
單選題:
1.如圖所示,家用微波爐中使用的微波頻率為2450 MHz,則它的波長是( )
A.1.2×10-1 mB.7.35×10-17 m
C.1.2×10-4 mD.7.35×10-11 m
【答案】A
【解析】微波的波長為。
故選A。
2.某同學(xué)自己繞制天線線圈,制作一個(gè)簡單的收音機(jī),用來收聽中波無線電廣播,初步制作后發(fā)現(xiàn)有一個(gè)頻率最高的中波電臺收不到,但可以接收其他中波電臺,適當(dāng)調(diào)整后,去戶外使用,假設(shè)空間中存在波長分別為290m、397m、566m的無線電波,下列說法正確的是( )
A.為了能收到頻率最高的中波電臺。應(yīng)增加線圈的匝數(shù)
B.為更好接收290m的無線電波,應(yīng)把收音機(jī)的調(diào)諧頻率調(diào)到756kHz
C.使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做解調(diào)
D.為了能接收到長波,應(yīng)把電路中電容器的電容調(diào)大一點(diǎn)
【答案】D
【解析】A.為了能收到頻率最高的中波電臺,應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率,根據(jù)可知應(yīng)減少線圈的匝數(shù),故A錯(cuò)誤;
B.為更好接收290m的無線電波,應(yīng)把收音機(jī)的調(diào)諧頻率調(diào)到,故B錯(cuò)誤;
C.使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧,故C錯(cuò)誤;
D.為了能接收到長波,即接收到頻率更低的電磁波,根據(jù)可知,應(yīng)把電路中電容器的電容調(diào)大一點(diǎn),故D正確。
故選D。
3.電磁波譜家族有眾多的成員。關(guān)于電磁波的應(yīng)用,下列說法不正確的是( )
A.電磁爐是利用電磁波來工作的
B.微波爐是利用電磁波的能量來快速煮熟食物的
C.雷達(dá)是利用電磁波的反射來偵測目標(biāo)的
D.夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的
【答案】A
【解析】A.電磁爐是利電磁感應(yīng)原理和電流的熱效應(yīng)來工作的,故A錯(cuò)誤,符合題意;
B.微波時(shí)電磁波的一部分,食物分子在微波的作用下劇烈震動(dòng),內(nèi)能增大,溫度升高,達(dá)到加熱的目的,故B正確,不符合題意;
C.雷達(dá)是利用電磁波的反射來偵測目標(biāo)的,故C正確,不符合題意;
D.不同溫度的物體發(fā)出的紅外線特征不同,夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的,故D正確,不符合題意。
故選A。
4.新冠病毒會引起體溫升高、肺炎等癥狀,人們往往通過紅外測溫技術(shù)和X射線透視技術(shù)來檢測病情。下列說法正確的是( )
A.紅外測溫技術(shù)利用了紅外線的熒光效應(yīng)
B.使用紅外體溫計(jì)測溫時(shí)一定要與人體接觸
C.X射線可以透視是因?yàn)樗牟ㄩL較長,容易發(fā)生明顯衍射,可以繞過人體繼續(xù)傳播
D.X射線可以透視是因?yàn)樗軌虼┩肝镔|(zhì),所以可用來檢查人體內(nèi)部器官
【答案】D
【解析】A.紅外測溫技術(shù)利用了紅外線的熱效應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B.紅外體溫計(jì)測溫是通過接收人體輻射的紅外線進(jìn)行測溫,故使用過程中不需要與人體接觸,故B錯(cuò)誤;
CD.X射線可以透視是因?yàn)槠溆休^強(qiáng)的穿透能力,醫(yī)學(xué)上檢查人體內(nèi)部器官和透視人體,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
5.2022年在防控新型冠狀病毒肺炎疫情期間,在機(jī)場、車站等交通出入口,使用了紅外線熱像儀。紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測出經(jīng)過它時(shí)的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播。關(guān)于紅外線熱像儀,下列說法正確的是( )
A.選擇紅外線進(jìn)行檢測,主要是因?yàn)榧t外線能量小,可以節(jié)約能量
B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測
C.紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用
D.紅外線熱像儀根據(jù)物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同的原理來檢測體溫
【答案】D
【解析】一切物體均能發(fā)出紅外線,因此選擇紅外線進(jìn)行檢測,與其能量大小沒有關(guān)系,故A錯(cuò)誤。紅外線熱像儀通過接收人體發(fā)出的紅外線來檢測溫度,故B錯(cuò)誤。紫外線具有殺菌作用,紅外線能量相比紫外線小得多,沒有殺菌作用,故C錯(cuò)誤。一切物體都能發(fā)射紅外線,且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同,紅外線熱像儀就是根據(jù)此原理來檢測體溫的,故D正確。
故選D。
6.關(guān)于某LC振蕩電路中電流隨時(shí)間的變化圖像如圖所示,以下說法正確的是( )
A.t1時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大
B.t2時(shí)刻電容器兩極板間電壓為零
C.t1時(shí)刻電路中只有電場能
D.t1時(shí)刻電容器所帶電荷量為零
【答案】D
【解析】電流i最大時(shí),說明磁場最強(qiáng),磁場能最大,電場能為零,電壓、電荷量均為零,A、C錯(cuò)誤;t2時(shí)刻充電完畢,電流為0,電容器電壓最大,B錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
7.如圖所示,i-t圖像表示LC振蕩電流隨時(shí)間變化的規(guī)律,在t=0時(shí)刻,電路中電容器的M板帶正電,在某段時(shí)間里,電路的磁場能在減少,而M板仍帶正電,則這段時(shí)間對應(yīng)圖像中( )
A.Oa段 B.a(chǎn)b段
C.bc段D.cd段
【答案】D
【解析】由振蕩電流隨時(shí)間變化圖像可得,在t=0時(shí)刻,電容器開始放電,電路中電容器的M板帶正電,故電流方向逆時(shí)針為正方向;某段時(shí)間里,電路的磁場能在減少,說明電路中的電流在減小,是電容器的充電過程,此時(shí)M板帶正電,說明此時(shí)電流方向順時(shí)針方向?yàn)樨?fù),符合電流減小且為負(fù)值的只有cd段,故D項(xiàng)正確。
故選D。
8.LC振蕩電路中,某時(shí)刻的磁場方向如圖所示,則錯(cuò)誤的是( )
A.若磁場正在減弱,則電容器正在充電,電流由b向a
B.若磁場正在減弱,則電場能正在增大,電容器上極板帶負(fù)電
C.若磁場正在增強(qiáng),則電場能正在減小,電容器上極板帶正電
D.若磁場正在增強(qiáng),則電容器正在充電,電流方向由a向b
【答案】D
【解析】若磁場正在減弱,則電流在減小,是充電過程,電場能增大,根據(jù)安培定則可確定電流由b向a,上極板帶負(fù)電,故選項(xiàng)A、B正確;若磁場正在增強(qiáng),則電流在增大,是放電過程,電場能正在減小,根據(jù)安培定則,可判斷電流由b向a,上極板帶正電,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
故選D。
9.聲吶能發(fā)射超聲波,雷達(dá)能發(fā)射電磁波,超聲波和電磁波相比較,下列說法正確的是( )
A.超聲波與電磁波傳播時(shí),都向外傳遞了能量
B.超聲波與電磁波都既可以在真空中傳播,又可以在介質(zhì)中傳播
C.在空氣中傳播的速度與在其他介質(zhì)中傳播速度相比,均是在空氣中傳播時(shí)具有較大的傳播速度
D.超聲波與電磁波相遇時(shí)可能會發(fā)生干涉
【答案】A
【解析】超聲波與電磁波傳播時(shí),都向外傳遞了能量、信息,A正確;聲吶發(fā)出的超聲波是機(jī)械波,不可以在真空中傳播,B錯(cuò)誤;機(jī)械波在空氣中傳播時(shí)速度較小,在其他介質(zhì)中傳播時(shí)速度大,而電磁波恰好相反,C錯(cuò)誤;超聲波和電磁波不是同一類波,不可能發(fā)生干涉,D錯(cuò)誤。
故選A。
多選題:
10.為了方便交通出行出現(xiàn)了一種新型共享單車,如圖甲所示,這種單車外觀結(jié)構(gòu)簡單,沒有鏈條,但單車質(zhì)量比普通自行車大,達(dá)到了25 kg。如圖乙所示,單車的車鎖內(nèi)集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等,便于監(jiān)控單車在路上的具體位置,實(shí)現(xiàn)防盜。同時(shí)手機(jī)App上有定位系統(tǒng),也能隨時(shí)了解單車的實(shí)時(shí)位置;手機(jī)還可以通過掃描二維碼自動(dòng)開鎖,關(guān)鎖后App就顯示計(jì)時(shí)、計(jì)價(jià)等信息。此外,單車能夠在騎行過程中為車內(nèi)電池充電,滿足定位和自動(dòng)開鎖等過程中的用電。根據(jù)以上信息可知下列說法正確的是( )
A.該單車比普通自行車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易改變
B.該單車某個(gè)時(shí)刻的準(zhǔn)確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位的
C.該單車是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)充電的
D.該單車和手機(jī)之間是利用電磁波傳遞信息的
【答案】BCD
【解析】體的質(zhì)量越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變,故A錯(cuò)誤;單車某個(gè)時(shí)刻的準(zhǔn)確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位的,故B正確;單車在運(yùn)動(dòng)過程中通過電磁感應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能從而實(shí)現(xiàn)充電,故C正確;單車和手機(jī)之間沒有電路連接,是利用電磁波傳遞信息的,故D正確。
故選:BCD。
11.我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)造了新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1~10 m范圍內(nèi),則對該無線電波的判斷正確的是( )
A.米波的頻率比厘米波頻率低
B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播
C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象
D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象
【答案】AC
【解析】米波比厘米波的波長長,故米波的頻率較低,A正確。米波雷達(dá)發(fā)射的是無線電波,可在真空中傳播,同光波一樣會發(fā)生反射、干涉、衍射等現(xiàn)象,B、D錯(cuò)誤,C正確。
故選:AC。
12.如圖所示,將開關(guān)S由b扳到a開始計(jì)時(shí),在電流振蕩了半個(gè)周期時(shí),電路中( )
A.電容器C里的電場強(qiáng)度最強(qiáng),場強(qiáng)方向向上
B.線圈L周圍磁場最強(qiáng)
C.線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
D.電場能即將向磁場能轉(zhuǎn)化
【答案】ACD
【解析】開關(guān)S與b接通給電容器充電,再與a接通,電容器通過線圈放電;經(jīng)過eq \f(T,2)時(shí),正是電容器反向充電完畢時(shí)刻,此時(shí)電容器下極板帶正電,場強(qiáng)方向向上,A項(xiàng)正確。線圈中電流為零,故B錯(cuò)誤,C正確。此后電容器又將放電即由電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,D正確。
故選:ACD。
13.如圖甲所示的LC電路中,保持L不變,改變電容器的電容,回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
A.圖甲時(shí)刻回路中的磁場能正在變大
B.曲線2對應(yīng)的電容為曲線1對應(yīng)的電容的2倍
C.曲線2對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量與曲線1對應(yīng)的電容器所帶的最大電荷量相等
D.曲線2對應(yīng)的電流最大時(shí),曲線1對應(yīng)的電流也一定最大
【答案】AD
【解析】A.圖甲中對線圈應(yīng)用安培定則可知,電流從電容器的上極板流出,則電容器正在放電,電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,則回路中的磁場能正在變大,A正確;
B.由圖乙可知,曲線2的振蕩周期為曲線1的2倍,根據(jù)公式可知,曲線2對應(yīng)的電容為曲線1對應(yīng)的電容的4倍,B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)電容的定義式可得
由于改變電容器的電容前后電容器兩端的最大電壓相同,且曲線2對應(yīng)的電容為曲線1對應(yīng)的電容的4倍,可知曲線2對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量是曲線1對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量的4倍,C錯(cuò)誤;
D.曲線2對應(yīng)的電流最大時(shí),電容器兩端的電壓為0,由圖乙可知此時(shí)曲線1對應(yīng)的電容器兩端的電壓也為0,即曲線1對應(yīng)的電流也最大,D正確。
故選:AD。
14.下列說法中正確的是( )
A.新冠肺炎診斷中,要用X光掃描肺部,是因?yàn)樵陔姶挪ㄖ蠿光的穿透能力最強(qiáng)
B.用 射線照射作物種子,使種子內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異,培育優(yōu)良品種
C.微波有很強(qiáng)的熱效應(yīng),所以用微波爐加熱食物
D.一切物體都在輻射紅外線,這種輻射與物體的溫度有關(guān)
【答案】BD
【解析】A.醫(yī)院用X光進(jìn)行透視,是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透能力較強(qiáng)的,γ射線的穿透能力最強(qiáng),A錯(cuò)誤;
B. 射線具有很高的能量,可以用來培育優(yōu)良品種,B正確;
C.微波幾乎沒有熱效應(yīng),C錯(cuò)誤;
D.一切物體都在輻射紅外線,這種輻射與物體的溫度有關(guān),D正確。
故選:BD。
15.下列說法正確的是( )
A.LC振蕩回路中,振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半
B.LC振蕩回路中,振蕩電流為零時(shí),電場能為零
C.在電磁波接收過程中,把聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調(diào)制
D.電視信號的發(fā)射、接收過程為:景物→電信號→電磁波→電信號→圖像
【答案】AD
【解析】AB.LC振蕩回路中,振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半,振蕩電流為零時(shí),電容器所帶電荷量最大,電場能最大,A正確,B錯(cuò)誤;
C.在電磁波接收過程中,把聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫解調(diào),C錯(cuò)誤;
D.由無線電波的發(fā)射、接收過程知,D正確。
故選:AD。
16.以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日,中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀(jì)錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進(jìn)行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換,如圖所示。下列說法正確的是( )
A.“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波
B.“奮斗者”號與“滄?!碧柾ㄐ诺男畔⑤d體屬于橫波
C.“探索一號”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信可以通過機(jī)械波實(shí)現(xiàn)
D.“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程
【答案】BD
【解析】A.由題知,“奮斗者”號與“探索一號”通信是通過水聲音通信,由下而上,故信息載體屬于縱波,故A錯(cuò)誤;
B.由題知,“奮斗者”號與“滄?!碧柾ㄐ攀峭ㄟ^水聲音通信,由左向右,故信息載體屬于橫波,故B正確;
C.因?yàn)樘罩袥]有介質(zhì),故機(jī)械波無法傳播,所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信只能通過電磁通信來實(shí)現(xiàn),故C錯(cuò)誤;
D.在傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程,故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程,故D正確。
故選:BD。
計(jì)算題:
17.實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器,其電容C=1μF。在兩極板帶有一定電荷量時(shí),發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個(gè)自感系數(shù)L=0.1mH的電感器,現(xiàn)連成如圖所示的電路,試分析以下兩個(gè)問題:(重力加速度為g)
(1)從S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過2π×10-5 s時(shí),電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少?(假設(shè)此時(shí)粉塵未到達(dá)極板)
(2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時(shí),線圈中電流最大?
【答案】(1)0;(2)g
【解析】(1)LC振蕩電路的周期為
因此t=2π×10-5 s時(shí),LC振蕩電路恰好經(jīng)歷一個(gè)周期,此時(shí)電容器兩極板間場強(qiáng)的大小、方向均與初始時(shí)刻相同,所以此時(shí)粉塵所受合外力為0,加速度大小為0。
(2)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(dāng)電流最大時(shí),兩極板的電荷量為零,極板間電場強(qiáng)度為零,此時(shí)粉塵只受重力,其加速度大小為g。
18.飛機(jī)失事后,為了分析事故的原因,必須尋找黑匣子,而黑匣子在前30天內(nèi)能以37.5 kHz的頻率自動(dòng)發(fā)出信號,人們可利用探測儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號來確定黑匣子的位置。那么黑匣子發(fā)出的電磁波波長是多少?若接收電路是由LC電路組成的,其中該接收裝置里的電感線圈L=4.0 mH,此時(shí)產(chǎn)生電諧振的電容多大?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】8 000 m 4.5×10-9 F
【解析】由公式v=λf得
λ=eq \f(v,f)=eq \f(3×108,37.5×103) m=8 000 m,
再由公式f=eq \f(1,2π\(zhòng)r(LC))得
C=eq \f(1,4π2f2L)
=eq \f(1,4×?3.14?2×?37.5×103?2×4×10-3) F
≈4.5×10-9 F。
19.麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場的動(dòng)力學(xué)理論》一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性,即光是電磁波。一單色光在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播,某時(shí)刻電場橫波圖像如圖所示,求該光波的頻率。
【答案】5×1014 Hz
【解析】設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v,波長為λ,頻率為f,則f=eq \f(v,λ)①
v=eq \f(c,n)②
聯(lián)立①②式得f=eq \f(c,nλ)
從波形圖上讀出波長λ=4×10-7 m,代入數(shù)據(jù)得
f=5×1014 Hz。
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