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第3章章末综合检测

上传时间: 2014-08-16

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一、单项选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)

1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是(　　)

A．法拉第　　　　　　　　 B．奥斯特

C．麦克斯韦 D．赫兹

解析：选C.英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在．

2．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等．红外遥感利用了红外线的(　　)

A．热效应 B．相干性

C．反射性能好 D．波长大，易衍射

解析：选D.一切物体都可以自发地发射红外线，红外线波长大，易衍射，常用于遥感和遥测，D正确．

3．若把正在收看的电视机放在真空玻璃罩内，我们会发现(　　)

A．图像和声音一样正常

B．可以看到图像但听不到声音

C．可以听到声音，但看不到图像

D．图像和声音同时消失

解析：选B.电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播，但是声音的传播需要介质，在真空中无法传播，所以把正在收看的电视机放在真空玻璃罩内，可以看到图像但听不到声音，B正确．

4．关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是(　　)

A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大

B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大

C．电荷量增大的过程中，电路中的电场能转化为磁场能

D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能

解析：选B.电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A错；电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，B对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能，C错；同理可判断D错．

5．下列关于电磁场和电磁波的叙述正确的是(　　)

A．变化的磁场一定能产生变化的电场

B．电磁波由真空进入玻璃后频率变小

C．广播电台、电视台发射无线电波时需要进行调制

D．电磁波不可能是一种物质

解析：选C.均匀变化的磁场将产生恒定的电场，A错误；电磁波由真空进入玻璃后波速变小，频率不变，B错误；电磁波发射需要调制，C正确；电磁波是一种物质，D错误．

图3－3

6．将如图3－3所示的带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具缓缓匀速拉大板间距离的过程中，在电容器周围空间(　　)

A．会产生变化的磁场

B．会产生稳定的磁场

C．不产生磁场

D．会产生周期性变化的磁场

解析：选A.根据麦克斯韦电磁场理论，电场周围是否会产生磁场，产生怎样的磁场，都取决于电场是否变化及变化情况．若电场不变化，周围不产生磁场；若均匀变化，则产生稳定的磁场；若非均匀变化，则产生变化的磁场；如果电场周期性变化，则产生的磁场也周期性变化．本题中由于电容器始终跟电源相连，两极板间电压不变，根据E＝可知在d缓慢均匀增大时，E是非均匀变化的，因此在其周围产生变化的磁场，选项A正确．

7．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为(　　)

A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过电线输送给LC电路

B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过电线输送给LC电路

C．天线只是选择性地接收某电台电信号，而其他电视台的信号则不接收

D．天线将电磁波传输到电视内

解析：选A.处于变化的电磁场中的导体会产生感应电动势．

8．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是(　　)

A．电池用久了

B．振荡电路中电容器的电容大了

C．振荡电路中线圈的电感小了

D．振荡电路中电容器的电容小了

解析：选B. 电子钟慢了，是其振荡周期变大了，由T＝2π可知，当LC振荡电路中电容器的电容增大，振荡电路中线圈的电感增大，都会引起振荡周期变长，即电子钟变慢，故B正确．

图3－4

9．如图3－4所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电量q随时间变化的图象是图3－5中的(图中q为正值，表示a极板带正电)(　　)

图3－5

解析：选B.因L的直流电阻可忽略，开关S闭合，灯D正常发光时，线圈两端电压为零，此时电容器不带电，断开S后，L中向下的电流不能马上为零，要沿顺时针方向给电容器充电，且开始阶段，给下极板b充正电荷，给上极板a充负电荷，对比四个q－t图象可以看出，只有B正确，A、C、D均错误．

10．在LC振荡电路中，电容器的带电荷量随时间变化的图象如图3－6所示，在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充(或放)电过程及因此产生的电磁波的波长为(　　)

图3－6

A．充电过程，波长为1200 m

B．充电过程，波长为1500 m

C．放电过程，波长为1200 m

D．放电过程，波长为1500 m

解析：选A.由图象可知，在1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器带电荷量增大，属充电过程，产生的电磁波周期T＝4×10－6 s，波长λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1200 m，A正确．

图3－7

11．如图3－7所示，是一个LC振荡电路中的电流变化图象，根据图象可判断(　　)

A．t1时刻电感线圈两端电压最大

B．t2时刻电容器两极板间电压为零

C．t1时刻电路中只有电场能

D．t1时刻电容器带电荷量为零

解析：选D.t1时刻，电路中电流最大，放电完毕，电容器上电荷量为零，电压为零，电场能为零，所以A、C错，D正确；t2时刻，电流为零，充电完毕，电容器上电荷量最大，两极板间电压最大，B错．

12．如图3－8为LC回路中电流随时间的变化图象，规定回路中顺时针方向电流为正，在t＝3T/4时，对应的电路是图3－9中的(　　)

图3－8

图3－9

解析：选B.在t＝T时，电路振荡电流为零，则电容器所带电荷量最多，由题图可知T之前电流为逆时针方向，故电容器上极板带正电，B正确．

二、非选择题(本题共4小题，共40分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(9分)在一个LC振荡电路中，已知电容器极板带电荷量随时间变化关系如图3－10所示，那么在1×10－6 s至2×10－6 s这段时间内，电容器处于________过程(填“充电”或“放电”)，此过程中通过L的电流将________(填“逐渐增大”或“逐渐减小”)，由这个振荡电路激发的电磁波的波长为________ m.

图3－10

解析：根据题目给出的Q－t图象画出对应的i-t图线，如图中的虚线所示．由图可以看出，在1×10－6 s到2×10－6 s这段时间内，电容器所带电荷量逐渐减小，即电容器处于放电过程；但这段时间内电路中的电流逐渐增大，即此过程中通过L的电流逐渐增大．

欲求解该振荡电路激发的电磁波的波长，则要用到波长、波速、周期三者的关系式．由于电磁波在真空中的传播速度等于光速c，从图象上可知，该电磁波的周期T＝4×10－6 s，则波长λ为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1.2×103 m.

答案：放电　逐渐增大　1.2×103

14．(7分)电磁波有：A.可见光　B．红外线　C．紫外线　D．无线电波　E．γ射线　F．X射线

(1)按频率由小到大的顺序是：________________________________________________________________________.

(2)热效应显著的是________，激发物质发光的是________，可用来检查人体病变或骨折的是________，能使种子发生变异培育新品种的是________．

解析：由电磁波谱可知频率由小到大排列依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．其中热效应显著的是红外线，紫外线有荧光效应，X射线可用来透视，γ射线能使种子变异．

答案：(1)DBACFE　(2)B　C　F　E

15．(12分)LC振荡电路中，已知电容器的电容为C，振荡电流i＝Imsin ωt，则此电路中线圈的自感系数为多少？若该电路发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＝Imsin ωt，振荡周期T＝，又T＝2π ，故L＝.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＝.

答案：　

图3－11

16．(12分)一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图3－11所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？

解析：图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc可知，无线电波发射到返回所用时间为50 μs.

设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得s＝＝ m＝7.5×103 m.

答案：7.5×103 m

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