第四章測評卷(滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.在LC振蕩電路中,電容器C的帶電荷量q隨時間t變化的圖像如圖所示.在1×10-6s到2×10-6s內,關于電容器的充(放)電過程及由此產生的電磁波的波長,下列說法正確的是()A.充電過程,波長為1200mB.充電過程,波長為1500mC.放電過程,波長為1200mD.放電過程,波長為1500m2.利用所學物理知識,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關問題.IC卡內部有一個由電感線圈L和電容C構成的LC振蕩電路,公交車上的讀卡機向外發射某一特定頻率的電磁波.刷卡時,IC卡內的線圈L中產生感應電流,給電容C充電,達到一定的電壓后,驅動卡內芯片進行數據處理和傳輸.下列說法正確的是()A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內的電池B.僅當讀卡機發射該特定頻率的電磁波時,IC卡才能有效工作C.若讀卡機發射的電磁波偏離該特定頻率,則線圈L中不會產生感應電流D.IC卡只能接收讀卡機發射的電磁波,而不能向讀卡機傳輸自身的數據信息3.關于機械波與電磁波,下列說法錯誤的是()A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關B.電磁波可以發生衍射現象和偏振現象C.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度D.機械波不但能傳遞能量,而且能傳遞信息,其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向4.電臺將播音員的聲音轉換成如圖甲所示的電信號,再加載到如圖乙所示的高頻載波上,使高頻載波的振幅隨電信號改變(如圖丙所示).這種調制方式稱為()A.調幅 B.調諧 C.調頻 D.解調5.關于電磁波譜,下列說法正確的是()A.夏天太陽把地面曬得發熱是因為可見光的熱效應在各種電磁波中是最強的B.驗鈔機驗鈔票真偽體現了紅外線的熒光效應C.利用雷達測出發射微波脈沖及接收到脈沖的時間間隔可以確定雷達和目標的距離D.相同條件下,電磁波譜中最難發生衍射的是X射線6.如圖所示,在內壁光滑、水平放置的玻璃圓環內,有一直徑略小于玻璃圓環直徑的帶正電的小球,正以速率v0沿逆時針方向勻速轉動.若在此空間突然加上方向豎直向上,磁感應強度B隨時間成正比例增加的變化磁場,設運動過程中小球的帶電荷量不變,那么()A.小球對玻璃圓環的壓力不斷增大B.小球受到的磁場力不斷增大C.小球先沿逆時針方向做減速運動,過一段時間后,沿順時針方向做加速運動D.磁場力對小球一直做功7.關于紅外線,以下說法錯誤的是()A.不同的物體輻射紅外線的波長和強度不同,可以在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射B.利用紅外線的熱效應可對物體進行烘干C.利用紅外線波長較短,容易發生衍射的特點進行遠距離和高空攝影D.利用不同物體輻射紅外線的波長和強度的不同可以對物體進行遠距離探測二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.下列說法正確的是()A.日光燈是紫外線的熒光效應的應用B.單擺在做受迫振動時,它的周期等于單擺的固有周期C.機械波從一種介質進入另一種介質后,它的頻率保持不變D.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在9.如圖所示,L為一電阻可忽略的線圈,D為一燈泡,C為電容器,開關S處于閉合狀態,燈泡D正常發光,現突然斷開S并開始計時,能正確反映電容器a極板上電量q及LC回路中電流i(規定順時針方向為正)隨時間變化的圖像是(圖中q為正值表示a極板帶正電)()10.在LC振蕩電路中,t1和t2時刻電感線圈中的磁感線和電容器中的極板帶電情況如圖所示,若t2-t1=π2LC,則下列說法正確的是(A.在t1時刻電容器正在充電 B.在t2時刻電容器正在充電C.在t1時刻電路中的電流處在增大狀態 D.在t2時刻電路中的電流處在增大狀態三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(8分)在LC振蕩電路中,如已知電容C,并測得電路的固有振蕩周期為T,即可求得電感L.為了提高測量精度,需多次改變C值并測得相應的T值,現將測得的六組數據標示在以C為橫坐標、T2為縱坐標的坐標紙上,即如圖中用“×”表示的點.(1)求T、L、C的關系;(2)根據圖中給出的數據點作出T2與C的關系圖線;(3)求得的L值.12.(8分)飛機失事后,為了分析事故的原因,必須尋找黑匣子,而黑匣子在30天內能以37.5kHz的頻率自動發出信號,人們就可利用探測儀查找黑匣子發出的電磁波信號來確定黑匣子的位置.那么黑匣子發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=4.0mH,此時產生電諧振的電容多大?13.(10分)某雷達工作時,發射電磁波的波長λ=20cm,每秒脈沖數n=5000,每個脈沖持續時間t=0.02μs,則該電磁波的振蕩頻率為多少?最大偵察距離是多少?14.(13分)貓頭鷹在夜間能看到東西是因為它對紅外線產生視覺,根據輻射理論,物體發出的最大波長與物體的絕對溫度間的關系滿足λmT=2.90×10-3m·K.若貓頭鷹的獵物——蛇在夜間體溫為t=27℃,則它發出的光的最大波長為多少?屬于哪個波段?(其中T=t+273K)15.(15分)如圖所示,線圈L的自感系數為25mH,電阻為零,電容器C的電容為40μF,燈泡D的規格是“4V2W”.開關S閉合后,燈泡正常發光,S斷開后,LC中產生振蕩電流.若從S斷開開始計時,求:(1)當t=π2×10-3s時,電容器的右極板帶何種電荷(2)當t=π×10-3s時,LC回路中的電流大小.答案：1.A由題圖可知,在1×10-6s到2×10-6s內,電容器C的帶電荷量由0增加到最多,因此是充電過程.電磁振蕩的周期等于所發射的電磁波的周期,那么電磁波的波長為λ=cT=3×108×4×10-6m=1200m.故選項A正確.2.BIC卡工作所需要的能量是線圈L中產生的感應電流,選項A錯誤;要使電容C達到一定的電壓,則讀卡機應該發射特定頻率的電磁波,IC卡才能有效工作,選項B正確;若讀卡機發射的電磁波偏離該特定頻率,線圈L中會產生感應電流,但電容C不能達到一定的電壓,IC卡不能有效工作,選項C錯誤;IC卡既能接收讀卡機發射的電磁波,也能向讀卡機傳輸自身的數據信息,選項D錯誤.3.A電磁波在真空中的傳播速度都等于光速,與電磁波的頻率無關,故A錯誤;衍射現象是波特有的現象,而偏振現象是橫波特有的現象,電磁波也是一種橫波,可以發生衍射現象和偏振現象,故B正確;光在介質中傳播,頻率越高,傳播速度越小.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度,故C正確;機械波可以沿其傳播方向既能傳遞能量,又能傳遞信息,故D正確.本題選錯誤的,故選A.4.A使高頻振蕩電流的振幅隨信號變化的調制方式叫調幅.5.C熱效應最強的是紅外線,A錯誤;驗鈔機是利用了紫外線的熒光效應,B錯誤;電磁波測距就是利用發射脈沖和接收脈沖的時間間隔來確定的,C正確;電磁波譜中比X射線波長短的還有γ射線,D錯誤.6.C因為玻璃圓環所在處有均勻變化的磁場,在周圍產生穩定的渦旋電場,對帶正電的小球做功.由楞次定律,可判斷電場方向為順時針方向.在電場力作用下,小球先沿逆時針方向做減速運動,后沿順時針方向做加速運動.小球在水平面內沿軌跡半徑方向受兩個力作用:玻璃圓環的彈力FN和磁場的洛倫茲力f=qBv,而且兩個力的矢量和時刻等于小球做圓周運動的向心力.考慮到小球速度大小的變化和方向的變化以及磁場強弱的變化,彈力FN和洛倫茲力f不一定始終在增大.磁場力始終與圓周運動的線速度方向垂直,所以磁場力對小球不做功.7.C由于紅外線是一種光波,一切物體都在不停地對外輻射紅外線,熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射性強一些.由于紅外線的熱效應,可用來烘干,又由于坦克、艦艇、人體等一切物體都在不停地輻射紅外線,并且不同的物體所輻射的紅外線其波長和強度不同,故在夜間或濃霧天氣可通過紅外線探測器來接收信號,并用電子儀器對接收到的信號進行處理,或用對紅外線敏感的照相底片進行遠距離攝影和高空攝影,就可察知物體的形狀和特征.所以選項中的A、B、D均正確,C錯誤,本題選錯誤的,故選C.8.AC日光燈是紫外線的熒光效應的應用,故A正確;單擺在做受迫振動時,它的周期等于驅動力的周期,故B錯誤;機械波的頻率由波源決定,和介質無關,故C正確;麥克斯韋預言了電磁波的存在,赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在,故D錯誤.9.BCS閉合時,D正常發光,此時電容器兩端的電勢差為零,根據Q=CU知,所帶的電荷量為零;斷開S,由于線圈阻礙電流的變化,電容器反向充電,電量逐漸增大,磁場能轉化為電場能,充電完畢后,又開始放電,將電場能轉化為磁場能,形成LC振蕩電路,電量隨時間周期性變化,故B正確,A錯誤.當突然斷開S,線圈中電流減小,則出現感應電動勢,從而對電容器進行充電,導致磁場能減小,電場能增大,則電流減小,方向是順時針,故C正確,D錯誤.10.BC由題圖可判斷,t1時刻正在放電,電流應處在增大狀態;t2時刻正在充電,電流應處在減小狀態,故選項B、C正確,選項A、D錯誤.11.答案(1)T2=4π2LC(2)見解析(3)36.8mH(35.1~38.9mH均正確)解析(1)由周期公式T=2πLC得T2=4π2LC.(2)由T2=4π2LC,在L不變的情況下,T2為C的正比例函數,因此T2-C圖線為過原點(0,0)的直線,圖線如圖所示.(3)在如圖所示的直線上任取兩點,為減小誤差,所取的兩點間隔應盡可能大,由T=2πLC得L=T24π2C,L=ΔT24π2ΔC,代入數據得L=36.8mH(在12.答案8000m4.5×10-9F解析由公式v=λf得λ=vf=3×10837.5×1C=14π2f2L=14×π2×13.答案1.5×109Hz30km解析由c=λf可得電磁波的振蕩頻率f=cλ=3×10820×10電磁波在雷達發射相鄰兩個脈沖間隔時間內傳播的距離s=cΔt=c(1n-t)=3×108×(15000-0.02×10-6)m=6×所以雷達的最大偵察距離s'=s2=3×104m=30km14.答案9.7×10-6m紅外線解析由t=27℃,知T