2024_2025学年高中物理第3章电磁波章末过关检测三含解析鲁科版选修3_4

章末过关检测（三）
（时间：60分钟，满分：100分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1.首先从理论上预见电磁波的存在和第一次用试验证明电磁波存在的科学家是（）
A.牛顿、法拉第B．焦耳、奥斯特
C.爱因斯坦、普朗克D．麦克斯韦、赫兹
答案：D
2.用于通信的无线电波能绕过建筑墙体从而保证手机能正常接收信号，而光波却不能绕过墙体实现正常照明功能，这是因为（）
A.无线电波是横波，光波是纵波
B.无线电波的波速小于光波的波速
C.无线电波的振幅大于光波的振幅
D.无线电波的波长大于光波的波长
解析：选D.波发生明显的衍射现象的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多，或都比波长小.用于通信的无线电波的波长较大，通常都能绕过建筑墙体，而发生明显衍射，而可见光的波长很小，不能绕过建筑墙体，故不能发生明显衍射，D正确.
3.在LC振荡电路的电容器两极板距离减小后与某一外来电磁波发生电谐振，那么LC振荡电路原来的周期T1与外来电磁波的周期T2的关系是（）
A.T1>T2B．T1<T2
C.T1＝T2D．都有可能
解析：选B.由T＝2πLC和C＝εr S
4πkd
可知，当d减小时，T增大，则T1<T2，B正确.
4.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（）
A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
解析：选B.声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，B超中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，故D项错误.
5.在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t改变的图象如图所
示.在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充（放）电过程及由此
产生的电磁波的波长，下列说法正确的是（）
A.充电过程，波长为1 200 m
B.充电过程，波长为1 500 m
C.放电过程，波长为1 200 m
D.放电过程，波长为1 500 m
解析：选A.由题图可知，在1×10－6s到2×10－6s内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程.电磁振荡的周期等于所放射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1 200 m.故选项A正确.
6.利用所学物理学问，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题.IC 卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外放射某一特定频率的电磁波.刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到肯定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是（）
A.IC卡工作所须要的能量来源于卡内的电池
B.仅当读卡机放射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作
C.若读卡机放射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流
D.IC卡只能接收读卡机放射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
解析：选B.IC卡工作所须要的能量是线圈L中产生的感应电流，选项A错误；要使电容C 达到肯定的电压，则读卡机应当放射特定频率的电磁波，IC卡才能有效工作，选项B正确；若读卡机放射的电磁波偏离该特定频率，线圈L中会产生感应电流，但电容C不能达到肯定的电压，IC卡不能有效工作，选项C错误；IC卡既能接收读卡机放射的电磁波，也能向读卡机传输自身的数据信息，选项D错误.
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）7.依据麦克斯韦电磁场理论，改变的磁场可以产生电场.当产生的电场的电
场线如图所示时，可能是（）
A.向上方向的磁场在增加
B.向上方向的磁场在减弱
C.向上方向的磁场先增加，然后反向减弱
D向上方向的磁场先减弱，然后反向增加
解析：选AC.若向上方向的磁场在增加，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加而方向向下，依据安培定则可知感应电流的方向如图中E的方向所示，A正确，B错误；同理，当磁场向下且减弱时，也会得到如图中E的方向，C正确，D错误.
8.某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻（）
A.振荡电流i在减小
B.振荡电流i在增大
C.电场能正在向磁场能转化
D.磁场能正在向电场能转化
解析：选AD.解决问题的关键是依据电容器的两极板的带电状况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程.由电磁振荡的规律可知：电容器充电过程中，电流渐渐减小，且在充电过程中，电场能渐渐增大，磁场能渐渐减小，即磁场能正向电场能转化.
9.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属
板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，
如图所示.当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2πLC
的振荡电流.当罐中的液面上升时（）
A.电容器的电容减小
B.电容器的电容增大
C.LC回路的振荡频率减小
D.LC回路的振荡频率增大
解析：选BC.平行板电容器的电容C ＝εr S
4πkd ，当液面上升时，极板间不导电液体的介电常数比原来的空气的介电常数要大，电容C 增大，A 错误，B 正确；f ＝1T ＝12πLC
减小，C 正确，D 错误.
10.如图甲所示，是一个调谐接收电路，图乙中（a ）、（b ）、（c ）为电路中的电流随时间改变的图象，则（ ）
甲
乙
A.i 1是L 1中的电流图象
B.i 1是L 2中的电流图象
C.i 2是L 2中的电流图象
D.i 3是流过耳机的电流图象
解析：选ACD.L 1中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象是同（a ）图相像的，但是由于L 2和D 串联，所以当L 2的电压与D 反向时，电路不通，因此这时L 2中没有电流，所以L 2中的电流图象应是（b ）图；高频部分通过C 2，通过耳机的电流犹如（c ）图中的i 3，只有低频的电流，A 、C 、D 正确.
三、非选择题（本题共3小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位）
11.（10分）生活中常常用“咆哮而来”形容正在驶近的车辆，
这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生改变的表现，无
线电波也具有这种效应.图中的测速雷达正在向一辆接近的车
辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波.由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差f 接收－f 发出就能计算出车辆的速度.已知发出和接收的频率间关系
为f 接收＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋2v 车c f 发出，式中c 是真空中的光速，若f 发出＝2×109 Hz ，f 接收－f 发出＝400 Hz ，求被测车辆的速度大小.
解析：由题意得，f 接收－f 发出＝⎝
⎛⎭⎪⎫1＋2v 车c f 发出－f 发出＝2v 车c f 发出＝2v 车3×108×2×109 Hz ＝400 Hz ， 解得v 车＝30 m/s.
答案：30 m/s
12.（14分）LC 振荡电路中，已知电容器的电容为C ，振荡电流i ＝I m sin ωt ，则此电路中线圈的自感系数为多少？若该电路放射的电磁波在某介质中波长为λ，则电磁波在这种介质中的传播速度是多少？
解析：由i ＝I m sin ωt ，振荡周期T ＝2πω
， 又T ＝2πLC ，故L ＝1
ω2C .
振荡频率和电磁波在介质中的传播频率相等，在介质中v ＝λf ＝
λω2π. 答案：1
ω2C λω
2π
13.（16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 μF，灯泡L 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 断开起先计时，
则：
（1）当t ＝π2
×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 回路中的电流为多大？
解析：由T ＝2πLC 知： T ＝2π25×10－3×40×10－6 s ＝2π×10－3 s.
（1）t ＝π2×10－3 s ＝14T ，断开开关S 时，电流最大，经T 4
，电流最小，电容器两极板间电压最大.在此过程中对电容器充电，右极板带正电.
（2）t ＝π×10－3 s ＝T 2，此时电流亦为最大，与没有断开开关时的电流大小相等，则I ＝P
U ＝2 W 4 V
＝0.5 A. 答案：（1）正电荷 （2）0.5 A。