5.3初识电磁波及其应用-同步训练（Word版含答案）

5.3初识电磁波及其应用
一、选择题（共15题）
1．下列有关电磁波的说法正确的是（　 ）
A．麦克斯韦发现了电磁波的存在
B．电磁波可以在真空中传播
C．红光不是电磁波
D．X射线可用于通信和广播
2．测温是防控新冠肺炎的重要环节。额温枪是通过传感器接收人体辐射的红外线，对人体测温的。下列说法正确的是（　　）
A．红外线是波长比紫外线短的电磁波
B．红外线可以用来杀菌消毒
C．体温越高，人体辐射的红外线越强
D．红外线在真空中的传播速度比紫外线的大
3．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为
A．增加线圈的匝数
B．在线圈中插入铁芯
C．减小电容器极板间的距离
D．减小电容器极板正对面积
4．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
B．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
5．下列说法正确的是
A．电磁波属于纵波
B．无线电波的传输一定需要介质
C．在LC振动电路的充电过程中，电流与电荷量同时达到最大值
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制
6．以下有关在真空中传播的电磁波的说法中正确的是（　　）
A．频率越大，传播的速度越大 B．频率不同，传播的速度相同
C．频率越大，其波长越大 D．频率越大，传播的速度越小
7．下列说法正确的有（　　）
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了偏振现象
B．第5代移动通信（5G）采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号的传播速度大
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最高点处开始计时，以减小实验误差
8．下列说法中正确的是（　　）
A．在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物，利用衍射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情况
B．紫外线的频率与固体物质分子的固有频率接近，容易引起分子共振，产生内能
C．来回抖动带电的梳子，在空间就会形成变化的电磁场，产生电磁波
D．地面上两北斗卫星导航终端同时发出定位申请信号，在高速运行的卫星上看两信号也一定是同时发出的
9．有关光的知识，下列说法正确的是（　　）
A．电视机遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要短
B．偏振光可以是横波，也可以是纵波
C．雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的衍射所形成的的现象
D．在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C（C为临界角）的倒立的圆锥里
10．下列说法正确的是：
A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场
B．红外线遥感技术是利用红外线的化学作用
C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著
D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力
11．关于电磁波的传播速度，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波的频率越高，传播速度越大 B．电磁波的波长越长，传播速度越大
C．电磁波的能量越大，传播速度越大 D．所有电磁波在真空中的传播速度都相等
12．下列说法正确是（　　）
A．机械波和电磁波既有横波又有纵波
B．电子仪器套上金属罩防止外界电场干扰是应用电磁感应原理
C．办公区域和家中常用的WiFi信号的波长与X射线的波长差不多
D．LC振荡电路中自感系数L和电容C都减小一半可使振荡频率增大一倍
13．关于光现象及其应用，下列说法正确的有(　　)
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D．经过调制后的高频电磁波向外辐射的本领更强
E．收音机调到某个台时，调谐电路发生了电谐振
14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B．紫外线能促使体内维生素D的合成
C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红外线
D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
15．在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为正值，则（　　）
A．0至0.5ms内，电容器C正在充电
B．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电
C．1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高
D．1.5ms至2ms内，磁场能在减少
二、填空题
16．电磁波在空气中的传播速度_______（选填“等于”或“不等于”）真空中的光速。电磁波在生活中有着广泛的应用，在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是________（ 选填“红外线”或“X射线”）。
17．2012年6月24日，飞行在太空的我国“神舟九号”航天员与深潜在海面下7000米处的“蛟龙号”潜水员进行了人类最远的“海天对话”，如图所示，“海天对话”是靠_______传递信息的．“神舟九号”发射时加速上升的过程机械能_____（选填“增大”、“减少”或“不变”），“蛟龙号”潜水器逐渐浸没于水中的过程浮力_____．（选填“增大”、“减少”或“不变”）
18．在生活中打电话的电信号是________信号，而发电报的电信号是________信号．（填“数字”或“模拟”）
19．如图为振荡电路在某时刻的电容器的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___________（选填“放”或“充”）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=___________。
三、综合题
20．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，经过3.14×10－5 s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)
21．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？
22．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km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？
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？
23．如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V、2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：
（1）当t=×10–3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
（2）当t=π×10–3 s时，LC回路中的电流．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在；故A错误．电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故B正确；红光是电磁波，故C错误；无线电波可用于通信和广播，X射线穿透能力较强，用于医疗透视，探伤，故D错误．
2．C
【详解】
A．由电磁波谱可知，红外线是波长比紫外线长的电磁波，故A错误；
B．紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，故B错误；
C．体温越高的人体发射的红外线越强，故C正确；
D．紫外线和红外线都是不可见光，在真空中的传播速度相同都等于3×108m/s，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
LC振荡电路产生的电磁波的频率为
f=
再由
v=λf
解得
λ=2πv
所以减小波长的方法是减小自感系数L或电容C。
增加线圈的匝数和在线圈中插入铁芯都是增加L的措施。对电容又有
C=
可知减小电容器极板间的距离可增大电容C；减小电容器极板正对面积可减小C。
故选D。
4．C
【详解】
A．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，只有非均匀变化的电场产生变化的磁场，故A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，故B错误；
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，故C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．电磁波属于横波，选项A错误；
B．无线电波的传输不需要介质，选项B错误；
C．在LC振动电路的充电过程中，电荷量达到最大值时，充电电流最小，选项C错误；
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，选项D正确；
故选D.
6．B
【详解】
ABD．真空中电磁波的传播速度均为3×108m/s，与频率无关，故AD错误，B正确；
C．真空中电磁波的传播速度一定，根据公式c=λf可知频率越大，波长越短，故C错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了衍射现象，故A错误；
B．第5代移动通信(5G)采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号和低频段的电磁波信号传播速度相等，故B错误；
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率，故C正确；
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最低点处开始计时，以减小实验误差，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物，利用镜面反射使外面的人看不到幕墙里面的情况，A错误；
B．红外线的频率与固体物质分子的固有频率接近，容易引起分子共振，产生内能，B错误；
C．来回抖动带电的梳子，产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成电磁波，C正确；
D．地面上两北斗卫星导航终端同时发出定位申请信号，在高速运行的卫星上看两信号不是同时的，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．电视机遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要长，A错误；
B．偏振光一定是横波，不可能是纵波，B错误；
C．雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的薄膜干涉所形成的的现象，C错误；
D．岸上的景物，即使发出的光几乎与水面平行，经水面折射后射入水中时，折射角也不会超过临界角C，因此在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C（C为临界角）的倒立的圆锥里，D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在磁场，不一定是变化的磁场，选项A错误；
B．红外线遥感技术是利用红外线的衍射作用和热效应，选项B错误；
C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线具有杀菌的化学作用，选项C错误；
D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力，选项D正确．
故选D。
11．D
【详解】
AB．电磁波在介质中的传播速度由频率和介质共同决定，AB错误；
C．电磁波的速度与能量无关，C错误；
D．所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．机械波既有横波又有纵波，电磁波是横波，A错误；
B．电子仪器套上金属罩防止外界电场干扰是应用静电屏蔽原理，B错误；
C．办公区域和家中常用的WiFi信号能发生明显的衍射现象，其波长比X射线的波长大得多，C错误；
D．根据
LC振荡电路中自感系数L和电容C都减小一半可使振荡频率增大一倍，D正确。
故选D。
13．ACDE
【详解】
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点，选项A正确；
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，从而使得拍摄照片更清晰，选项C正确；
D．调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，穿透能力更强，即辐射本领更强，选项D正确；
E．收音机调到某个台时，调谐电路发生了电谐振，选项E正确。
故选ACDE。
14．AB
【详解】
试题分析：因为电磁波中无线电波的波长较大，波动性越显著，所以最容易表现出干涉，衍射现象，A正确；紫外线能够帮助人体合成维生素D，而阳光中有紫外线，正因为如此，人们才要适当晒太阳，B正确；电烤箱的工作原理是炭纤维通电后产生红外线直接辐射在食物上，将食物烤熟，所以C选项错误；只要温度高于绝对零度，就会产生红外线，所以D项错误；总上诉书，本题选项为AB．
15．CD
【详解】
A．由题图乙知，0至0.5ms内，i在增大，电容器正在放电，A错误；
B．0.5ms至1ms内，电流在减小，为充电过程，电容器上极板带负电，B错误；
C．1ms至1.5ms内，为放电过程，电容器下极板带正电，电势较高，则Q点比P点电势高，C正确；
D．1.5ms至2ms内，为充电过程，磁场能在减少，D正确。
故选CD。
16． 等于 X射线
【详解】
电磁波在空气中的传播速度等于真空中的光速。
电磁波在生活中有着广泛的应用，在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是X射线。
17． 电磁波 增大 增大
【详解】
现代的移动通信都是利用电磁波来传递信息的；“海天对话”靠的也是电磁波；
“神舟九号”发射时加速上升的过程中，高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，所以机械能增大；
根据阿基米德定律可判断“蛟龙号”潜水器所受浮力大小。“蛟龙号”潜水器逐渐浸没于水中的过程中，排开水的体积增大，所以排开水的重力增大，所以浮力增大。
18． 模拟 数字
【详解】
不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号（Analog Signal），例如用一系列连续变化的电磁波（如无线电与电视广播中的电磁波），或电压信号（如电话传输中的音频电压信号）来表示；数字数据则采用数字信号（Digital Signal），例如用一系列断续变化的电压脉冲（如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0），或光脉冲来表示． 而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路（例如电话网、有线电视网）来传输． 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点，如电报．
19． 充 减小 10-5H
【详解】
根据题图中的磁感线方向，由安培定则可判断出回路中的电流方向为顺时针方向，故正在对电容器充电，磁场能正在转化为电场能，电流正在减小。又由
可得
L=
解得
L=10-5H
20．20 m/s2,10 m/s2
【详解】
当S拨至a时，油滴受力平衡，显然带负电；
所以
mg=qU/d
当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
当t=3.14×10－5s时，电容器恰好反向充电结束，由牛顿第二定律得，
qU/d+mg=ma
以上式子联立，代入数据解得
a=20m/s2
当振荡电流最大时，两极板间无电场，油滴仅受重力作用
所以
mg=ma/
a/=g=10m/s2．
21．2.5 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
22．（1）600m （2）0.02s （3）0.02s
【详解】
（1）根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf 和电磁波在真空中的传播速度 c=3×108m/s，所以
（2）从电台发出的信号到达收音机处经过
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，但由于光速不变，则第(2)问中的时间不发生变化．
23．（1）正电荷 ；（2） 0.5 A
【详解】
（1）S断开后，LC中产生振荡电流，振动周期为
则t＝×10－3 s=时，电容器充电完毕，右极板带正电荷
（2）开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流
当t＝π×10－3 s=时，LC回路中的电流达到反向最大，即I=0.5A
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