教科版高中物理选择性必修第二册第四章章末综合提升课件

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章末综合提升第四章　电磁振荡与电磁波巩固层·知识整合提升层·题型探究主题1　电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。3．电磁波：电磁场由近及远地向周围传播形成电磁波。4．电磁振荡：如图中，先给电容器充电，再使电容器、电流表和电感线圈连接在一个回路中，在以后的过程中，电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着，这种现象就是电磁振荡。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能在振荡电路中周期性地转化。5．电磁波的发射：要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的振荡频率。(2)采用开放电路。采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图。6．电磁场与电磁波的关键词转化：  √√一语通关　电磁波是一种波，因此它具有一切波的共性，同时它又是一种具体的波，是以场的形式存在的，传播时不需要介质，且一定是横波；电磁波的传播速度由介质和频率共同决定。主题2　电磁波与信息化社会1．电磁波的传输信息可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现地面无线传输，也可由卫星传输。电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大。2．雷达的工作原理及应用(1)雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。(2)雷达的构造及特点：一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；③雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间为1 μs，两次发射的时间间隔约为0.1 ms；④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。(3)雷达的应用：探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；在天文学上研究星体；在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云。3．电视仅仅是接收端，它接收来自电视台的无线电信号；雷达自身发射信号，遇到障碍物反射回来，通过接收反射波来确定物体的位置，因此雷达既是发射端又是接收端；手机接收来自基站的信号，同时它又向基站发射信号，它既是接收端也是发射端。【典例2】　某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s，电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？ [答案]　336 m/s一语通关　(1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离。(2)根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置。(3)雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半。章末综合测评(四)　电磁振荡与电磁波题号13524687910111213√1415161718一、单项选择题1．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比的过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是(　　)A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波D　[电磁波在传播过程中电场强度E和磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直，所以电磁波为横波。故选D。]题号2134568791011121314151617182．把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图示连成电路。把示波器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，从此刻开始计时，电容器通过线圈放电。电路工作过程中，向外辐射电磁波，则电压Uab随时间t变化的波形是(　　)A　　　　　　BC　　　　　　D√题号213456879101112131415161718C　[先把开关置于电源一侧为电容器充电，a板与电源的正极相连，故a板电势高于b板，则Uab＞0，则当断开开关后，电容器两端的电压一定，且为最大，故A、D错误；而再把开关置于线圈一侧后，电容器放电，电路向外辐射电磁波，由于电路中的能量在耗散，因此电容器两极板间的电压越来越小，而电容器的充放电有其自身的固有周期，即周期不变，故B错误，C正确。故选C。]题号32456879101112131141516√17183．利用所学物理知识，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)向外发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，达到一定的电压后，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卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机发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卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息题号324568791011121311415161718B　[IC卡工作所需要的能量是线圈L中产生的感应电流，选项A错误；要使电容C达到一定的电压，则读卡机应该发射特定频率的电磁波，IC卡才能有效工作，选项B正确；若读卡机发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不能达到一定的电压，IC卡不能有效工作，选项C错误；IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也能向读卡机传输自身的数据信息，选项D错误。]题号42356879101112131√14151617184．下列关于电磁波谱的说法，下列说法正确的是(　　)A．验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应B．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线C．利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．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题号423568791011121311415161718C　[验钞机验钞票真伪体现了紫外线的荧光效应，不是红外线，选项A错误；相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是波长比X射线更小的γ射线，选项B错误；利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离，选项C正确；夏天太阳把地面晒得发热是因为红外线的热效应在各种电磁波中是最强的，选项D错误。]题号24536879101112131√14151617185．下列设备的运行与电磁波无关的是(　　)A．医院里，医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况B．“嫦娥一号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球C．汽车上安装有GPS(全球卫星定位系统)以确定行驶路线和距离D．在汶川大地震发生后救灾人员利用卫星电话恢复了与外界的通信联系A　[医院里的B超是利用超声波的物理特性进行分析和治疗的，故选A。]题号24536879101112131√14151617186．特雷门琴是一种不需要接触而演奏的乐器，其原理是利用天线和演奏者的手构成等效电容C，与自感线圈L构成LC振荡电路，通过改变手的位置(手始终不超出天线长度范围)改变电路频率，从而发出不同声调的声音。其电路图可简化为如图所示，下列演奏者的做法可以使特雷门琴的音调变高的是(　　)A．戴绝缘手套　　　 B．手靠近天线C．手从手掌变成握拳 　 D．手平行天线向上移动题号245368791011121311415161718 题号24537689101112131√14151617187．中国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第四代作战飞机“歼-20”，使中国成为世界上第三个进入到第四代战机的研发序列中的国家。隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是(　　)A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击题号245376891011121311415161718B　[雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，所以要想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，选项B正确。]题号2453867910111213114151617188．麦克斯韦的电磁理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7 kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz＝106 Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900 MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4 GHz(1 GHz＝109 Hz)的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是(　　)题号245386791011121311415161718A．手机工作时使用的电磁波是纵波B．机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播C．地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领D．无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生明显衍射现象√题号245386791011121311415161718C　[手机工作时使用的电磁波为横波，故A错误；电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故B错误；地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领，故C正确；无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波频率高，波长短，不容易发生明显衍射，故D错误。]题号92453867101112131√1415161718 BC　[由题图可判断：t1时刻电容器正在放电，电流处在增大状态；t2时刻电容器正在充电，电流处在减小状态，故选项B、C正确，选项A、D错误。]√题号92453867101112131√141516171810．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变化的图像，则(　　)A．i1是L1中的电流图像 B．i1是L2中的电流图像C．i2是L2中的电流图像 D．i3是流过耳机的电流图像甲(a)　　　(b)　 　　(c)乙√√题号924538671011121311415161718ACD　[L1中由于电磁感应产生的感应电动势的图像是同题图(a)相似的，但是由于L2和D串联，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2中没有电流，所以L2中的电流图像应是题图(b)；高频部分通过C2，通过耳机的电流如同题图(c)中的i3，只有低频的电流，A、C、D正确。]题号92453867101112131141516171811．被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪(AED)是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化，下列说法正确的是(　　)A．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同B．放电过程中，电流大小不变C．自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短D．电容C越小，电容器的放电时间越短√√题号924538671011121311415161718 题号92453867101112131141516√171812．下列有关电磁波的发射、传播和接收的说法正确的是(　　)A．如图所示传播方式的电磁波是短波B．由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，是我们需要的声音或图像信号C．不同波段的无线电波的传播特点不一样，有不同的用途，发射、接收所用的设备可以相同D．某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他可以减少线圈的匝数来实现√题号924538671011121311415161718 题号924538671011121311415161718三、非选择题13．如图所示为振荡电路在某时刻的电容器带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在________电，电感线圈中的电流在________(选填“增大”“减小”或“不变”)，如果振荡电流的周期为π×10-4 s，电容为C＝250 μF，则自感系数L＝________ H。 充减小10-5题号92453867101112131141516171814．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5 mH，电容C＝4 μF，π＝3.14。(1)该回路的周期是多大？(2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10-3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器是处在充电过程还是放电过程？ 题号924538671011121311415161718 [答案]　(1)6.28×10-4 s　(2)减小　充电过程题号92453867101112131141516171815．在电视节目中，我们经常看到主持人与被派到海外的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？(已知地球的质量为6.0×1024 kg，地球半径为6.4×106 m，万有引力常量为6.67×10-11 N·m2·kg-2，c＝3×108 m/s)题号924538671011121311415161718 [答案]　见解析　0.24 s题号92453867101112131141516171816．麦克斯韦在1865年发表的《电磁场动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光就是电磁波。有一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图所示，求该光波的频率。(已知光速c＝3×108 m/s)题号924538671011121311415161718 [答案]　5×1014 Hz17．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5 kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由LC振荡电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈自感系数L＝4.0 mH，此时产生电谐振的电容为多大？(已知光速c＝3×108 m/s)题号924538671011121311415161718 题号924538671011121311415161718[答案]　8 000 m　4.5×10-9 F18．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0.50 W/m2。如果小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，那么在距离该通信装置多少米以外的区域是符合规定的安全区域？已知球的表面积S＝4πR2，结果保留1位有效数字。题号924538671011121311415161718 题号924538671011121311415161718[答案]　0.4 m