第四章章末达标检测
一、单选题
1．关于微波和无线电波，下列说法正确的是（ ）
A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速
B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流
C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物
D．在无线电通信中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射
【答案】B
【解析】
A.电磁波只有真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速，故A错误；
B.微波和无线电波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确；
C.波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长比无线电波短，微波在传播过程中比无线电广播所用的中波不容易绕过障碍物，故C错误；
D.声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故D错误。
故选B。
2．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 ）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
【答案】C
【解析】A．根据题述，t=0时电容器充满电，开始放电，t=0.02 s时LC回路中线圈上电流第一次达到最大值，可知0~0.02 s时间内电流逐渐增大，A错误；
B．根据LC振荡电路规律，0.04 s时电流再次为零，然后电容器反向放电，t=0.05 s时回路中的电流方向与图（b）中电流方向相反， B错误；
C．在t=0.02s时电流第一次达到最大值，此时磁场能最大，那么时刻磁场能也最大，C正确；
D．当
此时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D错误。
故选C。
3．某人有两部手机A和B，当用手机A（或B）拨打B（或A）的号码时，既能听到手机B（或A）的响声，又能看到B（或A）的显示屏上显示出A（或B）的号码。现把手机A放到一个透明玻璃罩内，并抽成真空，再用手机B拨打手机A的号码，以下说法正确的是 （ ）
A．既能听到A的响声，又能看到A的显示屏上显示出B的号码
B．能听到A的响声，但不能看到A的显示屏上显示出B的号码
C．不能听到A的响声，但能看到A的显示屏上显示出B的号码
D．既不能听到A的响声，也不能看到A的显示屏上显示出号码
【答案】C
【解析】声音不能在真空中传播，所以拨打真空罩中的手机不能听到手机铃声；手机发射和接收的是电磁波信号，能在空气和真空中传播，所以真空罩中的手机能接收到呼叫信号；光也是电磁波，所以能看到手机A的显示屏上显示出B的号码，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
4．太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，对这七种色光的认识正确的是（ ）
A．紫光的波长最长 B．红光的能量子最强
C．七种色光的能量均相同 D．紫光的能量子最强
【答案】D
【解析】A．由电磁波谱可知，紫光的波长最短，A错误；
BCD．由ε=hν可知，光的频率越大光子的能量越强，因七种色光中，紫光的频率最大，则紫光的能量子最强，BC错误，D正确。
故选D。
5．下列有关电磁波的说法，正确的是（ ）
A．夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
D．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
【答案】C
【解析】A．在各种电磁波中热效应最强的是红外线，A错误；
B．通信中的无线电波是电磁波谱中波长较长的波，B错误；
C．声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的，C正确；。
D．电磁波谱中比X射线波长短的γ射线，更难发生衍射，D错误。
故选C。
6．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为
D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
【答案】B
【解析】A．蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是光信号。故A错误；
B．蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，波长短。故B正确；
C．电磁波在真空中的传播速度约为。故C错误；
D．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同。故D错误。
故选B。
7．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（ ）
A．振荡电流i在增大
B．电流的变化率大小在增加
C．电场能正在向磁场能转化
D．再经过0.75个周期，电流方向与此时相反
【答案】B
【解析】通过图示电流方向为电流流向正极板，知电容器在充电，振荡电流减小，且电流变化得越来越快，即电流变化率增加，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化，由电容器充、放电规律可知，再经过0.75个周期，电流方向与此时相同。
故选B。
8．如图所示，家用微波炉中使用的微波频率为2450 MHz，则它的波长是（ ）
A．1.2×10-1 m B．7.35×10-17 m
C．1.2×10-4 m D．7.35×10-11 m
【答案】A
【解析】
微波的波长为
故选A。
9．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近的受电线圈（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈（副线圈）中产生的感应电动势情况，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈（副线圈）中的感应电动势恒定不变
B．受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化
C．受电线圈（副线圈）中的感应电动势大小不变、极性不断变化
D．受电线圈（副线圈）中的感应电动势极性不变、大小不断变化
【答案】B
【解析】由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，即受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化。
故选B。
二、多选题
10．下列说法中正确的是（ ）
A．用红外线照射时，大额人民币上用荧光物质印刷的文字符号会发出可见光
B．电焊工用电焊机焊接时要带防护面罩，以防止电弧光中的过强紫外线对人体皮肤造成伤害
C．红外线应用在遥感技术中是利用了它的穿透本领强的特性
D．医学上的透视或CT检查都用到了X射线
【答案】BD
【解析】A．用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应；红外线不具有该效应，故A错误；
B．电焊工在工作时必须戴上防护面罩是因为电弧中有强烈的紫外线，对人体会造成伤害，故B正确；
C．红外线应用在遥感技术中是利用红外线探测器接收物体发出的红外线，可探知被探物体的特征，故C错误；
D． X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，故D正确。
故选BD。
11．下列说法中正确的是（ ）
A．微波炉中使用的微波是一种电磁波
B．所有物体都会发射红外线，温度高的物体的红外线辐射比温度低的物体的红外线辐射强
C．可见光也是一种电磁波，不同颜色的光波长范围不同
D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、射线，但是没有无线电波
【答案】ABC
【解析】A．微波炉使用的微波是一种电磁波，这种电磁波的能量比通常的无线电波大得多，故A正确；
B．所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外辐射强，故B正确；
C．可见光也是一种电磁波，不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波，故C正确；
D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、射线、无线电波，太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内，故D错误。
故选ABC。
12．LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则（ ）
A．在t1时刻，电路中的电流最大
B．在t2时刻，电路的磁场能最大
C．t2至t3时间内，电路的电场能不断增大
D．t3至t4时间内，电容器所带的电荷量不断增多
【答案】BC
【解析】A．在t1时刻，电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，此时磁场能最小，故在t1时刻电路中的电流为0，A错误；
B．在t2时刻电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，磁场能最大，B正确；
C．t2~t3时间内，电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，C正确；
D．t3~t4时间内，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器所带的电荷量不断减小，D错误。
故选BC。
13．对LC振荡电路，下列说法中正确的是（ ）
A．振荡电路中电容器充电或放电一次所用的时间为
B．振荡电路中电场能与磁场能的转化周期为
C．振荡过程中电容器极板间电场强度的变化周期为
D．振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期为
【答案】CD
【解析】A．根据振荡电路的周期公式
结合电容器充电或放电一次所用的时间为T可知，振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为，故A错误；
B．电场能与磁场能都是标量，振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为振荡周期的一半，为，选项B错误；
C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期与振荡的周期是相等的，为， 故C正确；
D．磁感应强度是矢量，振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期与振荡的周期是相等的，为， 故D正确。故选CD。
14．如图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知（ ）
A．在t1时刻，电路中的磁场能最小
B．从t1到t2这段时间电路中电流逐渐减小
C．从t2到t3这段时间电容器处于充电过程
D．在t4时刻，电容器的电场能最小
【答案】ACD
【解析】A．由q-t图线可以看出，在t1时刻电容器极板上的电荷量q最大，电容器中的电场最强，此时电路中的电场能最大，电路中的磁场能最小，为零，A正确；
B．从t1到t2，电容器极板上的电荷量q不断减小，可知电容器处于放电过程，电路中电流逐渐增大，B错误；
C．从t2到t3，电容器极板上的电荷量q不断增大，电容器处于充电过程，C正确；
D．t4时刻电容器极板上的电荷量q等于零，此时电容器中的电场能为零，即为最小，D正确。故选ACD。
15．如图所示，线圈L的自感系数为0.1H，电容器C的电容为，电阻R的阻值为3Ω，电源电动势为1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，电路中将产生电磁振荡。若断开开关S的时刻为，忽略线圈L直流电阻和振荡过程中的能量损耗，则（ ）
A．时，电容器两极间电压为1.5V
B．时，线圈L的自感电动势为0
C．时，通过线圈电流方向
D．电路中产生的振荡电流有效值为0.5A
【答案】BC
【解析】A.由于断开开关前电路已处于稳定状态，所以电容器不带电，两端电压为0，则t=0时电容器两端电压为0，故A错误；
B.该LC振荡电路的周期为
则
所以此时电容器已经完成放电，线圈L的自感电动势为0，故B正确；
C.由于
所以此时通过线圈的电流方向为a→b，故C正确；
D.电路中产生振荡电流的最大值为
有效值为
故D错误。故选BC。
三、解答题
16．科学技术是一把双刃剑，电磁波的应用也是这样。电磁波在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。如果小型无线通信装置的电磁辐射功率是，那么在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？已知球的表面积。
【答案】0.4m
【解析】
设以通信装置为球心，半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，则球的面积为
则在1秒内球面获得的能量为
在球面上单位面积的电磁辐射能量
由题意可知
联立解得
R＝0.4m
17．实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
【答案】（1）0；（2）g
【解析】（1）LC振荡电路的周期为
因此t=2π×10-5 s时，LC振荡电路恰好经历一个周期，此时电容器两极板间场强的大小、方向均与初始时刻相同，所以此时粉尘所受合外力为0，加速度大小为0。
（2）电容器放电过程中，两极板的电荷量减小，电路中的电流增大，当电流最大时，两极板的电荷量为零，极板间电场强度为零，此时粉尘只受重力，其加速度大小为g。
18．如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，求：（g取10 m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触）
（1）至少经过多长时间，油滴的加速度最大？
（2）当油滴的加速度为何值时，LC回路中的磁场能最大？
【答案】（1）3.14×10－5 s；（2）10 m/s2
【解析】
（1）当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带负电。
当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
T＝2π＝2×3.14×s＝6.28×10－5 s
当电容器恰好反向充电结束时，油滴所受静电力向下且最大，此时油滴受到的合力最大，加速度最大，至少经过的时间为
t＝＝3.14×10－5 s
（2）LC回路中的磁场能最大时，电流最大，电容器所带电荷量为0，油滴只受重力作用，油滴的加速度为
g＝10 m/s2
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第四章章末达标检测
一、单选题
1．关于微波和无线电波，下列说法正确的是（ ）
A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速
B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流
C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物
D．在无线电通信中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射
2．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 ）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
3．某人有两部手机A和B，当用手机A（或B）拨打B（或A）的号码时，既能听到手机B（或A）的响声，又能看到B（或A）的显示屏上显示出A（或B）的号码。现把手机A放到一个透明玻璃罩内，并抽成真空，再用手机B拨打手机A的号码，以下说法正确的是 （ ）
A．既能听到A的响声，又能看到A的显示屏上显示出B的号码
B．能听到A的响声，但不能看到A的显示屏上显示出B的号码
C．不能听到A的响声，但能看到A的显示屏上显示出B的号码
D．既不能听到A的响声，也不能看到A的显示屏上显示出号码
4．太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，对这七种色光的认识正确的是（ ）
A．紫光的波长最长 B．红光的能量子最强
C．七种色光的能量均相同 D．紫光的能量子最强
5．下列有关电磁波的说法，正确的是（ ）
A．夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
D．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
6．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为
D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
7．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（ ）
A．振荡电流i在增大
B．电流的变化率大小在增加
C．电场能正在向磁场能转化
D．再经过0.75个周期，电流方向与此时相反
8．如图所示，家用微波炉中使用的微波频率为2450 MHz，则它的波长是（ ）
A．1.2×10-1 m B．7.35×10-17 m
C．1.2×10-4 m D．7.35×10-11 m
9．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近的受电线圈（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈（副线圈）中产生的感应电动势情况，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈（副线圈）中的感应电动势恒定不变
B．受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化
C．受电线圈（副线圈）中的感应电动势大小不变、极性不断变化
D．受电线圈（副线圈）中的感应电动势极性不变、大小不断变化
二、多选题
10．下列说法中正确的是（ ）
A．用红外线照射时，大额人民币上用荧光物质印刷的文字符号会发出可见光
B．电焊工用电焊机焊接时要带防护面罩，以防止电弧光中的过强紫外线对人体皮肤造成伤害
C．红外线应用在遥感技术中是利用了它的穿透本领强的特性
D．医学上的透视或CT检查都用到了X射线
11．下列说法中正确的是（ ）
A．微波炉中使用的微波是一种电磁波
B．所有物体都会发射红外线，温度高的物体的红外线辐射比温度低的物体的红外线辐射强
C．可见光也是一种电磁波，不同颜色的光波长范围不同
D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、射线，但是没有无线电波
12．LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则（ ）
A．在t1时刻，电路中的电流最大
B．在t2时刻，电路的磁场能最大
C．t2至t3时间内，电路的电场能不断增大
D．t3至t4时间内，电容器所带的电荷量不断增多
13．对LC振荡电路，下列说法中正确的是（ ）
A．振荡电路中电容器充电或放电一次所用的时间为
B．振荡电路中电场能与磁场能的转化周期为
C．振荡过程中电容器极板间电场强度的变化周期为
D．振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期为
14．如图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知（ ）
A．在t1时刻，电路中的磁场能最小
B．从t1到t2这段时间电路中电流逐渐减小
C．从t2到t3这段时间电容器处于充电过程
D．在t4时刻，电容器的电场能最小
15．如图所示，线圈L的自感系数为0.1H，电容器C的电容为，电阻R的阻值为3Ω，电源电动势为1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，电路中将产生电磁振荡。若断开开关S的时刻为，忽略线圈L直流电阻和振荡过程中的能量损耗，则（ ）
A．时，电容器两极间电压为1.5V
B．时，线圈L的自感电动势为0
C．时，通过线圈电流方向
D．电路中产生的振荡电流有效值为0.5A
三、解答题
16．科学技术是一把双刃剑，电磁波的应用也是这样。电磁波在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。如果小型无线通信装置的电磁辐射功率是，那么在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？已知球的表面积。
17．实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
18．如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，求：（g取10 m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触）
（1）至少经过多长时间，油滴的加速度最大？
（2）当油滴的加速度为何值时，LC回路中的磁场能最大？
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