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1、第十四章 电磁波单元测评第十四章 电磁波单元测评 本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。 满分 100 分， 考试时间 90 分钟。 第卷 第卷 (选择题，共选择题，共 40 分分) 一、选择题(16 为单选，710 为多选，每小题 4 分，共 40 分) 1首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是 ( ) A法拉第 B赫兹 C安培 D奥斯特 答案答案 B 解析解析 由物理史实可知 B 正确。 2关于电磁波，下列说法正确的是( ) A雷达是用 X 光来测定物体位置的设备 B使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会
2、发出可见光 D变化的电场可以产生磁场 答案答案 D 解析解析 本题考查各种电磁波的特性及麦克斯韦电磁场理论，意在考查考生对 基本知识的理解和识记。雷达是利用微波来定位的，A 错误；使电磁波随各种信 号而改变的技术叫调制，B 错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C 错误；根据麦 克斯韦电磁场理论，变化的电场会产生磁场，D 正确。 3关于电磁波传播的速度表达式 vf，下列说法中正确的是( ) A波长越长，传播速度就越大 B频率越高，传播速度就越大 C发射能量越大，传播速度就越大 D电磁波的传播速度与传播介质有关 答案答案 D 解析解析 电磁波的传播速度与频率和介质有关，D 正确。 4如图是 LC 振
3、荡电路中电流随时间变化的图象， 规定回路中顺时针电流为正，在 t时刻对应的电路 3T 4 是图中的( ) 答案答案 B 解析解析 由题图则在 t时，电流为零，C、D 错误；在该时刻之前，回路中 3T 4 电流为负值， 即逆时针方向， 也就是说， 该时刻是逆时针向电容器充电完毕的时刻， 则电容器上极板带正电，B 正确。 5实际发射无线电波的过程如图(1)所示。高频振荡器产生高频等幅振荡如图 (2)甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图(2)乙所示。根据以上图象，发射 出去的电磁波图象应是下列图中哪一个( ) 答案答案 B 解析解析 由调幅原理可知 B 正确。 6我国进行第三次大熊猫普查时，首次
4、使用了全球卫星定位系统和 RS 卫星 红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等， 红外遥感利用了红外线的( ) A平行性好 B相干性 C反射性能好 D波长大，易衍射 答案答案 D 解析解析 红外线的波长较长，衍射现象明显，易透过云雾、烟尘，因此被广泛 应用于红外遥感和红外高空摄影，故只有 D 正确。 7关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是( ) A为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 B为了使振荡电路有效地向外辐射能量，必须是开放电路 C当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的 振荡电流最强 D要使电视机的屏上有图像，必须
5、要有检波过程 答案答案 BCD 解析解析 由电磁波的发射与接收可知 B、C、D 正确。 8为了有效地把磁场的能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间，除了用 开放的电路，还有行之有效的办法是( ) A增大电容器极板间的距离 B减小电容器极板的面积 C减小线圈的匝数 D采用低频振荡电流 答案答案 ABC 解析解析 实行开放电路和提高辐射频率是发射电磁波的两种有效方法。由 f 、C可知，A、B、C 正确。 1 2 LC rS 4kd 9关于手机和 BP 机，下列说法中正确的是( ) A随身携带的移动电话(手机)内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装 置 B随身携带的移动电话(手机)内，既有无线电接
6、收装置，又有无线电发射装 置 C两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话 D无线电寻呼机(BP 机)内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置 答案答案 BCD 解析解析 移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置。由于移动电话 发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话。BP 机只有接收装置，而无发射装置。故 B、C、D 正确。 10近年来高速发展的 PDP(Plasma Display Panel)等离子显示屏，可以制造出 大屏幕悬挂式彩色电视机，使电视机屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳， 而本身的厚度只有8 cm左右。 等离子显示屏PDP是一
7、种以等离子管作为发光元件， 并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕。每个等离子管的透明玻璃管内都充 有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在 管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色 荧光粉发出可见光，每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化 的组合，便形成了各种灰度和色彩的图像，则( ) A 等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受 到激发而发光 B 等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受 到激发而发光 C该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应 D该射线使荧光粉发出
8、可见光是利用了光的化学作用 答案答案 AC 解析解析 根据紫外线的产生机理、特点及应用可知某种看不见的射线使荧光粉 发光，看不见的射线是紫外线。使荧光粉发光，这是紫外线的荧光效应。紫外线 作为电磁波家族中的一员，它的产生机理与可见光和红外线的产生机理是相同的， 都是原子的外层电子受到激发后产生的，所以 A、C 正确。 第卷 第卷 (非选择题，共非选择题，共 60 分分) 二、填空题(每小题 5 分，共 20 分) 11 如图所示为 LC 振荡电路中振荡电流随时间变化的图象， 由图可知， 在 OA 时间内_能转化_能；在 AB 时间内电容器处于_(填“充电” 或“放电”)过程；在时刻 C，电容器
9、带电量_(填“为零”或“最大”)；在 时刻 D，线圈的感应电动势_(填“为零”或“最大”)。 答案答案 电场 磁场 充电 为零 最大 解析解析 由题图可知，在 OA 时间内，电路中电流在增大，说明磁场能在增加， 电场能在减少，即电场能转化为磁场能；在 AB 时间内，电路中电流在减小，说明 磁场能在减少， 电场能在增加， 电容器正在充电 ； 在 C 时刻， 电路中电流达最大值， 说明磁场能达最大值，电场能为零，故电容器带电量为零；在 D 时刻，电路中的 电流为零，但电流随时间的变化率最大，故线圈中的自感电动势也最大。 12现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机就可以在城市的 任何一
10、个角落进行通话。我国现有 12 亿部以上手机，那么每一部手机接收到的 电磁波频率_(填“相同”或“不相同”)。现在建了很多地面转播塔，但还 是有很多“盲区” ，不用同步卫星直接转播的原因是_。 答案答案 不相同(每一部手机有一定频率) 用卫星转播太远，信号太弱 13某电台发射频率为500 kHz的无线电波，其发射功率为10 kW，在距电台20 km 的地方接收到该电波，该电波的波长为_，在此处，每平方米的面积上每秒 钟可接收到该电波的能量为_。 答案答案 600 m 2106 J 解析解析 由 cf 知， m600 m。 c f 3 108 500 1000 设每秒钟每平方米上获得能量为 E，
11、则：E4R2Pt，所以 E Pt 4R2 J2106 J。 10 103 1 4 3.14 20 10002 14在 LC 振荡电路中，如已知电容 C，并测得电路的固有振荡周期为 T，即 可求得电感 L。为了提高测量精度，需多次改变 C 值并测得相应的 T 值，现将测 得的六组数据标示在以 C 为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“”表 示的点。 (1)T、L、C 的关系为_； (2)根据图中给出的数据点作出 T2与 C 的关系图线； (3)求得的 L 值是_。 答案答案 (1)T242LC (2)如图所示 (3)368 mH(351389 mH 都算对) 解析解析 (1)由周期公式 T
12、2可得，三者之间的关系式 T242LC。LC (2)连线见答案。 (3)由图象斜率 k42L，可得 L， k 42 代入数据得 L368 mH。 三、论述计算题(共 40 分) 15(10 分)如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为 2104 s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的 波形如图乙。问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？ 答案答案 西方 300 km 解析解析 当天线朝东方时，显示屏上只有发射信号而无反射信号，天线朝西方 时，显示屏上既有发射信号也有反射信号，因此目标在西方，由题图可知 t2 103s，而 2xct，x ct 31
13、082103 m300 km。 1 2 1 2 16(10 分)如图所示，线圈的自感系数为 3 H，在线圈的中间有抽头 2，电容 器的电容可在 300150 pF 之间变化，S 为转换开关。求此回路的最大周期和最大 频率。 答案答案 188107 s 106107 Hz 解析解析 根据 T2 得LC Tmax22 s188107 s。LmaxCmax3 106 300 1012 根据 f 得 fmax 1 T 1 2 LC 1 2 LminCmin Hz106107 Hz。 1 2 1.5 10 6 150 1012 17(10 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
14、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， 400 2 在荧光灯照射下让一互成 120角的三叶扇转速由零缓慢增加，当第一次发现三叶 片像静止不动时，此时风扇的转速是多少？ 答案答案 r/s 50 3 解析解析 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 ，则 t s， T 2 T 2 LC 1 50 而 t2nt，n r/s。 2t 50 3 18(10 分)如图所示，线圈 L 的自感系数为 25 mH， 电阻为零，电容器 C 的电容为 40 F， 灯泡 D 的规格是 “4 V,2 W”。 开关 S 闭合后， 灯泡正常发光， S 断开后， LC 中产 生振荡电流。若从 S 断开开始计时，求： (1)当 t 103 s 时，电容器的右极板带何种电 2 荷； (2)当 t103 s 时，LC 回路中的电流。 答案答案 (1)正电 (2)05 A 解析解析 由 T2，知LC T2 s2103 s。25 103 40 106 (1)t 103 s T。断开开关 S 时，电流最大，经 ，电流最小，电容器两 2 1 4 T 4 极板间电压最大。在此过程中对电容器充电，右极板带正电。 (2)t103 s ，此时电流亦为最大，与没有断开开关时的电流大小相等， T 2 则 I 05 A。 P U 2 W 4 V