第十四章 电磁波 单元质量评估四Word文档下载推荐.docx
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=
时电容器充电完毕,此时电流为零但变化最快,线圈L的感应电动势最大,B正确。
t=π
时电容器放电完毕,通过线圈L的电流最大,方向向左,两极板间电压为零,故C对,D错。
【总结提升】LC回路的特点分析
(1)电磁振荡的过程是电场能与磁场能周期性转化的过程,在振荡电流一个周期中,电场能和磁场能完成一个周期的转化。
(2)电磁振荡中的电场能储存在电容器内,由极板上电荷量的多少决定;
磁场能储存在电感线圈内,由电路中的电流强度决定。
(3)电流强度取决于极板上电荷量的变化率,而不是电荷量的多少,极板上电荷量最多时,变化率为零,电流最小;
极板上电荷量最少时,变化率最大,电流最大。
(4)振荡过程中,极板上的电荷量与两极板间的电压也做周期性变化,每一瞬间极板上的电荷量与电容间的关系都满足Q=CU。
(5)振荡过程中,因为在电路的电阻上要产生热量而损失一部分能量,同时电路还要向外辐射能量,使LC电路中的能量很快消失而停止振荡,所以要维持振荡必须不断地给电路补充能量。
3.调制的主要作用是( )
A.使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变
B.把需要的电信号从高频振荡中取出来
C.选择要接收的电台
D.发生电谐振
【解析】选A。
调制是发射电磁波之前的工作,调制的主要作用是使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变。
4.关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )
A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的
C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的
D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线
【解析】选A、B。
波长越长的无线电波波动性越显著,干涉、衍射现象越易发生,选项A对;
从电磁波产生的机理可知红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的,γ射线是原子核受激发后产生的,选项B对,C错;
不论物体温度高低如何都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐射的红外线越强,选项D错。
【易错提醒】解答本题的两个易错点:
(1)误认为温度低的物体不会辐射红外线。
(2)误认为γ射线是原子的内层电子受激发后产生的。
5.在LC振荡电路中,t1和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示,若t2-t1=
,则下列说法中正确的是( )
A.在t1时刻电容器正在充电
B.在t2时刻电容器正在充电
C.在t1时刻电路中的电流处在增大状态
D.在t2时刻电路中的电流处在增大状态
【解题指南】解答本题时可按以下步骤进行:
(1)由磁感线的方向判断t1、t2时刻线圈中感应电流的方向。
(2)将电流的方向与电容器两个极板所带电荷的电性结合起来,判断电容器是在充电还是在放电。
(3)由电容器的充、放电状态判断电流的变化情况。
由题图可判断:
t1时刻正在放电,电流应处在增大状态;
t2时刻正在充电,电流应处在减小状态;
故选项B、C正确,选项A、D错误。
6.太赫兹辐射是指频率大于0.3THz(1THz=1012Hz),波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射,辐射所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景。
最近,科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4THz的T射线激光器,从而使T射线的有效利用成为现实。
关于4.4THz的T射线下列说法中正确的是( )
A.它的波长比可见光长
B.它是原子内层电子受激发产生的
C.与红外线相比,T射线更容易发生衍射现象
D.与X射线相比,T射线更容易表现出粒子性
【解析】选A、C。
电磁波中波长从长到短依次是:
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
由已知条件,T射线介于无线电波和红外线之间,可见它的波长比可见光长,A对;
原子内层电子受激发产生的是X射线,B错;
波长越长的电磁波,更容易表现出波动性,所以C对,D错。
7.下列设备的运行与电磁波无关的是( )
A.医院里,医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况
B.“嫦娥一号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球
C.汽车上安装有GPS(全球卫星定位系统)以确定行驶路线和距离
D.在汶川大地震发生后救灾人员利用卫星电话恢复了与外界的通讯联系
医院里的B超是利用超声波的物理特性进行分析和治疗。
故选项A错误。
8.下列关于无线电广播对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( )
A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C.经过调制后的电磁波在空间传播波长可能不变
D.经过调制后的电磁波才能把我们要告知对方的信号传递出去
调制是把要求发射的信号“加”到高频等幅振荡电流上去,频率更高,传播信息能力更强,A正确;
所有电磁波在空气中均以接近光速传播,B错误;
电磁波在传播过程中频率不变,传播速度和波长会发生变化,C错误;
不经调制的讯号也能传播出去,但传播能力差,D错误。
9.关于电磁波的接收,下列说法正确的是( )
A.当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B.当处于电谐振时,只有波接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C.由调谐电路接收的感应电流,再经过耳机就可以听到声音了
D.由调谐电路接收的感应电流,再经过检波、放大,通过耳机才可以听到声音
【解析】选A、D。
当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流,只不过频率跟电谐振电路固有频率相等的电磁波,在接收电路中激发的感应电流最强,故A正确、B错误;
由调谐电路接收到的感应电流,要再经过检波、放大,通过耳机才能听到声音,C错误、D正确。
10.在LC振荡电路中,电容器放电时间取决于( )
A.充电电压的大小
B.电容器储电量的多少
C.自感L和电容C的数值
D.回路中电流的大小
【解析】选C。
放电时间等于四分之一个振荡周期,即t=
,所以放电时间取决于自感L和电容C,故选项C正确。
11.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。
在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。
某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是( )
A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
【解析】选A、B、C。
波速公式适用于任何波,A正确。
干涉和衍射是波的特性,B正确。
电磁波可以在真空中传播,但机械波不能在真空中传播,C正确。
电磁波是电磁场传播形成的。
在传播过程中电场强度E和磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直,所以电磁波为横波,故D错误。
12.如图所示,一束太阳光入射到三棱镜上,通过三棱镜后在另一侧的光屏MN上ad之间形成彩色光带。
以下说法中正确的是( )
A.入射到ad区域的彩色光带,在光屏上自上而下形成紫色到红色的顺序
B.所有入射到ad区域的各种单色光相比较,在光屏上越靠近a的单色光在三棱镜中的传播速度越小
C.若在光屏上pd区域不同位置放置灵敏温度探测器,越靠近d点的温度探测器升温越快
D.若在光屏上pd区域不同位置放置灵敏温度探测器,在pa区域靠近a点的温度探测器比靠近d点的温度探测器升温快
【解析】选D。
太阳光照射到三棱镜上发生色散时,因红光的折射率最小,紫色的折射率最大,所以红光在a处,紫光在d处,A错误;
越靠近a处的单色光,折射率越小,由n=
可知,对应的光速越大,B错误;
落在pa区域的光是红外线,它的显著作用是热效应,故将灵敏温度探测器放在a点附近比放在d点附近升温快,所以C错误,D正确。
二、计算题(本大题共4小题,共40分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20cm,每秒钟脉冲数n=5000,每个脉冲持续时间t=0.02μs,问电磁波的振荡频率为多少?
最大的侦察距离是多少?
【解析】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f=
,代入数据可得电磁波的振荡频率为1.5×
109Hz。
(3分)
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s=cΔt=c(
-t)=3×
108×
(
-0.02×
10-6)m≈6×
104m (4分)
所以,雷达的最大侦察距离
s′=
=3×
104m=30km。
答案:
1.5×
109Hz 30km
14.(10分)飞机失事后,为了分析事故的原因,必须寻找黑匣子,而黑匣子在30天内能以37.5kHz的频率自动发出信号,人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。
那么黑匣子发出的电磁波波长是多少?
若接收电路是由LC电路组成的,其中该接收装置里的电感线圈L=4.0mH,此时产生电谐振的电容多大?
【解析】由v=λf得:
λ=
m=8000m (2分)
由公式f=
得:
C=
F=4.5×
10-9F (2分)
8000m 4.5×
10-9F
15.(10分)波长分别为290m、397m、566m的无线电波同时传向收音机的接收天线,当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时,
(1)哪种波长的无线电波在收音机中激起的感应电流最强?
(2)如果想接收到波长为290m的无线电波,应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些,还是旋出一些?
【解析】
(1)根据c=fλ得:
当λ1=290m时,f1=1034kHz(1分)
当λ2=397m时,f2=756kHz(1分)
当λ3=566m时,f3=530kHz(1分)
所以波长为397m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强。
(2分)
(2)要接收波长为290m的无线电波,应增大调谐电路的固有频率。
知,应把调谐电路中可变电容器中的动片旋出一些。
(5分)
(1)波长为397m的无线电波
(2)旋出一些
16.(10分)如图所示,由板长l=20cm、板间距离d=2cm的平行板电容器电容C=
F和线圈电感L=4×
10-4H组成一振荡电路,电源电动势E=10V,设有比荷为105∶1的带电粒子(不计重力),沿电容器中心轴线飞入,当开关S在1处时,粒子恰好从电容器的下极板的边缘飞出,当开关S接到2处时:
(1)试判断飞入电容器的粒子在t=2×
10-6s时刻是否碰到极板。
(2)求t=2×
10-6s时刻粒子的速度。
(1)S在1处时,粒子在电容器中沿水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,对应表达式为l=vt0 ①(1分)
a
②(1分)
a=
③(1分)
由①②③解得
t0=2×
10-5s,v=1.0×
104m/s。
(1分)
当S接到2处时,电容器内形成按余弦规律变化的振荡电路,周期为T=2π
=4×
10-6s。
粒子在竖直方向上在第一个
内加速向下运动,第二个
内减速向下运动,在
时,粒子在竖直方向上的末速度为零。
平均加速度
<
a,运动的时间
t0,故位移
s′<
,粒子不会打到下极板上。
(2)粒子在水平方向做匀速直线运动。
又由于t=
,粒子在竖直方向速度为零,故经t=2×
10-6s时粒子的速度为1.0×
104m/s,方向水平向右。
(1)不会
(2)1.0×
104m/s,方向水平向右
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- 第十四章 电磁波 单元质量评估四 第十四 单元 质量 评估