3.4电磁波的发现及其应用 自主提升过关练（word版含答案）

3.4电磁波的发现及其应用 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了（　　）
A．电阻的存在 B．电流的存在
C．电磁波的存在 D．电压的存在
2．关于汽车中的物理知识，下述说法正确的是（　　）
A．打雷时，呆在汽车里要比呆在木屋里危险
B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后可快速清除霜雾
C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
D．汽车上坡要换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力
3．关于物理知识在生活中的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．机场车站所用的测试人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．γ射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT利用的是X射线或γ射线的穿透本领较强
4．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学历史的是 （　　）
A．麦克斯韦预言了并实验证明了电磁波的存在
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C．特斯拉提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像
D．安培提出了分子电流假说，并且发现了电流的磁效应
5．下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的频率越高，越易沿地面传播
B．发射出去的电磁波可以传播到无限远处
C．电磁波在各种介质中传播的波长恒定
D．为了实现全球的电视转播，需要利用卫星传播无线电波，它传播的是超短波或微波
6．下列说法正确的是（　　）
A．电容器带电量越大，其电容就越大
B．电磁波是一种假想的模型，实际上并不存在
C．点电荷在周围空间产生的电场为匀强电场
D．指南针能够指南北方向是因为存在地磁场
7．某病人拍摄CT胸片，病发区的密度与其他部位不同，片中显示为白色斑点。CT机可以诊断病情是因为利用了（　　）
A．长波 B．紫外线 C．红外线 D．X射线
8．手机通话时，手机是将信号发送到（　　）
A．基站 B．对方手机
C．电缆或光缆 D．地方电信局总机
9．下列说法正确的是（　　）
A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
B．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．微波有很强的热效应，所以用微波炉加热食物
10．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．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．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
11．下列说法正确的是（　　）
A．在电场周围一定存在着磁场
B．任何变化的电场周围一定存在着变化的磁场
C．均匀变化的磁场周围一定存在着变化的电场
D．电磁波是一种物质
12．第一位提出“光本身也是一种电磁波”的科学家是（　　）
A．赫兹 B．法拉第 C．麦克斯韦 D．爱因斯坦
13．下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦建立电磁场理论，赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在
B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场
C．电磁波在所有介质中的传播速度均为
D．微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物
14．有一种多功能LED限速牌，如图所示，没有车通过的时候，它显示出该路段的限速值。当有车通过时，它显示出该车的车速，并根据该车是否超速给出提示，这是雷达在生活中的一种应用。下列说法正确的是（　　）
A．该雷达只需发送一次电磁脉冲就能知道车的速度
B．该雷达至少要发送两次电磁脉冲才能知道车的速度
C．该雷达只需发送一次电磁脉冲就能知道车离雷达的距离
D．该雷达必须发送两次电磁脉冲才能知道车离雷达的距离
15．最近，我们的马路边出现了某种新型的共享单车，如图甲所示，这种单车外观结构简单，没有链条，但单车质量比普通自行车大，达到了25 kg．如图乙所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位置，实现防盗．同时手机APP上有定位系统，也能随时了解单车的实时位置；手机还可以通过扫描二维码自动开锁，关锁后APP就显示计时、计价等信息．此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电．根据以上信息下列说法正确是
A．单车比普通自行车运动状态更容易改变
B．单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的
C．单车是利用电磁感应原理实现充电的
D．单车和手机之间是利用声波传递的
二、解答题
16．如图所示的振荡电路中，自感系数L=300 μH，电容C的范围为25～270 pF，求：
(1)振荡电流的频率范围；
(2)若自感系数L=10 mH，要产生周期T=0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？
17．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？
参考答案
1．C
【详解】
麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，故选C。
2．B
【详解】
A．由于汽车金属外壳的静电屏蔽作用，打雷时呆在汽车里要比呆在木屋里安全。故A错误；
B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后快速发热，用于清除霜雾。故B正确；
C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来接收无线电信号的。故C错误；
D．汽车上坡要换低速挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力。故D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．一切物体均发出红外线，随着温度不同，辐射强度不同，人体温度的测温仪应用的是红外线，故A错误；
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置，借助于多普勒效应现象，故B正确；
C．γ射线，可以化疗，可以用来治疗某些癌症，故C正确；
D．给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，故D正确；
此题选择不正确的选项，故选A。
4．B
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了这一观点，故A错误；
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，故B正确；
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像，故C错误；
D．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．沿地面传播的电磁波应该为波长较长，频率较低的电磁波，故A错误；
B．发射出去的电磁波随距离的增大，能量不断损失，故B错误；
C．电磁波在不同介质中传播速度不同，导致波长也发生相应变化，故C错误；
D．由于电视信号属微波段，实现全球的电视转播，需要利用卫星传播无线电波，卫星传播的是超短波或微波，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．电容器的电容取决于电容器本身的性质，电容与带电量及电压无关，故A错误；
B．电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生变化的电场，变化的电场又产生变化的磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，实际存在的，故B错误；
C．点电荷的在其周围空间激发的电场是辐射状的电场，故C错误；
D．指南针能够指南北方向是因为地球周围存在的磁场，指示针在磁场中受到地磁场的作用，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
CT机可以诊断病情是因为利用了X射线穿透能力较强的性质。故选D。
8．A
【详解】
在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调制后，把信号发送到基站中转，故选A。
9．C
【详解】
A．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，γ射线穿透能力最强，故A错误；
B．一切物体都不停地向外辐射电磁波，故B错误；
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关，选项C正确；
D．红外线有很强的热效应，之所以用微波炉加热食物，是由于微波能使水分子间产生碰撞、摩擦生热，选项D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不变化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电场，故A错误；
BD．均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场，故BD错误；
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故C正确。
故选C。
11．D
【详解】
ABC．在变化的电场周围才存在磁场，周期性变化的电场（非均匀变化的）会产生同频率周期性变化的磁场，均匀变化的磁场周围存在着稳定的电场，选项ABC错误；
D．电磁波在空间存在，具有能量，是一种物质，选项D正确。
故选D。
12．C
【详解】
建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，而赫兹证实了电磁波的存在，对于法拉第首次提出场的概念，并发现电磁感应现象，爱因斯坦提出相对论；故C正确，ABD错误。故选C。
13．AB
【详解】
A．麦克斯韦建立电磁场理论，赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，故A正确；
B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，故B正确；
C．电磁波在真空中传播速度等于光速 c=3×108m/s ，故C错误；
D．因为红外线有热作用，微波炉主要利用电磁波中的红外线加热食物，故D错误。
故选AB。
【点睛】
14．BC
【详解】
CD．电磁脉冲测距的基本原理是，在测距点向被测目标发射一束短而强的电磁脉冲，电磁脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收，假设目标距离为L，电磁脉冲往返的时间间隔为t，光速为c，则测距公式为，故C正确，D错误；
AB．电磁脉冲测速是基于测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，故该雷达至少要发送两次电磁脉冲才能知道车的速度，故A错误，B正确；
故选BC。
15．BC
【详解】
质量越大运动状态越难改变，故单车的运动状态难以改变，故A错误；单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的，故B正确；单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；单车和手机之间没有电路连接，是利用电磁波传递信息的，故D错误．所以BC正确，AD错误．
16．(1)0.56×106～1.8×106 Hz ；(2)10－3 F
【详解】
(1)由f=得：
fmax= Hz=1.8×106 Hz
fmin=Hz=0.56×106 Hz
所以频率范围为0.56×106～1.8×106 Hz.
(2)由T=2π得：
C=F=10－3 F.
17．（1）3.14×10－5 s；（2）10 m/s2
【详解】
（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