第四章电磁振荡电磁波
一、选择题(共15题)
1.如图所示,家用微波炉中使用的微波频率为2450 MHz,则它的波长是( )
A.1.2×10-1 m B.7.35×10-17 m
C.1.2×10-4 m D.7.35×10-11 m
2.如图所示是一个LC振荡电路中电流的变化图线,下列说法正确的是( )
A.t1时刻电感线圈两端电压最大
B.t1时刻电路中只有电场能
C.t1时刻电容器所带电荷量为零
D.t2时刻电容器两极板间电压为零
3.如图所示为X射线管的结构示意图,E为灯丝电源.要使射线管发出X射线,须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压,( )
A.高压电源正极应接在P点,X射线从K极发出
B.高压电源正极应接在P点,X射线从极A发出
C.高压电源正极应接在Q点,X射线从K极发出
D.高压电源正极应接在Q点,X射线从极A发出
4.有关电磁波和声波,下列说法错误的是( )
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
B.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大
C.电磁波是横波,声波也是横波
D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长
5.下列说法正确的是 ( )
A.只有横波才能产生干涉现象
B.光的双缝干涉实验中,在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹
C.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
6.下列关于光和无线电波的说法中正确的是( )
A.光和无线电波在任何介质中的传播速度都是相同的
B.光不是电磁波,无线电波是电磁波
C.光可以反射,无线电波不会反射
D.光和无线电波在真空中的传播速度相同
7.在LC振荡电路中,电容器放电完毕的瞬间( )
A.电场能正向磁场能转化 B.磁场能正向电场能转化
C.电场能刚好向磁场能转化完毕 D.磁场能刚好向电场能转化完毕
8.下列说法中,正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律并测定了万有引力常量
B.法拉第电磁感应定律是法拉第在前人工作基础上独立总结出来的
C.质点做曲线运动时,在相等的时间内速度变化可能相等
D.测温枪接收到人体辐射的红外线而测温,红外线比红光光子能量大,所以热效应显著
9.法拉第是一位伟大的实验物理学家,他在电磁学方面做出了基础而重要的贡献,被称为“电学之父”和“交流电之父”.关于法拉第的成就,以下说法正确的是
A.发现了电磁感应定律和楞次定律
B.发现了电流的磁效应
C.验证了麦克斯韦关于电磁波的预言
D.提出场的概念,认为电场对电荷有力的作用
10.防控新冠肺炎疫情期间,额温枪测量人体体温,主要是接收了人体辐射的( )
A.红外线 B.紫外线 C.X射线 D.无线电波
11.关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播 B.电磁波在空气中传播速度为 340m/s
C.人讲话的声波属于电磁波 D.手机通信是利用电磁波来传递信息
12.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播,形成电磁波
B.电磁波是一种物质不能在真空中传播
C.红外线的波长比X射线的波长短
D.电磁波能传播信息,但不能传播能量
13.下列说法正确的是___________
A.声源向着静止的观察者运动时,观察者接收到的频率大于声源的发声频率
B.机械波向周围传播时,介质中的质点也随波迁移
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D.水面上的油膜呈现彩色条纹是由于光的干涉产生的现象
E.质点在平衡位置附近的往复运动就是简谐运动
14.下列说法正确的是
A.波源与观察者互相靠近或者互相远离时,观察者接收到的波的频率都会发生变化
B.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
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.变化的电场可能产生变化的磁场
15.在LC振荡电路中,L是电感线圈的自感系数,C是由a和b组成的平行板电容器的电容。在t1时刻,电路中电流不为零,而电容器的a板带电荷量为+q,经过一段时间到t2时刻,a板第一次带-q的电荷量,则可能是( )
A.
B.
C.在t1和t2时刻电路中电流方向相同
D.在t1和t2时刻电路中电流方向相反
二、填空题
16.X射线穿透物质的本领比γ射线更强( )
17.英国物理学家___________预言了电磁波的存在(选填“麦克斯韦”或“赫兹”或“法拉第”),医院利用___________灭菌消毒(选填“紫外线”或“红外线”)。
18.把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程,称为____________,信号的调制方式有调幅信号和_______________两种方式.
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_______m/s;在人类历史上首先捕捉到电磁波的科学家是_________(选填“麦克斯韦”或“赫兹”)。
三、综合题
20.如果中央人民广播电台向外发射500 kHz的电磁波,若距该台6×103 km处有一台收音机,问:
(1)此电磁波的波长多大?
(2)从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处?
21.“没它,手机没信号;有它,辐射会不会比较大?”某高层住宅的用户们对新安装在楼道里的“蘑菇头”产生了困惑,如图所示。他们所说的“蘑菇头”,实际上是一种手机室内分布系统,主要用于改善室内信号,使基站的信号均匀分布在室内每个角落。有人称室内分布系统的信号辐射是手机的数十倍,其他居民也有议论:“楼里有孕妇,要是被辐射了可咋办呀?”“要是辐射大,我宁愿不用手机!”
你认为应当如何看待和解除大家的这种担忧?
22.在LC振荡电路中,如果C=100 pF,要发出波长为30 m的无线电波,应用多大电感的电感线圈?
23.实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两板带有一定电荷时,发现一粉尘恰好静止在两板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路,试分析以下两个问题:
(1)从S闭合时开始计时,经过π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少?
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
微波的波长为
故选A。
2.C
【详解】
A.在t1时刻,电路中的i最大,说明放电结束,所以电路中电流最大,则磁场能最大,电场能最小,则电荷量为零,电压也为零,A错误;
B.在t1时刻,电路中的i最大,说明放电结束,所以电路中电流最大,则磁场能最大,电场能最小,则电荷量为零,电压也为零,B错误;
C.在t1时刻,电路中的i最大,说明放电结束,所以电路中电流最大,则磁场能最大,电场能最小,则电荷量为零,电压也为零,C正确;
D.在t2时刻,电路中的i最小,说明还没放电,所以电路中无电流,则磁场能最小,电场能最大,则电压也最大,D错误;
故选C。
3.D
【详解】
E为灯丝电源,对灯丝加热,灯丝放出电子,电子速度是很小的,要使电子到达对阴极A,并高速撞击A,使原子的内层电子受到激发才能发出X射线.因此,K、A之间应有使电子加速的电场,故Q应接高压电源正极,D正确.
4.C
【详解】
电磁波表示是一种物质,其传播不需要介质;机械振动在介质中的传播是机械波,机械波的传播离不开介质,故A正确;真空中电磁波传播最快,故由空气进入水中传播时,电磁波的速度变小;声波在固体中传播最快,气体中传播最慢,故由空气进入水中传播时,声波的传播速度变大;故B正确;电磁波是横波,声波是纵波,故C错误;真空中电磁波传播最快,故由空气进入水中传播时,电磁波的速度变小;声波在固体中传播最快,气体中传播最慢,故由空气进入水中传播时,声波的传播速度变大;根据波速与波长关系公式,由空气进入水中传播时,电磁波的波长变小,声波的波长变大,故D正确;本题选错误的,故选C.
5.D
【详解】
横波和纵波都能产生干涉现象,选项A错误;光的双缝干涉实验中,在光屏上的某一位置明条纹或暗条纹是稳定的,故B错误;均匀变化的磁场产生稳定的电场,所以不能向外传播形成电磁波,选项C错误;红光的折射率比绿光的小,由sinC=1/n知红光的临界角比绿光的大,则增大入射角时,绿光先发生全反射,首先从水面上消失,故D正确;
6.D
【详解】
光和无线电波都是电磁波,在真空中的传播速度与光速相同;不同的电磁波在不同介质中的传播速度与其频率有关;故光和无线电波在介质中的传播速度不相同;故AB错误,D正确;光和电磁波均可以发生反射、折射等现象;故C错误;故选D.
7.C
【详解】
在LC振荡电路中,电容器放电的过程是电场能转化为磁场能的过程,电容器放电完毕,则电场能向磁场能转化完毕
故选C。
8.C
【详解】
A.牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律,建立完整的经典力学体系,但没有测出万有引力常量,故A错误;
B.法拉第电磁感应定律是由纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出来的,B错误;
C.比如质点做平抛运动,只受重力,加速度恒定,在相等的时间内速度变化相等,C正确;
D.红外线比红光光子的能量小,D错误。
故选C。
9.D
【详解】
法拉第发现了电磁感应定律,楞次发现楞次定律,选项A错误;奥斯特发现了电流的磁效应,选项B错误;赫兹验证了麦克斯韦关于电磁波的预言,选项C错误;法拉第提出场的概念,认为电场对电荷有力的作用,选项D正确;故选D.
10.A
【详解】
用“额温枪”测量体温时,“额温枪”识别人体辐射强度不同的红外线,故选A。
11.D
【详解】
A.电磁波能在真空中传播,故A错误;
B.电磁波在空气中传播速度为,故B错误;
C.人讲话的声波属于机械波,故C错误;
D.手机能发出电磁波也能接收电磁波,故通信是利用电磁波来传递信息,故D正确。
故选D。
12.A
【详解】
A. 变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播,形成电磁波,A正确;
B. 电磁波是一种物质,能在真空中传播,B错误;
C. 红外线的波长比X射线的波长长,C错误;
D. 电磁波能传播信息,也能传播能量,D错误。
故选A。
13.ACD
【详解】
A.声源向静止的观察者运动时,产生多普勒效应,观察者接收到的频率大于声源的频率,A正确;
B.机械波的传播依靠质点间的依次带动,能量以波的形式传播,但组成波的质点并不随波迁移,B错误;
C.电磁波是横波,每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的,且与波的传播方向垂直,C正确;
D.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的,D正确;
E.质点在平衡位置附近的往复运动属于机械运动,不一定是简谐振动,E错误.
故选ACD。
14.AD
【详解】
A.波源与观察者互相靠近或者互相远离时,会产生多普勒效应,观察者接收到的波的频率都会增大或减小,故A正确;
B.根据光速不变原理,知在不同惯性系中,光在真空中沿不同方向的传播速度大小相等,故B错误;
C.运用荧光物质在紫外线照射下,会发出可见光,根据这一特点,可以设计防伪措施,故C错误;
D.根据麦克斯电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,故D正确.
故选AD.
15.BCD
【详解】
AB.a板从带正电荷到第一次带等量负电荷,可知经历时间为半个周期,因
故
A错误,B正确;
CD.由题意只知道带电量,可能处于充电过程、可能处于放电过程,故在t1和t2时刻电路中电流方向可能相同、可能相反,CD正确。
故选BCD。
16.错误
【详解】
γ射线的波长比X射线的波长短,即γ射线的频率比X射线的频率大,由ε = hν可知,γ射线具有的能量比X射线的大,穿透物质的本领比X射线强,故题干说法错误。
17. 麦克斯韦 紫外线
【详解】
英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在
医院利用紫外线灭菌消毒
18. 调制 调频信号
【详解】
调制是指把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程;信号的调制方式有调幅信号和调频信号,调幅信号是信号的振幅随声音、图像等信号而改变,调频信号是电磁波的频率随着声音、图像等信号而改变.
19. 是 赫兹
【详解】
由电磁波谱可知,电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线,故可见光是电磁波的一部分;
电磁波在真空中的传播速度都等于光速,;
麦克斯韦是建立了电磁场理论和预言了电磁波的存在,赫兹是在人类历史上首先捕捉到电磁波的科学家。
20.(1)600m;(2)0.02s
【详解】
(1)根据波速公式
c=λf
又电磁波在真空中的传播速度为
c=3×108 m/s
代入数据,解得
λ==600 m
(2)根据公式,可得从电台发出的信号到达收音机处经过的时间为
t= s=0.02 s
21.大剂量的电磁辐射确实对人体有害,但是手机基站是国家安全部门检通过检测来进行设定的,如果基站的放射量比较大对人体造成危害的话,那么是不允许使用的。有研究报道,即便在基站下近距离的工作,对人体也不会造成损害。
【详解】
大剂量的电磁辐射确实对人体有害,但是手机基站是国家安全部门检通过检测来进行设定的,如果基站的放射量比较大对人体造成危害的话,那么是不允许使用的。有研究报道,即便在基站下近距离的工作,对人体也不会造成损害。
22.2.5 μH
【详解】
由公式T=2π 和v= ,
得
L=
式中v=3.0×108m/s,C=100×10-12F,
L=H=2.5 μH
23.(1)2g;(2)g,方向竖直向下
【详解】
(1)S断开时,电容器内带电粉尘恰好静止,说明电场力方向向上,且
F电=mg
闭合S后,L、C构成LC振荡电路,
T=2π=2π×10-5 s
经过π×10-5 s时,电容器间的电场强度反向,电场力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得
a==2g
(2)线圈中电流最大时,电容器两极间的电场强度为零,由牛顿第二定律可得
a==g
方向竖直向下。
答案第1页,共2页