5.3初识电磁波及其应用同步练习 （word版含答案）

5.3 初识电磁波及其应用 同步练习
一、单选题
1．用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路，要使该调谐电路能接收到波长为λ的无线电波，则电容器的电容应为（已知无线电波在空气中的速度为c）（　　）
A． B． C． D．
2．电磁波谱的不同波段特性不一，应用广泛。下列说法中正确的是（　　）
A．检验人民币的真伪一般利用的是红外线
B．对人体进行透视时一般利用的是射线
C．对病人进行放射性治疗时，用到了射线高能量的特点
D．5G通讯是利用红外线传递信号
3．电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法不正确的是（　　）
A．线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B．此时电容器正在放电
C．电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
D．此时电场能正在向磁场能量转化
4．如图甲为振荡电路情景图，图乙为其中电流随时间变化的图像，则（　　）
A．图甲中电容器在放电，线圈中的磁场在增强
B．图甲中若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
C．图乙中时间内，线圈两端电压在增大
D．图乙中时间内，线圈的自感电动势在增大
5．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。以下符合事实的是（　　）
A．奥斯特发现了电流热效应的规律
B．赫兹提出了“变化的磁场产生电场”这一假设
C．麦克斯韦用实验证实了电磁场理论的正确性
D．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
6．扫描机器是医院常用的检测仪器，图示是某种机主要部分的剖面图。电子束从电子枪射出，进入两极之间的加速电场，加速后进入由偏转线圈产生的偏转磁场，磁场方向垂直于纸面。电子束沿带箭头的实线所示的方向前进，最终打到靶上P点，产生的射线（如图中带箭头的虚线所示）照射受检人员后到达探测器。下列说法正确的是（　　）
A．偏转磁场的方向垂直于纸面向外
B．靶产生的射线是由于原子的内层电子受电子束的激发而产生的
C．若只减小偏转磁场的磁感应强度大小，P点一定向左移
D．若同时增大之间的加速电压和偏转磁场的磁感应强大小，P点一定向左移
7．如图甲为电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图像，如图乙为振荡电路的某一状态，线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（ ）
A．中某时刻与图乙状态相对应
B．时间内振荡电路内的电流为顺时针
C．时刻线圈中自感电动势为零
D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小
8．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
9．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在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．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
10．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示，则此时（　　）
A．电路中的电流为顺时针方向 B．电容器两端电压正在增大
C．磁场能正在转化为电场能 D．电容器正在放电
11．电磁波在真空中传播的速度是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f=90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为（　　）
A．2.70 m B．333 m C．270 m D．3.33 m
12．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是（　　）
A． B．
C． D．
13．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示，则此时（　　）
A．线圈中的自感电动势在增大
B．电容器两端电压正在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．增大电容器的电容，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
14．收音机正在收听700kHz的电台播音，为了改收1400kHz的电台，应调节收音机调谐电路的可变电容器，使其电容（　　）
A．减小到原来的 B．减小到原来的
C．增大到原来的2倍 D．增大到原来的4倍
15．下列选项符合物理学史的是（　　）
A．奥斯特提出了分子电流假说，能成功解释一些磁现象
B．库仑最早用实验测得元电荷的数值
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出，闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并用实验证实了电磁波的存在
二、填空题
16．电磁波谱的概念及分类：
（1）概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫作电磁波谱。
（2）分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、______、可见光、______、______、γ射线。
17．麦克斯韦电磁场理论的两大支柱是：______、______。
18．__________提出光是一种__________波，__________用实验验证了这一预言．红外线最显著的作用是__________，__________都会发出红外线，红外线波长比红光__________，所以__________现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；紫外线的主要作用是__________，__________能发出紫外线，紫外线还有__________效应和__________作用，伦琴射线又叫__________射线。
三、解答题
19．太阳的辐射功率（太阳每秒辐射的能量）为，已知射到大气层的太阳能只有到达地面，另有被大气层吸收和反射，而未到达地面。若射到地球上的太阳光可视为垂直于地球表面，把太阳光看成是频率为的单色光，求地球表面上的面积每秒接收到多少个光子。已知太阳到地球的距离为。（最后结果保留两位有效数字）
20．振荡电路中的电容为30~390 pF，电感为88.6×10–3 H，振荡电路中产生的振荡电流的周期在什么范围内？如果电容器的电容为C1时，电路中的最大电流为I1，保持电容器的最大带电荷量不变，突然将C1减小到C2，电路中的最大电流为I2，试比较I1与I2．
21．如图所示是演示电磁波的发射与接收的实验装置。
(1)当甲的振子、间产生电火花时，乙的氖灯是否一定发光？
(2)如果乙的氖灯发光，其能量是如何得到的？
22．(1)红外体温计不与人体接触就能测体温，为什么？
(2)一切物体都在不停地辐射红外线，为什么在冰窖中我们会感到很冷？
(3)红外遥感有哪些方面的应用？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
由λ= 可得波长为λ的无线电波的频率f= ，故调谐电路的频率也为f，又f=，所以
得
C=
故D正确ABC错误。
故选D。
2．C
【详解】
A．利用紫外线可以进行防伪识别，而不是红外线，A错误；
B．医学中对人体进行透视时一般利用的是X射线，B错误；
C．对病人进行放射性治疗时，用到了射线高能量的特点，C正确；
D．5G通讯利用的是无线电波传递信号，D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．由右手定则可知线圈中的磁场方向向上，电容器处于放电状态，电流变大，故A正确，A不符合题意；
B．此时电容器正在放电，故B正确，B不符合题意；
C．电容器中的电场方向向上，由于处于放电状态，电量不断减少，由 可知极板间的电势差正在变小，故C错误，C符合题意；
D．电路处于放电状态，电场能正在向磁场能量转化，故D正确，D不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】
A．由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，A错误；
B．若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据
可知发射电磁波的频率变小，B错误；
C．在时间内，电路中的不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，C正确；
D．时间内，电流变化率就是图像的斜率，由图可知，在时间内，图像的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，线圈磁通量的变化量在减小，线圈的自感电动势在减小，D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．奥斯特发现了的电流磁效应，故A错误；
B．麦克斯韦提出了“变化的磁场产生电场”这一假设，故B错误；
C．赫兹用实验证实了电磁场理论的正确性，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．根据左手定则可知，偏转磁场的方向垂直于纸面向里，A错误；
B．靶产生的射线是由于原子的内层电子受电子束的激发而产生的，B正确；
C．根据洛伦兹力提供向心力
可得
若只减小偏转磁场的磁感应强度大小，电子在磁场中的轨迹半径增大，点向右移，C错误；
D．电子经过加速电场，根据动能定理
解得
电子在磁场中的半径为
若同时增大之间的加速电压和偏转磁场的磁感应强大小，电子在磁场中的轨迹半径可能增大、减小或者不变，点可能向右移、向左移或者不变，D错误；
故选B。
7．A
【详解】
AD．时间内电容器充电，且上极板带负电，所以LC振荡电路内的电流为逆时针，根据安培定则可知L中磁场方向向上，所以中某时刻与图乙状态相对应，此时电容器极板间电场能逐渐增大，故A正确，D错误；
B．时间内电容器放电，且上极板带正电，所以LC振荡电路内的电流为逆时针，故B错误；
C．时刻回路中电流为零，电流变化率最大，线圈中的感应电动势最大，故C错误。
故选A。
8．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。
9．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恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，选项D正确ABC错误。
故选D。
10．D
【详解】
A．由安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，A错误；
B．电流方向为逆时针方向，上极板是正极板，这时电容器在放电，电容器两端电压正在减小，B错误；
C．电容器在放电过程电场能转化为磁场能，C错误；
D．电流方向为逆时针方向，上极板是正极板，这时电容器在放电，D正确．
故选D。
11．D
【详解】
电磁波的传播速度是光速，频率波长速度的关系是
c=λf
所以
故选D。
12．C
【详解】
非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C正确。
故选C。
13．D
【详解】
AB．根据线圈L中的磁场方向，由安培定则可知，电路中的电流是逆时针方向，则电容器处于放电过程，电容器电荷量逐渐减小，所以电容器两端电压正在减小，由于放电过程电路中的电流慢慢增大，则线圈中的自感电动势在减小，则AB错误；
C．根据LC振荡电路中能量关系可知，此时电场能正在转化为磁场能，所以C错误；
D．增大电容器的电容，则电容器的容抗减小，所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领，则D正确；
故选D。
14．B
【详解】
调谐电路（LC振荡电路）的频率公式为
f=
所以若要f增大为原来的2倍，必须使电容减小到原来的。
故选B。
15．C
【详解】
A．安培提出了分子电流假说，能成功解释一些磁现象，故A错误；
B．密立根最早用实验测得元电荷的数值，故B错误；
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出，闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D错误；
故选C。
16． 红外线 紫外线 X射线
【详解】
(2)[1][2][3]分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、γ射线。
17． 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场
【详解】
[1][2]麦克斯韦电磁场理论的两大支柱是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
18． 麦克斯韦 电磁 赫兹 热效应 一切物体 长 衍射 化学效应 高温物体 荧光 杀菌 X
【详解】
[1][2][3]麦克斯韦提出光是一种电磁波，后来赫兹用实验验证了这一预言；
[4]红外线最显著的作用是热效应；
[5][6]一切物体都会发出红外线，红外线波长比红光长；
[7]由衍射条件可知，当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时，能发生明显衍射，所以衍射现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；
[8]紫外线的主要作用是化学效应；
[9][10][11]高温物体发出紫外线，紫外线还有荧光和杀菌作用；
[12]伦琴射线又叫X射线。
19．个
【详解】
设想有一个以太阳中心为球心，以太阳到地球表面距离（近似等于太阳到地球的距离）为半径的大球，这个大球面上单位面积每秒接收到辐射的功率为
式中为太阳的辐射功率，则地球表面上的面积每秒接收到的能量
设地球表面上的面积每秒接收到的光子数为，由于光子的能量为，则
个个
20．1.0×10–6~3.69×10–6 s I2>I1
【详解】
T=2π
T1=2π=2×3.14×=1.0×10–6 s
T2=2π=2×3.14×=3.69×10–6 s
则其周期的范围为：1.0×10–6~3.69×10–6 s．
当电容器的电容突然减小时，放电速度加快，则周期变小，而一个周期通过电路的电荷量总量不变，所以电流会增大，则I2>I1．
21．(1)不一定，甲和乙的金属滑动杆离莱顿瓶的距离必须相同，氖灯才会发光；(2)乙的氖灯发光的能量是甲通过电磁波传播过来的
【详解】
(1)不一定，甲和乙的金属滑动杆离莱顿瓶的距离必须相同，氖灯才会发光；
(2)乙的氖灯发光的能量是甲通过电磁波传播过来的。
22．（1）一切物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越强，人体当然也是这样，这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温；（2）在冰窑中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，人体同样时间内向外辐射的红外线比接收的冰辐射的红外线还要多，因此会感觉越来越冷；（3）红外遥感技术有着广泛的应用。如在飞机或卫星上用之勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等。红外遥感在军事上也十分重要。
【详解】
(1)一切物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越强，人体当然也是这样，这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温；
(2)在冰窑中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，人体同样时间内向外辐射的红外线比接收的冰辐射的红外线还要多，因此会感觉越来越冷；
(3)红外遥感技术有着广泛的应用。如在飞机或卫星上用之勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等。红外遥感在军事上也十分重要。
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