人教高中物理选修第十四单元电磁波测试卷

一、单选题
1．在LC回路中产生电磁振荡的过程中( )
A．从电容器放电开始计时，当t＝kπ时，振荡电流最大，其中k＝0,1,2,3
B．当电容器中电场强度增大时，线圈中的自感电动势与振荡电流方向相反
C．向电容器充电是磁场能转化成电场能的过程
D．电容器在相邻的充、放电时间内，电流方向一定相同
2．已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图所示。

则( )
A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B．a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
3．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标。

这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它。

这种遥感照相机敏感的电磁波属于( )
A．可见光波段
B．红外波段
C．紫外波段
D．X射线波段
4．某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能提高到1 040 kHz，以下说法正确的是( )
A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍
B．调节可变电容，使电容减小为原来的1/4
C．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍
D．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的1/2
5．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。

长期使用下列通讯装置，会对人体健康产生影响的是( ) A．B．C．D．
6．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
7．实际发射无线电波的过程如图所示。

高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图乙所示。

根据以上图象，发射出去的电磁波图象应是( )
A．B．
C．D．
8．太赫兹辐射是指频率从0.3 THz(1 THz＝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4.4 THz 的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实．如图所示，关于4.4 THz的T射线下列说法中正确的是( )
A．它的波长比可见光短
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
9．如图所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合电键S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻t＝0，那么图中能正确表示电感线圈中电流i随时间t变化规律的是( )
二、多选题
10．在LC振荡电路中，t_1和t_2时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t_2-t_1=π/2 √LC，则下列说法中正确的是( )
A．在t_1时刻电容器正在充电
B．在t_2时刻电容器正在充电
C．在t_1时刻电路中的电流处在增大状态
D．在t_2时刻电路中的电流处在增大状态
三、填空题
11．如图所示，LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2s，自振
荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t＝3.4×10－2s时，电容器正处于________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态．这时电容器的上极板________(填“带正电”“带负电”或“不带电”)．
12．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为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
____________。

四、解答题
13．某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20 cm，每秒脉冲数n
＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
14．有一LC振荡电路，如图所示，当电容调节为C_1=200pF时，能产生频率为f_1=500kHz的振荡电流，要获得频率为f_2=1.0×〖10〗
^3 kHz的振荡电流，则可变电容应调为多大？(设电感L保持不变)
15．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 μF，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= ×10–3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
（2）当t=π×10–3 s时，LC回路中的电流。

物理（一）答案
1．C
【解析】当t＝kπ(k＝0,1,2……)时，由图可知振荡电路电流为零，A错误；当电场强度增大时，在～、T～T时间段内，振荡电流减小，线圈中自感
电动势与振荡电流方向相同，B错；电容器充电时，电场能增大，磁场能减小，磁场能转化为电场能，C正确；相邻的充、放电时刻，在0～、～、～T和T～T等时间内，由图像对照，可知在～内，电容器充电，i>0，在～T内，电容器放电，i<0，D错误．
2．D
【解析】LC振荡电路中，电容器充放电时，由于线圈自感作用，使回路中电容器电荷量最大时，回路中电流为零，故A、B不正确.当电容器电荷量为零时，回路中电流最大，并且b、d两时刻充放电过程相反，电流方向就相反，答案为D
3．B
【解析】红外线是看不见的光，它的波长比可见光的红光还长，它的热作用比较强，并且不同的物体辐射的红外线的波长和强度不同，利用灵敏的红外线探测器吸收物体发出的红外线，然后用电子仪器对接受到信号进行处理，就可以察知被探物体的特征．可制成制成热谱仪、夜视仪等，题中这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外线，B正确，ACD错误；故选B。

4．B
【解析】由震荡频率公式：可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的1/4，或减小自感使之变为原来的1/4，故B正确，ACD错误。

5．C
【解析】摇柄电话、拨号电话、按键电话这些都是有线电话机，是通过送话器把声音换成相应的电信号，用导线把电信号传送到远离说话人的地方，然后再通过受话器将这一电信号还原为原来声音的一种通讯装置，它们都不会发射电磁波，所以不会对人体健康产生影响，故ABD错误；移动电话就是我们所用的手机，它是一个小型的、但能量较强的电磁波发生器，其工作频率在890～965 MHz，辐射出的电
磁波对人体健康有影响，故C正确。

6．A
【解析】医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况．B超是超声波，不是电磁波．故A正确；“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的是通过发射电磁波进行操控，故B错误；GPS 是全球卫星定位系统，确定行驶路线和距离，是利用电磁波工作的．故C错误；手机是利用电磁波传递信号的，故D错误。

所以A正确，BCD错误。

7．B
【解析】使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制．调制共有两种方式：一是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一是调频，通过改变频率来实现信号加载电磁波。

由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化．故B正确、ACD错误。

8．C
【解析】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错；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．
9．B
【解析】S断开一瞬间，L线路产生感应电流，电流方向与原来方向
相同，即从a到b，电流大小在减弱，电容器充电，右端为正极板，然后电容器放电，电流方向从b流向a，故选B。

10．BC
【解析】由题图t1时刻感应电流的方向与放电电流方向相反，电流
应增大，故此时正在放电；而t2时刻感应电流的方向与充电电流方
向相同，电流应减小，此时电容器正在充电，故BC正确，AD错误。

11．充电带正电
【解析】根据题意画出此LC回路的振荡电流的变化图像如图所示．结合图像，t＝3.4×10－2s时刻设为图像中的P点，则该时刻正处于反向电流减小过程，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电．
12．600 m 2×10-6 J
【解析】电磁波传播过程中的频率是不变的，根据求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量．
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：；每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为
13．1.5×109Hz 3×104m
【解析】(1)电磁波一般在空气中传播，传播速度认为等于光速c＝3.0×108m/s，因此
f=c/λ＝(3×〖10〗^8)/(20×〖10〗^(-2) )Hz＝1.5×109Hz
(2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t＝0.02 μs，
在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量．设最大侦察距离为x，两个脉冲时间间隔为Δt＝1/5000s＝2×10－4s≫0.02 μs(故脉冲持续时间可以略去不计)，则2x＝vΔt所以x＝vΔt/2＝3×104m.
14．50pF
【解析】当LC电路的振荡频率与电磁波信号频率相同时，发生电谐振，接受的信号最强，根据公式f=1/(2π√LC)，即可求解。

LC电路的振荡频率为：f=1/(2π√LC)，
由于电感L保持不变所以：f_1/f_2 =√(C_1 )/√(C_2 )
代入数据解得：C_2=50pF
15．（1）正电荷（2）0.5 A
【解析】（1）S断开后，LC中产生振荡电流，振动周期为，则t ＝×10－3 s= 时，电容器充电完毕，右极板带正电荷；
（2）开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流；当t＝π×10－3 s= 时，LC回路中的电流达到反向最大，即I=0．5A．。