[課下鞏固精練卷(三十四)]電磁振蕩電磁波________________________________________________________________________(每題5分，建議用時：50分鐘)考點基礎(chǔ)題綜合題電磁振蕩59，10，11，12，16無線電波發(fā)射與接收3，4，6，713，14電磁波及電磁波譜1，2，815【基礎(chǔ)落實練】1．有“中國天眼”之稱的FAST對周邊電磁波環(huán)境要求極高，為確?！爸袊煅邸钡膶庫o，貴州省專門制定了《貴州省500米口徑球面射電望遠鏡電磁波寧靜區(qū)保護辦法》。關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是()A.電磁波的傳播離不開介質(zhì)B．電磁波僅僅是一種描述方式，不是真正的物質(zhì)C．紫外線的波長大于紅外線的波長D．生活中常用微波爐來加熱食物是利用了微波具有能量的性質(zhì)解析：選D。電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故A錯誤；電磁波不僅僅是一種描述方式，而是一種物質(zhì)，故B錯誤；紫外線的波長小于紅外線的波長，故C錯誤；微波爐是利用微波的能量來加熱食物，故D正確。2．行車安全越來越被人們所重視，現(xiàn)在許多車企都在汽車上配置有主動剎車系統(tǒng)(AEB)。該系統(tǒng)主要分為控制模塊、測距模塊和制動模塊，利用微波雷達、圖像識別技術(shù)和紅外攝像頭，可以將道路的圖像和路況實時傳遞給控制模塊，在緊急情況下，由車載微處理器發(fā)出控制命令，自動采取制動措施，保證車輛安全。微波的波長范圍在0.001～10m，下列說法正確的是()A．產(chǎn)生微波的LC振蕩電路中，要想增大振蕩周期，可以增大電容器的電容CB．微波只能在空氣中傳播而不能在真空中傳播C．微波遇到障礙物時，只能發(fā)生反射現(xiàn)象而不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．微波遇到障礙物時，只能發(fā)生衍射現(xiàn)象而不能發(fā)生反射現(xiàn)象解析：選A。產(chǎn)生微波的LC振蕩電路中，根據(jù)T＝2πeq\r(LC)可知，要想增大振蕩周期，可以增大電容器的電容C，故A正確；微波的傳播可以不需要傳播介質(zhì)，它既可以在空氣中傳播，也可以在真空中傳播，故B項錯誤；微波遇到障礙物時，既可以發(fā)生衍射現(xiàn)象也可以發(fā)生反射現(xiàn)象，雷達就是利用微波遇到障礙物時能發(fā)生反射現(xiàn)象這一性質(zhì)工作的，故C、D錯誤。3．中國6G技術(shù)專利數(shù)量全球遙遙領(lǐng)先。6G通訊采用比5G頻段(109Hz)高出很多的太赫茲頻段(1011Hz～1013Hz)電磁波傳播數(shù)據(jù)，傳輸能力比5G提升100倍。與5G頻段電磁波相比，6G頻段電磁波()A．傳播時的波長長B．空中傳播的速度大C．容易繞過高樓等障礙物D．容易與微粒作用出現(xiàn)散射現(xiàn)象解析：選D。6G信號的頻率大于5G信號的頻率，根據(jù)v＝λf可知，6G信號的波長比5G信號的波長更短，A錯誤；6G信號和5G信號在空中傳播的速度相同，B錯誤；6G信號比5G信號的頻率高，則6G信號比5G信號波長短，6G信號比5G信號更不容易繞過障礙物，C錯誤；由于散射光強與波長四次方成反比，則6G信號比5G信號波長短，6G信號比5G信號更容易與微粒作用出現(xiàn)散射現(xiàn)象，D正確。4．2023年10月6日，2023國際泳聯(lián)游泳世界杯在德國柏林開賽，世界各地觀眾都能通過電視信號收看到大會實況。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在并通過實驗捕捉到了電磁波B．遙控器發(fā)出的紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率大C．電磁波在真空中的傳播速度與頻率有關(guān)，頻率越高，傳播速度越大D．LC振蕩電路發(fā)射電磁波的兩個重要條件是采用高頻和開放性解析：選D。麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，故A錯誤；遙控器發(fā)出的紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率小，故B錯誤；電磁波在真空中的傳播速度為光速，大小一定，與頻率無關(guān)，故C錯誤；LC振蕩電路發(fā)射電磁波的兩個重要條件是采用高頻和開放性，故D正確。5．(2023·浙江杭州階段檢測)如圖所示，把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)連成電路。先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電，稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電。由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。下列說法中正確的是()A．電容器放電完畢時，電路中電流為零B．在電場能轉(zhuǎn)化為磁場能時，電路中的電流減小C．電感L、電容C越大，電容器的充、放電時間越長D．振蕩電路中能量逐漸減少，電磁振蕩的周期也在減小解析：選C。當(dāng)電容器放電時，電流在增大，該電流具有正弦式變化規(guī)律，所以放電結(jié)束時的電流達到最大，A錯誤；LC振蕩電路放電時，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電路電流增大，B錯誤；電容越大，所儲存的電荷量就越多、電感L越大，對電流變化的阻礙作用就越大，從而充、放電時間就越長，C正確；根據(jù)T＝2πeq\r(LC)可知，電磁振蕩的周期與電路中能量多少無關(guān)，D錯誤。6．無接觸自助安檢是一種新型安檢方式，旅客進入安檢區(qū)域后，進入人體安檢設(shè)備，設(shè)備主動發(fā)射波長為毫米級的電磁波并對物品進行標(biāo)識，如無危險可疑物品，設(shè)備不報警，旅客可快速通過。關(guān)于毫米波，下列說法正確的是()A.毫米波的傳播需要介質(zhì)B．毫米波的頻率比紫外線的頻率高C．毫米波和超聲波一樣都是橫波D．毫米波比可見光更容易發(fā)生明顯衍射解析：選D。毫米波是電磁波，它的傳播不需要介質(zhì)，選項A錯誤；與紫外線相比，毫米波的波長長，頻率小，選項B錯誤；電磁波是橫波，超聲波是縱波，選項C錯誤；波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，毫米波比可見光波長更長，則更容易發(fā)生明顯衍射，選項D正確。7．太赫茲(THz)波是指頻率在0.1～10THz(波長為30μm～3000μm)范圍內(nèi)的電磁波，利用該頻段可以加深和拓展人類對物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、信息學(xué)和生命科學(xué)中一些基本科學(xué)問題的認(rèn)識。通過和電磁波譜對比，下列說法正確的是()A．太赫茲波比紅光更容易發(fā)生明顯衍射B．太赫茲波比紫外線的能量更大C．太赫茲波比短波頻率更小D．太赫茲波可以用于工業(yè)探傷解析：選A。發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件是尺度或者孔徑小于波長，太赫茲波長比紅光大，更容易發(fā)生明顯衍射，故A正確；由c＝λf可知，波長越大，頻率越小，太赫茲波長比紫外線大，頻率低于紫外線，根據(jù)愛因斯坦的光子說，可知它的光子的能量比紫外線光子的能量更小，故B錯誤；太赫茲波長比短波小，頻率比短波大，故C錯誤；由于頻率越高，其穿透力越強，太赫茲波頻率遠低于X射線，其比X射線穿透能力更弱，不可以用于工業(yè)探傷，故D錯誤。8．某同學(xué)觀察到在商場入口有一自動門，不論什么天氣，當(dāng)有人靠近時，門會自動開啟，人走后又自動關(guān)閉；當(dāng)一個籃球滾向自動門時，門也會自動打開；但兩人從門兩側(cè)抬著一塊很大的無色透明玻璃板靠近自動門時(抬玻璃板的人不在自動門的探測范圍之內(nèi))，門卻不會自動打開。該同學(xué)根據(jù)以上觀察到的現(xiàn)象，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，其中最合理的猜想是()A．自動門通過聲控裝置實現(xiàn)自動開關(guān)門B．自動門通過接收物體發(fā)出的紅外線實現(xiàn)自動開關(guān)門C．自動門通過發(fā)射紅外線并接收反射回來的紅外線信號實現(xiàn)自動開關(guān)門D．自動門通過感受空氣產(chǎn)生的壓力實現(xiàn)自動開關(guān)門解析：選C。根據(jù)題意可知自動門自控原理與聲音無關(guān)，與空氣產(chǎn)生的壓力無關(guān)，故A、D錯誤；當(dāng)有人或籃球靠近自動門時，門會自動打開，而無色透明玻璃板靠近自動門時，門卻不會自動打開，很可能是自動門發(fā)射紅外線而無色透明玻璃板基本上不反射紅外線造成的，故C正確，B錯誤。【綜合提升練】9．如圖所示，把線圈(內(nèi)阻不計)、電容器、電源、電阻和單刀雙擲開關(guān)連成圖示電路。把電壓傳感器(圖中未畫出)的兩端連在電容器的兩個極板M、N上。先把開關(guān)置于a側(cè)，一段時間后再把開關(guān)置于b側(cè)，從此刻開始計時，電壓uMN隨時間t變化的圖像正確的是()解析：選C。由于電路有能量損耗，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分能量以電磁波的形式輻射出去，故電壓振幅會減?。浑娙萜鞣烹姇r間由電容器自身決定，故周期不變，且開始時，電容器電壓最大，則計時開始時，電壓處于最大振幅，故C正確。10．(2023·天津高三檢測)如圖所示的電路，理想變壓器的右側(cè)線圈充當(dāng)LC振蕩電路的電感線圈，其電感為L＝0.25H，電容器的電容C＝4μF，電源電動勢E＝3V，內(nèi)阻忽略不計，變壓器的右側(cè)線圈的匝數(shù)為左側(cè)線圈匝數(shù)的2倍。把單刀雙擲開關(guān)置于a，讓電容器充電，過一段時間，等到電容器充滿之后，再把單刀雙擲開關(guān)置于b，于是在LC電路里就產(chǎn)生了振蕩電流。下列說法正確的是()A．c、d兩端電壓最大值為6VB．c、d兩端電壓變化周期為π×10－3sC．電容器C極板電荷為零時，c、d兩端電壓最大D．電容器C極板電荷為零時，c、d兩端電壓為零解析：選D。單刀雙擲開關(guān)置于b，電容器兩端最大電壓為3V，變壓器的右側(cè)線圈的匝數(shù)為左側(cè)線圈匝數(shù)的2倍，則c、d兩端電壓最大值為1.5V，故A錯誤；c、d兩端電壓變化周期為T＝2πeq\r(LC)＝2π×10－3s，故B錯誤；電容器C極板電荷為零時，電流最大，電流變化率為零，c、d兩端電壓為零，故C錯誤，D正確。11．某人設(shè)計了如圖所示的LC振蕩電路來測量微小物體所受的重力。電容器的上極板是一片彈性金屬薄膜，微小物體放置在金屬膜中央會使其下凹，測量時先把開關(guān)撥到a，電路穩(wěn)定后再把開關(guān)撥到b，通過電流傳感器測出電流的頻率就能測量出微小物體所受的重力。已知該電路振蕩電流的頻率滿足以下關(guān)系式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，則下列說法正確的是()A．物體質(zhì)量越大，開關(guān)撥向a時，電容器存儲的電荷量越小B．開關(guān)由a撥向b瞬間，流經(jīng)電流傳感器的電流最大C．開關(guān)由a撥向b后，該LC電路發(fā)生阻尼振蕩，但周期不變D．測量時，傳感器檢測到的電流頻率越大，表示物體質(zhì)量越大解析：選C。物體質(zhì)量越大，金屬膜被壓彎的程度越大，平行板間的距離減小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，電容器的電容增大，由Q＝CU，開關(guān)撥向a時，電勢差不變，物體質(zhì)量越大，電容器存儲的電荷量越大，A錯誤；開關(guān)由a撥向b瞬間，產(chǎn)生振蕩電流，流經(jīng)電流傳感器的電流為零，B錯誤；振蕩電流的周期為T＝2πeq\r(LC)，開關(guān)由a撥向b后，電容不變，振蕩電流周期不變，C正確；測量時，傳感器檢測到的電流頻率越大，由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))知電容越小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)得平行板間的距離增大，表示物體質(zhì)量越小，D錯誤。12．不同用電器正常工作時使用不同類型的電流，手機充電時需要使用直流電，因此充電器中有將交變電流轉(zhuǎn)化為直流電的整流器，圖甲為一種將正弦交流電轉(zhuǎn)直流電的電路設(shè)計；而金屬探測器內(nèi)部裝有直流電源，但使用時需要用到交流電所激發(fā)的電磁波，圖乙為某金屬探測器內(nèi)的LC振蕩電路部分，此時電容器下極板帶正電，則()A．甲圖中，若輸入端的電壓有效值為U0，則輸出端電壓有效值為0.5U0B．圖乙中，若此時回路中的電流方向為順時針，則線圈的自感電動勢在增加C．圖乙中，若此時回路中電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能，則電容器上所帶電荷正在增加D．只有當(dāng)LC振蕩電路中的線圈與外界金屬有相對運動時，外界金屬才會產(chǎn)生渦流解析：選B。設(shè)輸入端電壓最大值為U，則U0＝eq\f(U,\r(2))，交流電經(jīng)二極管整流后變?yōu)榘雮€周期內(nèi)有正弦電流，另半個周期沒有電流的直流電，設(shè)此時的電壓有效值為U1，則eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),R)T＝eq\f(（\f(U,\r(2))）2,R)·eq\f(T,2)＋0，解得U1＝eq\f(U,2)，則U1＝eq\f(U0,\r(2))，故A錯誤；若此時電流為順時針，根據(jù)電容器上下極板的電性可知此時正在充電，電容器上的電荷量逐漸增加，充電電流逐漸減小，但電流的變化率在增加，因此線圈自感電動勢增加，故B正確；若電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能，說明電容器所帶電荷量在減少，C錯誤；振蕩電路中的交變電流產(chǎn)生變化的磁場和電場，能在金屬內(nèi)部激發(fā)渦流，與電路和金屬之間是否有相對運動無關(guān)，即使相對靜止也能產(chǎn)生渦流，故D錯誤。13．特雷門琴是唯一一種不需要接觸而演奏的樂器，其原理是利用天線和演奏者的手構(gòu)成等效電容C，與自感線圈L構(gòu)成LC振蕩電路，通過改變手的位置(手始終不超出天線長度范圍)改變電路頻率，從而發(fā)出不同聲調(diào)的聲音，其電路圖可簡化為如圖所示。下列演奏者的做法可以使特雷門琴的音調(diào)變高的是()A．戴絕緣手套B．手靠近天線C．手從手掌變成握拳D．手平行天線向上移動解析：選C。振蕩電路的周期為T＝2πeq\r(LC)，若使特雷門琴的音調(diào)變高，則降低周期即可，根據(jù)電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知戴絕緣手套、手靠近天線、手平行天線向上移動不能減小電容，只有手從手掌變成握拳可以減小電容，從而減小周期，增大頻率，使特雷門琴的音調(diào)變高，故C正確。14．上珠峰、下礦井、入海港、進工廠、到田間，5G網(wǎng)絡(luò)正在加速賦能千行百業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)。產(chǎn)生5G無線電波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)如圖所示，則該時刻()A．線圈中磁場的方向向上B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中電流方向相反C．線圈儲存的磁場能正在增加D．電容器兩極板間電場強度正在變大解析：選D。根據(jù)安培定則，線圈中磁場的方向向下，故A錯誤；電容器在充電，電流減小，根據(jù)楞次