第4章电磁波课后练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第4章电磁波课后练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 192.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-20 05:55:03 | ||
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文档简介
第4章电磁波
一、选择题（共15题）
1．在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号，这一过程完成了（ ）
A．光、电转化 B．电、光转化 C．光、电、光转化 D．电、光、电转 化
2．2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船成功发射，将3名航天员送入中国空间站开展为期6个月的科学实验。在空间站，航天员与地面通信采用的是（ ）
A．超声波 B．无线电波 C．有线通信 D．声波
3．用实验证实电磁波的存在的著名科学家是
A．麦克斯韦 B．法拉第 C．安培 D．赫兹
4．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大
B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大
C．赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势
D．只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失
5．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波的传播速度等于光速C
D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
6．下列说法不正确的是（ ）
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
B．爱因斯坦提出了光子的概念
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
7．下面说法正确的是
A．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场
B．发射无线电广播信号须先进行调制
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．在LC振荡电路里，当电容器放电完毕时，线圈中电流为零
8．微波炉是一种常见的家用电器，它的核心部件实际上就是一台能产生电磁波的振荡器，它产生的电磁波波长，频率．在真空中该电磁波比可见光（ ）
A．波长长 B．频率高 C．速度大 D．速度小
9．下列说法正确的是：（ ）
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，但变化的电场不能产生磁场
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在
C．爱因斯坦首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的
D．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
10．许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，不正确的是（ ）
A．X光透视利用的是光的衍射现象
B．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
D．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用
11．有一个如图所示的LC回路，其中，，，t=0时刻，电容器的带电量最大，则（ ）
A．振荡周期T=2s B．经过时间t=0.5s，电路中电流最小
C．经过时间t=1s，磁场能达到最大 D．放电过程中，电量有所损耗，振荡周期变小
12．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列有关物理学家的贡献，错误的是（ ）
A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象
B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系
C．法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
D．洛仑兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
13．下列说法中正确的是（ ）
A．根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关
B．机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数
C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
D．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱
E．赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在
14．下列有关电磁波的发射、传播和接收说法正确的是（ ）
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象信号
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
E．长波可以通过地波传播的原因是：长波波长较长，容易产生衍射现象，长波在地面可以绕过障碍物
15．下列说法中正确的是 （ ）
A．托马斯 杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象
C．在光双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来他又用实验证实电磁波的存在
二、填空题
16．在国际单位制中，电场强度的单位是____；磁感强度的单位是_____．麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于__________________m/s.
17．把左边的人和右边与之相关的物理事件用线段连接起来________.
A．法拉第 a.磁场对通电导线的作用力
B．安培 b.电流磁效应
C．奥斯特 c.点电荷间的相互作用力
D．库仑 d.电磁感应
E.赫兹 e.用实验成功验证了电磁波的存在
18．在LC振荡电路中，当电流最大时，电容器两端电势差也最大，充电完成时，电势差最大，但是电流为0( )
19．可见光___________（选填“是”或“不是”）电磁波的一部分；电磁波在真空中的传播速度__________．
三、综合题
20．在长长的电磁波谱中，能够引起视觉的只是波长为400～760这样很窄的一部分。有趣的是，太阳辐射的各种波长的电磁波中，也是这部分最强。你怎样解释这种“巧合”？
21．LC振荡电路的电容C=556 pF，电感L=1 mH，若能向外发射电磁波，则其周期是多少？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？
22．无线电波有哪些传播途径 这些途径分别适用传播什么波段的无线电波
23．有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期，式中m为振动物体的质量，k为回复力与位移间的比例系数。
（1）试证明在小角度下，单摆做简谐运动，并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f的表达式（已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g）；
（2）在弹吉他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定，假设琴弦振动时，振幅很小，且琴弦的张力保持不变，
a．请通过分析，写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的关系式；
b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，试求琴弦振动的频率将变为多少？
（注：严格的说，琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。此题中我们不考虑其他驻波的影响，即只需关注琴弦上基波的频率。不懂驻波的同学可以不用管这一条注释，不影响解题）
（3）简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。我们曾利用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。
现在对一个LC振荡电路，请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律），并求出电磁振荡频率f的表达式。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
摄像管将景物反射的光信号转化为电信号，这一过程完成了光、电转化，故选A.
2．B
【详解】
空间站与地面之间有段距离没有空气，声波、超声波不能够传播；地面和太空之间距离太远，也不可能通过有线的方式来通信，只能通过电磁波（无线电波）来通信。
故选B。
3．D
【详解】
用实验证实电磁波的存在的著名科学家是赫兹，故选D.
4．C
【详解】
AB．在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速，与电磁波的频率、能量大小无关，故A、B错误；
C．赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势，故C正确；
D．当赫兹实验中的电火花停止即发射电路的电磁振荡停止，只是不再产生新的电磁波，但已产生的电磁波不会立即消失，还会继续传播，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．变化的电场一定在周围空间产生磁场，周期性变化的电场才会在周围空间产生变化的磁场，A错误；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，B正确；
C．电磁波在真空中传播速度等于光速C，C错误；
D．各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同等于光速，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，A正确，但不符合题意；
B．爱因斯坦提出了光子的概念，B正确，但不符合题意；
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，C错误，符合题意；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，D正确，但不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】
A.根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场(磁场）一定产生磁场(电场）；但均匀变化的电场（磁场）只有产生恒定的磁场(电场），故A错误；
B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，因此发射无线电广播信号须先进行调制，故B正确；
C.用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，故C错误；
D.在LC振荡电路里，当电容器放电完毕时，电量为零，电场能为零，磁场能最大，则线圈中电流最大，故D错误．
8．A
【详解】
电磁波在真空中的速度均相等，可见光的波长范围是，微波炉发射的电磁波波长大于可见光波长，频率比可见光的频率低。
故选A。
9．B
【详解】
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，变化的电场也能产生磁场，A错误；
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，B正确；
C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．X光透视利用的是X光的穿透能力强的特点，A错误，符合题意；
B．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点，B正确，不符合题意；
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，C正确，不符合题意；
D．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用，D正确，不符合题意。
故选A。
11．A
【详解】
A．由
代入数据可解得，振荡周期为
A正确；
B．经过时间t=0.5s，即，刚好完成放电，故电路中电流最大，B错误；
C．经过时间t=1s，即，电容反向充电完成，电场能达到最大，磁场能达到最小，C错误；
D．振荡周期由L、C决定，与电量多少无关，故保持不变，D错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．安培提出了分子电流假说，能够解释永久磁铁产生磁场的原因，以及磁铁受猛烈撞击后突然失去磁性等一些磁现象，A正确，不符合题意；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围能产生磁场，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系，B正确，不符合题意；
C．法拉第发现电磁感应现象，从而使人们知道了电不仅能生磁，同样磁也能生电，对电与磁内在联系的认识更加完善，C正确，不符合题意；
D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，D错误，符合题意。
故选D。
13．BDE
【详解】
A．根据爱因斯坦的相对论可判断高速运动的物体的质量与运动快慢有关，故A错误；
B．机械波在传播过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，介质中的质点每经过一个完全波时完成一次全振动，故单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列波的频率，故B正确；
C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故C错误；
D．从实验现象可知，偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱，故D正确；
E．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础，故E正确。
14．ADE
【详解】
A．通过电离层反射以天波方式传播的是短波，故A正确；
B．由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图象信号，因此还要使声音或图象信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调也叫检波，故B错误；
C．不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不相同，因此有不同的用途，故C错误；
D．根据
f=
说明增加调频回路固有频率f，需要减小L，即减小线圈的匝数，故D正确；
E．长波波长较长，容易产生衍射现象，长波在地面可以绕过障碍物，所以长波可以通过地波传播，故E正确。
故选ADE。
15．BC
【详解】
试题分析：托马斯 杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故A错误．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是太阳光经过油膜的上下表面反射的光发生干涉形成的，故B正确．根据可知在其它条件不变的情况下，波长λ越大，干涉条纹间距越大，故C正确．麦克斯韦提出电磁场理论并预言光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故D错误．故选BC．
16． N/C（V/m） 特斯拉（T） 3×108
【详解】
在国际单位制中，电场强度的单位是N/C（V/m）；磁感强度的单位是特斯拉（T）．麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于3×108m/s.
17．
【详解】
1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．安培研究了磁场对通电导线的作用力规律．1820年丹麦的物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．库仑研究了点电荷间的相互作用力，发现了库仑定律．赫兹用实验成功验证了电磁波的存在；所以人和物理事件用线段连接起来如下：
18．错误
【详解】
在LC振荡电路中，电流增大的过程是电容器的放电过程，振荡电流最大时，电容器放电结束，电容器两端电压为零，充电完成时，电势差最大，但是电流为0，故此说法错误。
19． 是
【详解】
可见光是电磁波的一部分；电磁波在真空中的传播速度。
20．根据适者生存的原则，只有适应这种环境，只能对这部分电磁波敏感，能引起视觉效果的动物才能生存下来
【详解】
根据适者生存的原则，只有适应这种环境，只能对这部分电磁波敏感，能引起视觉效果的动物才能生存下来。
21．4.68×10-6 s，1.17×10-6 s
【详解】
解：由振荡电路的周期公式可得
T=2π=2×3.14×s≈4.68×10-6 s
LC振荡电路周期，即是其发射的电磁波的周期，电容器极板上所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间为，则
t==1.17×10-6 s
22．无线电波的传播方式有：地波传播、直射波（空间波）传播和天波传播。
地波传播：沿地球表面空间传播的无线电波叫地波，由于地波在传播过程中能量逐渐被大地吸收，因此传播距离不远，由于不受天气影响，可靠性高，超长波、长波、中波的无线电信号一般利用地波传播。
直射波传播：直射波的传播距离一般在视距范围内，传播过程中强度衰减较慢，一般用于超短波和微波。
天波传播：由于大气电离层只对短波波段的电磁波产生反射，天波传播一般主要用于短波远距离通信。
23．（1）；（2）a．，b．；（3），
【详解】
（1）对摆球受力分析如图
单摆摆球的重力沿着切线方向的分力提供回复力，该力的大小为
由于
故
故
方向总是指向平衡位置，有
而常数
代入简谐运动的周期公式
可得单摆的周期公式为
单摆的振动频率为
联立解得
故单摆振动频率f的表达式为。
（2）a．频率f的单位是，质量m的单位是kg，长度L的单位是m，弹拨力F的单位是
从单位方面分析只有组合才能得到频率的单位。增加一个系数c可得公式
b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，有
因长度裁剪为原来的一半，所以琴弦的质量也变为原来的一半，有
故有
则有
故关系式为，琴弦振动的频率将变为2f。
（3）由简谐振动过程中的机械能守恒，有
整理可得
故常数为
由弹簧振子的振动周期，结合可得
而LC振荡电路的总能量包括电容器的电场能和电感线圈中的磁场能，其总能量是守恒的，有
整理可得
而电容器的电荷量为
代入可得
与类比可知，电荷量q类比为位移x，电流I类比为速度v，因电流关于时间成正弦函数规律，可推得电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律，而常数为
根据弹簧振子的周期为
代入可知
由周期可知电磁振荡的频率公式为
故电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律为且满足正弦变化规律，电磁振荡频率f的表达式为。
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号，这一过程完成了（ ）
A．光、电转化 B．电、光转化 C．光、电、光转化 D．电、光、电转 化
2．2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船成功发射，将3名航天员送入中国空间站开展为期6个月的科学实验。在空间站，航天员与地面通信采用的是（ ）
A．超声波 B．无线电波 C．有线通信 D．声波
3．用实验证实电磁波的存在的著名科学家是
A．麦克斯韦 B．法拉第 C．安培 D．赫兹
4．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大
B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大
C．赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势
D．只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失
5．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波的传播速度等于光速C
D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
6．下列说法不正确的是（ ）
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
B．爱因斯坦提出了光子的概念
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
7．下面说法正确的是
A．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场
B．发射无线电广播信号须先进行调制
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．在LC振荡电路里，当电容器放电完毕时，线圈中电流为零
8．微波炉是一种常见的家用电器，它的核心部件实际上就是一台能产生电磁波的振荡器，它产生的电磁波波长，频率．在真空中该电磁波比可见光（ ）
A．波长长 B．频率高 C．速度大 D．速度小
9．下列说法正确的是：（ ）
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，但变化的电场不能产生磁场
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在
C．爱因斯坦首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的
D．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
10．许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，不正确的是（ ）
A．X光透视利用的是光的衍射现象
B．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
D．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用
11．有一个如图所示的LC回路，其中，，，t=0时刻，电容器的带电量最大，则（ ）
A．振荡周期T=2s B．经过时间t=0.5s，电路中电流最小
C．经过时间t=1s，磁场能达到最大 D．放电过程中，电量有所损耗，振荡周期变小
12．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列有关物理学家的贡献，错误的是（ ）
A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象
B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系
C．法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
D．洛仑兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
13．下列说法中正确的是（ ）
A．根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关
B．机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数
C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
D．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱
E．赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在
14．下列有关电磁波的发射、传播和接收说法正确的是（ ）
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象信号
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
E．长波可以通过地波传播的原因是：长波波长较长，容易产生衍射现象，长波在地面可以绕过障碍物
15．下列说法中正确的是 （ ）
A．托马斯 杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象
C．在光双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来他又用实验证实电磁波的存在
二、填空题
16．在国际单位制中，电场强度的单位是____；磁感强度的单位是_____．麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于__________________m/s.
17．把左边的人和右边与之相关的物理事件用线段连接起来________.
A．法拉第 a.磁场对通电导线的作用力
B．安培 b.电流磁效应
C．奥斯特 c.点电荷间的相互作用力
D．库仑 d.电磁感应
E.赫兹 e.用实验成功验证了电磁波的存在
18．在LC振荡电路中，当电流最大时，电容器两端电势差也最大，充电完成时，电势差最大，但是电流为0( )
19．可见光___________（选填“是”或“不是”）电磁波的一部分；电磁波在真空中的传播速度__________．
三、综合题
20．在长长的电磁波谱中，能够引起视觉的只是波长为400～760这样很窄的一部分。有趣的是，太阳辐射的各种波长的电磁波中，也是这部分最强。你怎样解释这种“巧合”？
21．LC振荡电路的电容C=556 pF，电感L=1 mH，若能向外发射电磁波，则其周期是多少？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？
22．无线电波有哪些传播途径 这些途径分别适用传播什么波段的无线电波
23．有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期，式中m为振动物体的质量，k为回复力与位移间的比例系数。
（1）试证明在小角度下，单摆做简谐运动，并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f的表达式（已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g）；
（2）在弹吉他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定，假设琴弦振动时，振幅很小，且琴弦的张力保持不变，
a．请通过分析，写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的关系式；
b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，试求琴弦振动的频率将变为多少？
（注：严格的说，琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。此题中我们不考虑其他驻波的影响，即只需关注琴弦上基波的频率。不懂驻波的同学可以不用管这一条注释，不影响解题）
（3）简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。我们曾利用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。
现在对一个LC振荡电路，请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律），并求出电磁振荡频率f的表达式。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
摄像管将景物反射的光信号转化为电信号，这一过程完成了光、电转化，故选A.
2．B
【详解】
空间站与地面之间有段距离没有空气，声波、超声波不能够传播；地面和太空之间距离太远，也不可能通过有线的方式来通信，只能通过电磁波（无线电波）来通信。
故选B。
3．D
【详解】
用实验证实电磁波的存在的著名科学家是赫兹，故选D.
4．C
【详解】
AB．在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速，与电磁波的频率、能量大小无关，故A、B错误；
C．赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势，故C正确；
D．当赫兹实验中的电火花停止即发射电路的电磁振荡停止，只是不再产生新的电磁波，但已产生的电磁波不会立即消失，还会继续传播，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．变化的电场一定在周围空间产生磁场，周期性变化的电场才会在周围空间产生变化的磁场，A错误；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，B正确；
C．电磁波在真空中传播速度等于光速C，C错误；
D．各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同等于光速，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，A正确，但不符合题意；
B．爱因斯坦提出了光子的概念，B正确，但不符合题意；
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，C错误，符合题意；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，D正确，但不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】
A.根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场(磁场）一定产生磁场(电场）；但均匀变化的电场（磁场）只有产生恒定的磁场(电场），故A错误；
B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，因此发射无线电广播信号须先进行调制，故B正确；
C.用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，故C错误；
D.在LC振荡电路里，当电容器放电完毕时，电量为零，电场能为零，磁场能最大，则线圈中电流最大，故D错误．
8．A
【详解】
电磁波在真空中的速度均相等，可见光的波长范围是，微波炉发射的电磁波波长大于可见光波长，频率比可见光的频率低。
故选A。
9．B
【详解】
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，变化的电场也能产生磁场，A错误；
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，B正确；
C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．X光透视利用的是X光的穿透能力强的特点，A错误，符合题意；
B．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点，B正确，不符合题意；
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，C正确，不符合题意；
D．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用，D正确，不符合题意。
故选A。
11．A
【详解】
A．由
代入数据可解得，振荡周期为
A正确；
B．经过时间t=0.5s，即，刚好完成放电，故电路中电流最大，B错误；
C．经过时间t=1s，即，电容反向充电完成，电场能达到最大，磁场能达到最小，C错误；
D．振荡周期由L、C决定，与电量多少无关，故保持不变，D错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．安培提出了分子电流假说，能够解释永久磁铁产生磁场的原因，以及磁铁受猛烈撞击后突然失去磁性等一些磁现象，A正确，不符合题意；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围能产生磁场，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系，B正确，不符合题意；
C．法拉第发现电磁感应现象，从而使人们知道了电不仅能生磁，同样磁也能生电，对电与磁内在联系的认识更加完善，C正确，不符合题意；
D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，D错误，符合题意。
故选D。
13．BDE
【详解】
A．根据爱因斯坦的相对论可判断高速运动的物体的质量与运动快慢有关，故A错误；
B．机械波在传播过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，介质中的质点每经过一个完全波时完成一次全振动，故单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列波的频率，故B正确；
C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故C错误；
D．从实验现象可知，偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱，故D正确；
E．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础，故E正确。
14．ADE
【详解】
A．通过电离层反射以天波方式传播的是短波，故A正确；
B．由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图象信号，因此还要使声音或图象信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调也叫检波，故B错误；
C．不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不相同，因此有不同的用途，故C错误；
D．根据
f=
说明增加调频回路固有频率f，需要减小L，即减小线圈的匝数，故D正确；
E．长波波长较长，容易产生衍射现象，长波在地面可以绕过障碍物，所以长波可以通过地波传播，故E正确。
故选ADE。
15．BC
【详解】
试题分析：托马斯 杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故A错误．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是太阳光经过油膜的上下表面反射的光发生干涉形成的，故B正确．根据可知在其它条件不变的情况下，波长λ越大，干涉条纹间距越大，故C正确．麦克斯韦提出电磁场理论并预言光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故D错误．故选BC．
16． N/C（V/m） 特斯拉（T） 3×108
【详解】
在国际单位制中，电场强度的单位是N/C（V/m）；磁感强度的单位是特斯拉（T）．麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于3×108m/s.
17．
【详解】
1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．安培研究了磁场对通电导线的作用力规律．1820年丹麦的物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．库仑研究了点电荷间的相互作用力，发现了库仑定律．赫兹用实验成功验证了电磁波的存在；所以人和物理事件用线段连接起来如下：
18．错误
【详解】
在LC振荡电路中，电流增大的过程是电容器的放电过程，振荡电流最大时，电容器放电结束，电容器两端电压为零，充电完成时，电势差最大，但是电流为0，故此说法错误。
19． 是
【详解】
可见光是电磁波的一部分；电磁波在真空中的传播速度。
20．根据适者生存的原则，只有适应这种环境，只能对这部分电磁波敏感，能引起视觉效果的动物才能生存下来
【详解】
根据适者生存的原则，只有适应这种环境，只能对这部分电磁波敏感，能引起视觉效果的动物才能生存下来。
21．4.68×10-6 s，1.17×10-6 s
【详解】
解：由振荡电路的周期公式可得
T=2π=2×3.14×s≈4.68×10-6 s
LC振荡电路周期，即是其发射的电磁波的周期，电容器极板上所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间为，则
t==1.17×10-6 s
22．无线电波的传播方式有：地波传播、直射波（空间波）传播和天波传播。
地波传播：沿地球表面空间传播的无线电波叫地波，由于地波在传播过程中能量逐渐被大地吸收，因此传播距离不远，由于不受天气影响，可靠性高，超长波、长波、中波的无线电信号一般利用地波传播。
直射波传播：直射波的传播距离一般在视距范围内，传播过程中强度衰减较慢，一般用于超短波和微波。
天波传播：由于大气电离层只对短波波段的电磁波产生反射，天波传播一般主要用于短波远距离通信。
23．（1）；（2）a．，b．；（3），
【详解】
（1）对摆球受力分析如图
单摆摆球的重力沿着切线方向的分力提供回复力，该力的大小为
由于
故
故
方向总是指向平衡位置，有
而常数
代入简谐运动的周期公式
可得单摆的周期公式为
单摆的振动频率为
联立解得
故单摆振动频率f的表达式为。
（2）a．频率f的单位是，质量m的单位是kg，长度L的单位是m，弹拨力F的单位是
从单位方面分析只有组合才能得到频率的单位。增加一个系数c可得公式
b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，有
因长度裁剪为原来的一半，所以琴弦的质量也变为原来的一半，有
故有
则有
故关系式为，琴弦振动的频率将变为2f。
（3）由简谐振动过程中的机械能守恒，有
整理可得
故常数为
由弹簧振子的振动周期，结合可得
而LC振荡电路的总能量包括电容器的电场能和电感线圈中的磁场能，其总能量是守恒的，有
整理可得
而电容器的电荷量为
代入可得
与类比可知，电荷量q类比为位移x，电流I类比为速度v，因电流关于时间成正弦函数规律，可推得电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律，而常数为
根据弹簧振子的周期为
代入可知
由周期可知电磁振荡的频率公式为
故电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律为且满足正弦变化规律，电磁振荡频率f的表达式为。
答案第1页，共2页