第三章 电磁波 单元达标测试（word解析版）

2021-2022学年鲁科版选修3-4
第三章
电磁波
单元达标测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．首先通过实验发现“电流的磁效应”的科学家是（　　）
A．安培
B．法拉第
C．麦克斯韦
D．奥斯特
2．下列各过程中，没有用到电磁波的是（　　）
A．用手机接电话
B．用微波炉加热面包
C．用水银温度计测体温
D．用遥控器打开电视
3．关于电磁场、电磁波、电磁波谱，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波是纵波
B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能够产生电场
C．X射线比无线电波更容易发生明显衍射现象
D．紫外线有显著的热效应，可用其测温
4．“4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8GHz~2.7GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（　　）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．5G信号比4G信号波长更长
C．5G信号比4G信号传播速度更快
D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播
5．关于电磁场的理论，下列说法正确的是
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
6．在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（
）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.01s时，LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，则（　　）
A．LC回路的振荡周期为0.02s
B．LC回路中电流最大时电场能最大
C．t2=0.12s时线圈中磁场能最大
D．t3=0.125s时回路中电流沿顺时针方向
8．下列说法正确的是（　　）
A．声速与介质有关
B．电磁波只能传递信息，不能传递能量
C．用肥皂膜做干涉实验时，呈现的是等间距竖直条纹
D．彩超可以检查心脏、大脑和血管的病变，它应用了多普勒效应
9．关于摄像机与电视机，下列说法正确的是（　　）
A．摄像机实际上是将光信号转变为电信号的装置
B．电视接收机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C．由于画面更换迅速和视觉暂留效应使人们看到的是活动的图像
D．电视机接收到的画面是连续的
10．理想LC振荡电路某时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在放电
B．电路中的磁场能在增加
C．电容器两端的电压在增加
D．把电容器的两极板间距离拉大，振荡电流的频率增大
11．下面说法正确的是（
）
A．法拉第发现了电流的磁效应
B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大
C．利用涡流冶炼金属可以在真空进行，防止空气中杂质进入
D．麦克斯韦的电磁理论认为，变化的磁场会在周围空间产生感生电场
12．室外天线放大器能将室外接收到的微弱电视信号放大，使得电视机更清晰，放大器放置在室外的天线附近，为它供电的电源盒放置在室内，连接电源盒与放大器的两条电线兼有两种功能：既是天线放大器的50Hz低频电源线，同时又将几百兆赫兹高频电视信号送入室内，供电视机使用，这就是说，低频电流和高频电流共用一个通道．室内电源盒的内部电路如图示，关于电容器C和电感线圈L的作用，下面说法正确的是(
)
A．高频电视信号经过电容器C输送给电视机
B．电容器C对高频电视信号没有阻碍作用
C．电感线圈L的作用是阻碍高频电视信号进入变压器
D．电感线圈L对50Hz低频电流没有阻碍作用
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20
cm，每秒脉冲数n＝5
000，每个脉冲持续时间t＝0.02
μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
14．车载Mp3可以把Mp3中储存的音乐，以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中，车主只需将汽车收音机的频率设定为车载Mp3的频率，或让收音机搜索到该频率即可进行播放。如图为某种型号的车载Mp3，若其设置频率为，试求；
（1）所发射的无线电波的波速是多少？
（2）所发射的无线电波的波长是多少？
15．某居住地位于某山脉的一侧，山脉的另一侧处建有无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为的中波和的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少？
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地处的？
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好．为什么？
16．如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的回答？（设对方听到话后立即回话，已知，）
参考答案
1．D
【详解】
丹麦物理学家奥斯特在1820年最早通过实验发现“电流的磁效应”。
故选D。
2．C
【详解】
ABD．用手机接电话、用微波炉加热面包以及用遥控器打开电视都是通过电磁波工作，选项ABD不符合题意；
C．用水银温度计测体温不需要电磁波，选项C符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
A．电磁波是横波，A错误；
B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能够产生电场，B正确；
C．无线电波的波长大于X射线，所以无线电波更容易发生明显的衍射，C错误；
D．红外线有显著的热效应，可用其测温，而紫外线有显著的荧光效应，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；
B．5G信号比4G信号频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，但其波长要比4G信号短，故B错误；
C．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故C错误；
D．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，便于远距离传播，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场．
6．D
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论，只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，D正确；ABC错误；
故选D。
7．C
【详解】
A．t=0时，线圈中电流向右，断开开关S后，电容器右极板充电。在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.01s时LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充电一次，则周期为0.04s，选项A错误；
B．根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，选项B错误；
C．t2=0.12s=3T，此时线圈中电流向右最大，磁场能最大，选项C正确；
D．t3=0.125s=时线圈中电流向右给电容器充电，回路中电流沿逆时针方向，选项D错误。
故选C。
8．AD
【详解】
A．声速与介质及其温度有关，故A正确；
B．电磁波既能传递信息，又能传递能量，故B错误；
C．肥皂膜做干涉实验时，因同一高度，膜的厚度相等，因此呈现的是水平条纹，再依据干涉条纹间距公式可知，条纹是等间距，故C错误；
D．彩超工作利用的是超声波的多普勒效应，故D正确；
故选AD．
9．ABC
【详解】
通过摄像机摄到景物的光信号，再通过特殊装置转变为电信号，在1s内传递25幅画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原为图像，每秒要接收到25张画面，由于画面更换迅速和视觉暂留效应，我们感觉到的便是活动的图像。
故选ABC。
10．CD
【详解】
A．由线圈中的磁场方向和安培定则可以得到线圈中的电流沿逆时针方向（俯视），故电容器正在充电，故A错误；
BC．电容器充电时，电容器两端的电压增加，电场能增加，磁场能减小，故B错误，C正确；
D．把电容器的两极板间距离拉大时，电容减小，由LC振荡电路的周期公式
可知周期减小，故振荡电流频率增加，故D正确。
故选CD。
11．CD
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；
B．线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与线圈中电流的变化快慢无关，选项B错误；
C．利用涡流冶炼金属可以在真空进行，防止空气中杂质进入，选项C正确；
D．麦克斯韦的电磁理论认为，变化的磁场会在周围空间产生感生电场，选项D正确.
12．AC
【解析】
【详解】
高频电视信号是交流电，电容器有通高频、阻低频的特点，故A正确；电容器C对高频电视信号的阻碍作用较小，但有阻碍，故B错误；电感线圈L的作用是通低频、阻高频，故能够阻碍高频电视信号进入变压器，故C正确；电感线圈L对50Hz低频阻碍作用较小，故D错误；故选AC．
【点睛】
电容器在电子线路中用来通过交流而阻隔直流，通高频、阻低频；电感线圈通直流、阻交流，通低频、阻高频．
13．1.5×109Hz
3×104m
【解析】
(1)电磁波一般在空气中传播，传播速度认为等于光速c＝3.0×108m/s，因此
＝Hz＝1.5×109Hz
(2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t＝0.02
μs，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量．设最大侦察距离为x，两个脉冲时间间隔为Δt＝s＝2×10－4s?0.02
μs(故脉冲持续时间可以略去不计)，则2x＝vΔt所以x＝＝3×104m.
思路分析：根据公式分析;经过分析可得Δt?0.02
μs,所以脉冲持续时间可以略去不计,
则根据公式2x＝vΔt可得
试题点评：第二问中注意两个脉冲时间间隔为电磁波往返的时间
14．（1）（2）3.43m
【详解】
(1)电磁波在空气中的传播速度大约是；
(2)由题意可知，由公式
15．（1）750m；0．75m（2）衍射（3）中波的接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好
【详解】
（1）由知，中波的波长为
微波的波长为
．
（2）无线电波绕过山脉到达A处，发生了衍射现象．
（3）中波的接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显．
16．另一方至少要等0.477s才能听到对方的回答
【详解】
要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少。
设卫星的质量为m，离地高为h，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同。
由牛顿第二定律得
所以
无线电传播的最短距离为
传播的最短时间为