāng)主機(jī)與磁條靠近時，開關(guān)是斷開的
B．觸發(fā)器可以由銅制成
C．磁條的兩極對調(diào)后，該報警器不能正常工作
D．本裝置是利用電流的磁效應(yīng)工作的
【答案】A
【詳解】A．門關(guān)上時，磁條與主機(jī)剛好靠在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的；當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會工作，帶動報警器發(fā)出報警聲，說明此時觸發(fā)器內(nèi)開關(guān)是閉合的，選項A正確；B．觸發(fā)器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發(fā)器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；C．無論磁條哪個磁極靠近觸發(fā)器，都存在磁力作用，所以兩極對調(diào)后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；D．本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點工作的，選項D錯誤；故選A。
4．電磁波在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。下列說法正確的是（　　）
A．微波爐加熱食物是利用了紅外線的熱作用
B．紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中，是利用了它穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特性
C．醫(yī)院用X射線進(jìn)行透視，是因為它是各種電磁波中穿透能力最強(qiáng)的
D．利用紫外線滅菌消毒，是因為紫外線具有較高的能量
【答案】D
【詳解】A．微波爐加熱食物是利用微波進(jìn)行加熱的，A錯誤；B．紅外遙感技術(shù)是基于一切物體都在輻射紅外線，用紅外探測器接收物體發(fā)出的紅外線，然后進(jìn)行分析，從而得知被測物體的信息，B錯誤；C．γ射線的穿透能力比X射線的強(qiáng)，C錯誤；D．紫外線具有較高的能量，足以破壞細(xì)胞核中的物質(zhì)，從而進(jìn)行滅菌消毒，D正確；故選D。
5．大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當(dāng)人體單位面積接收的微波功率達(dá)到時會引起神經(jīng)混亂，達(dá)到時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離約為（　　）
A．?? B．?? C．?? D．??
【答案】B
【詳解】設(shè)微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為

解得

則引起神經(jīng)混亂時有

引起心肺功能衰竭時有

所以B正確；ACD錯誤；故選B。
6．新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風(fēng)雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式體溫測量儀，通過人體輻射的紅外線測量體溫，防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保駕護(hù)航。紅外線和紫外線相比較（????）
A．紅外線的光子能量比紫外線的大
B．真空中紅外線的波長比紫外線的長
C．真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大
D．紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能
【答案】B
【詳解】A．因為紅外線的頻率小于紫外線，根據(jù)

可知紅外線的光子能量比紫外線的低，故A錯誤；B．根據(jù)

可知紅外線的波長比紫外線的波長長，故B正確；C．真空中紅外線和紫外線的傳播速度是一樣的，故C錯誤；D．光都具有偏振現(xiàn)象，故D錯誤。故選B。
7．如圖為公交車上車時刷卡的情景，當(dāng)聽到“嘀”的聲音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡內(nèi)部有電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路。刷卡時，讀卡機(jī)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波，IC卡內(nèi)的LC振蕩電路產(chǎn)生電諧振，線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是（　?。?br />
A．讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播
B．IC卡是通過X射線工作的
C．讀卡機(jī)在發(fā)射電磁波時，需要進(jìn)行調(diào)諧和解調(diào)
D．IC卡既能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波，也有向讀卡機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的功能
【答案】D
【詳解】A．電磁波能在真空中傳播，故A錯誤；B．IC卡工作肯定不是依靠X射線，X射線的輻射能量較大，長時間接觸對人體有害，故B錯誤；C．讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波到IC卡的距離很近，所以不需要進(jìn)行調(diào)諧和解調(diào)，故C錯誤；D．IC卡既能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波，也有向讀卡機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的功能，故D正確。故選D。
8．麥克斯韋在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場理論，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設(shè)：變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生磁場，即變化的電場產(chǎn)生磁場。以平行板電容器為例：圓形平行板電容器在充、放電的過程中，板間電場發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場相當(dāng)于一連接兩板的板間直導(dǎo)線通以充、放電電流時所產(chǎn)生的磁場。如圖所示，若某時刻連接電容器的導(dǎo)線具有向上的電流，則下列說法中正確的是（　　）

A．電容器正在充電
B．兩平行板間的電場強(qiáng)度E在減小
C．該變化電場產(chǎn)生順時針方向（俯視）的磁場
D．兩極板間電場最強(qiáng)時，板間電場產(chǎn)生的磁場達(dá)到最大值
【答案】A
【詳解】A．電容器內(nèi)電場強(qiáng)方向向上，下極板帶正電，根據(jù)電流的方向，正電荷正在流向下極板，因此電容器處于充電過程，A正確；B．電容器的帶電量越來越多，內(nèi)部電場強(qiáng)度越來越大，B錯誤；C．該變化電場產(chǎn)生磁場方向等效成向上的電流產(chǎn)生磁場的方向，根據(jù)右手螺旋定則可知，電場產(chǎn)生的磁場逆時針方向（俯視），C錯誤；D．當(dāng)兩極板間電場最強(qiáng)時，電容器充電完畢，回路的電流最小，因此產(chǎn)生的磁場最小，D錯誤。故選A。
二、多選題（本大題共4小題，每小題4分，共16分）
9．如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時通過霍爾元件的電流為IH，與其前后表面相連的電壓表測出的霍爾電壓UH滿足：UH＝，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離．電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略，則（）

A．霍爾元件前表面的電勢低于后表面
B．若電源的正負(fù)極對調(diào)，電壓表將反偏
C．IH與I成正比
D．電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比
【答案】CD
【詳解】試題分析：根據(jù)左手定則可以判斷出霍爾元件中的導(dǎo)電物質(zhì)所受安培力指向后表面，即將向后表面?zhèn)纫?，又由于該?dǎo)電物質(zhì)為電子，帶負(fù)電，因此后表面的電勢將低于前表面的電勢，A錯誤；若電源的正負(fù)極對調(diào)，磁場方向與圖示方向相反，同時由電路結(jié)構(gòu)可知，流經(jīng)霍爾元件上下面的電流也將反向，因此電子的受力方向不變，即前后表面電勢高低情況不變，B錯誤；由電路結(jié)構(gòu)可知，RL與R并聯(lián)后與線圈串聯(lián)，因此有：，C正確；RL消耗的電功率，顯然PL與成正比，又因為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，即B與IH成正比，電壓表的示數(shù)，則UH與成正比，所以UH與RL消耗的電功率PL成正比，D正確；故選CD．
10．LC振蕩電路中電容器兩端的電壓u隨時間t變化的關(guān)系如圖所示，則（　?。?br />
A．在t1時刻，電路中的電流最大
B．在t2時刻，電路的磁場能最大
C．t2至t3時間內(nèi)，電路的電場能不斷增大
D．t3至t4時間內(nèi)，電容器所帶的電荷量不斷增多
【答案】BC
【詳解】A．在t1時刻，電容器兩端的電壓最大，故兩極板之間的電場最強(qiáng)，電場能最大，此時磁場能最小，故在t1時刻電路中的電流為0，A錯誤；B．在t2時刻電容器兩端的電壓為0，兩極板之間的電場強(qiáng)度為0，故電場能為0，磁場能最大，B正確；C．t2~t3時間內(nèi)，電容器兩端的電壓逐漸增大，故兩極板之間的電場逐漸增強(qiáng)，則電路的電場能不斷增大，C正確；D．t3~t4時間內(nèi)，電容器兩端的電壓逐漸減小，根據(jù)Q=CU可知電容器所帶的電荷量不斷減小，D錯誤。故選BC。
11．如圖所示，華為Mate40系列手機(jī)一經(jīng)面世，受到世人追捧，除了領(lǐng)先世界的5G通訊、信息安全以外，人們還可以體驗它無線充電的科技感。右圖為無線充電原理圖，由與充電底座相連的送電線圈和與手機(jī)電池相連的受電線圈構(gòu)成。當(dāng)送電線圈通入周期性變化的電流時，就會在受電線圈中感應(yīng)出電流，從而實現(xiàn)為手機(jī)充電。在充電過程中（）

A．送電線圈中產(chǎn)生均勻變化的磁場
B．送電線圈中產(chǎn)生周期性變化的磁場
C．無線充電的原理是互感現(xiàn)象
D．手機(jī)電池是直流電源，所以受電線圈輸出的是恒定電流
【答案】BC
【詳解】AB．由于送電線圈中通入周期性變化的電流時，根據(jù)麥克斯韋理論可知送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化，A錯誤B正確；C．無線充電利用的是電磁感應(yīng)原理，所以送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞，C正確；D．周期性變化的磁場會產(chǎn)生周期性變化的電場，輸出不是恒定電流，D錯誤。故選BC。
12．2020年在抗擊新冠肺炎疫情的戰(zhàn)役中，為了發(fā)現(xiàn)高危人群中的疑似病人，通常利用紅外線測量人體的溫度。關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說法正確的是（　?。?br /> A．紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長最長
B．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度較低的物體不能輻射紅外線
C．麥克斯韋第一次通過實驗驗證了電磁波的存在
D．X射線片可以用于診斷病情，γ射線可以摧毀病變的細(xì)胞
【答案】AD
【詳解】A．由電磁波譜可知，紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長最長，A正確；B．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，一切物體都能輻射紅外線，B錯誤；C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并建立了完整的電磁場理論，赫茲第一次用實驗驗證了電磁波的存在，C錯誤；D．X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體，γ射線有極強(qiáng)的穿透能力和很高的能量，可以摧毀病變的細(xì)胞，D正確。故選AD。
三、實驗題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
13．如圖所示，感應(yīng)圈G上裝兩根帶有球形電極的銅管a、b構(gòu)成發(fā)射天線，兩球的間隙約0.5cm。將一根導(dǎo)線彎成環(huán)狀，導(dǎo)線兩端安裝兩個小金屬球。其間留有空隙，將導(dǎo)線固定到絕緣支架B上靠近感應(yīng)線圈放置。讓感應(yīng)線圈工作，當(dāng)電火花在銅管a、b上兩個金屬球間跳動時，支架B上導(dǎo)線環(huán)兩端的兩個小球間也有電火花跳動。據(jù)此回答下列問題。

（1）人類歷史上，首先捕捉到電磁波的科學(xué)家是___________。
（2）對于這一實驗現(xiàn)象的解釋如下，請完成其中的填空。
①感應(yīng)線圈本質(zhì)上是一個變壓器，它利用___________將低壓交流電變成數(shù)千伏的高電壓，由于銅管a、b上兩球間的電壓很高，間隙中電場___________，空氣分子被電離，從而形成一個導(dǎo)電通路。
②當(dāng)電火花在銅管a、b上的兩個金屬球間跳動時，必定建立了一個迅速變化的電磁場。這種變化的電磁場以___________的形式在空間快速傳播。當(dāng)其經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時，迅速變化的電磁場在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出___________，擊穿導(dǎo)線環(huán)中的空氣，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了電火花。
③在此實驗中，感應(yīng)圈及金屬棒構(gòu)成了電磁波的___________，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的___________。
【答案】???? 赫茲???? 電磁感應(yīng)???? 很強(qiáng)???? 電磁波???? 感應(yīng)電動勢???? 發(fā)射器???? 檢測器
【詳解】（1）[1]建立完整的電磁場理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是麥克斯韋，而首先證實電磁波存在，并捕捉到電磁波的科學(xué)家是赫茲；
（2）當(dāng)火花在感應(yīng)圈兩個金屬球間跳動時，必定建立一個快速變化的電磁場．這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間快速傳播，當(dāng)電磁波經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時，迅速變化的電磁場在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，使得導(dǎo)線環(huán)的兩個小球間也產(chǎn)生了火花．在赫茲實驗中，感應(yīng)圈成了電磁波發(fā)射器，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的檢測器．
①[2][3]可知，感應(yīng)線圈本質(zhì)上是一個變壓器，它利用電磁感應(yīng)將低壓交流電變成數(shù)千伏的高電壓．由于a、b管上兩球間的電壓很高，間隙中電場很強(qiáng)，空氣分子被電離，從而形成一個導(dǎo)電通路；②[4][5]當(dāng)電火花在a、b管上兩個金屬球間跳動時，必定建立一個迅速變化的電磁場，這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間快速傳播，當(dāng)其經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時，迅速變化的電磁場在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，擊穿導(dǎo)線環(huán)中的空氣，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了電火花；③[6][7]在此實驗中，感應(yīng)圈及金屬棒構(gòu)成了電磁波的發(fā)射器，導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的檢測器。
14．某同學(xué)嘗試把一個靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有：靈敏電流表（待改裝），學(xué)生電源（電動勢為E，內(nèi)阻不計），滑動變阻器，單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干，導(dǎo)熱性能良好的防水材料，標(biāo)準(zhǔn)溫度計，PTC熱敏電阻R1（PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關(guān)系為Rt=a+kt，a＞0，k＞0）．
設(shè)計電路圖如圖所示，并按如下步驟進(jìn)行操作．

（1）按電路圖連接好實驗器材________．
（2）將滑動變阻器滑片P滑到__________（填“a”或“b”）端，單刀雙擲開關(guān)S擲于________（填“c”或“d”）端，調(diào)節(jié)滑片P使電流表滿偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不動，設(shè)此時電路總電阻為R，斷開電路．
（3）容器中倒入適量開水，觀察標(biāo)準(zhǔn)溫度計，每當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度計示數(shù)下降5℃，就將開關(guān)S置于d端，并記錄此時的溫度t和對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，然后斷開開關(guān)．請根據(jù)溫度表的設(shè)計原理和電路圖，寫出電流與溫度的關(guān)系式I=________（用題目中給定的符號）．
（4）根據(jù)對應(yīng)溫度記錄的電流表示數(shù)，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表．根據(jù)改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點是：低溫刻度在________（填“左”或“右”）側(cè)，刻度線分布是否均勻？______（填“是”或“否”）．
【答案】???? （2）a???? c???? 滿偏（或指針到最大電流刻度）；???? （3）；???? （4）右，???? 否
【詳解】（2）根據(jù)實驗的原理可知，需要先選取合適的滑動變阻器的電阻值，結(jié)合滑動變阻器的使用的注意事項可知，開始時需要將滑動變阻器滑片P滑到 a端，乙保證電流表的使用安全；然后將單刀雙擲開關(guān)S擲于 c端，調(diào)節(jié)滑片P使電流表滿偏，設(shè)此時電路總電阻為R，斷開電路．
（3）當(dāng)溫度為t時，熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關(guān)系為：R1=a+kt，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得，
（4）由上式可知，溫度越高，電流表中的電流值越小，所以低溫刻度在表盤的右側(cè)；由于電流與溫度的關(guān)系不是線性函數(shù)，所以表盤的刻度是不均勻的．
四、計算題（本大題共2小題，每小題16分，共32分）
15．如圖所示的電路中，電容器的電容C＝1 μF，線圈的自感系數(shù)L＝0.1 mH，先將開關(guān)S撥至a，這時電容器內(nèi)有一帶電油滴恰能保持靜止，然后將開關(guān)S撥至b，求：（g取10 m/s2，π取3.14，研究過程中油滴不與極板接觸）
（1）至少經(jīng)過多長時間，油滴的加速度最大？
（2）當(dāng)油滴的加速度為何值時，LC回路中的磁場能最大？

【答案】（1）3.14×10－5 s；（2）10 m/s2
【詳解】（1）當(dāng)S撥至a時，油滴受力平衡，可知油滴帶負(fù)電。
當(dāng)S撥至b時，LC回路中有電流，其振蕩周期為
T＝2π＝2×3.14×s＝6.28×10－5 s
當(dāng)電容器恰好反向充電結(jié)束時，油滴所受靜電力向下且最大，此時油滴受到的合力最大，加速度最大，至少經(jīng)過的時間為
t＝＝3.14×10－5 s
（2）LC回路中的磁場能最大時，電流最大，電容器所帶電荷量為0，油滴只受重力作用，油滴的加速度為
g＝10 m/s2
16．某居住地A位于某山脈的一側(cè)，山脈的另一側(cè)P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖所示，該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400kHz的中波和頻率為400MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為。
（1）求該中波和微波的波長。
（2）發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的？請說明理由。
（3）若兩種波的接收效果不同，請說明哪一種波的接收效果更好、為什么？

【答案】(1)，0.75m；(2)見詳解；(3)見詳解
【詳解】(1)由

則中波的波長為

微波的波長

(2)發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過衍射后到達(dá)居住地A處，若是干涉則必須頻率相同，明顯不可能是干涉現(xiàn)象，所以電磁波是經(jīng)過波的衍射后繞過高山，到達(dá)居住地A處。
(3)要發(fā)生明顯的波衍射現(xiàn)象，則波長必須與阻礙物尺寸差不比，所以兩種波的接收效果明顯不同，波長越長的波接收效果更好，因此中波接收效果更好。

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