必修第三册5.3初识电磁波及其应用同步练习 （word版含答案）

必修第三册 5.3 初识电磁波及其应用 同步练习
一、单选题
1．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
2．下列说法正确的是（　　）。
A．楞次在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系
B．安培提出了分子电流假说
C．麦克斯韦预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
D．法拉第提出了法拉第电磁感应定律
3．电视机是常见的家用电器，电视机在换台时，电视机遥控板发射的是（　　）
A．电流 B．电子 C．声波 D．电磁波
4．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
5．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（　　）
A．增加辐射波的波长
B．使振荡电容器的正对面积足够小
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加回路中的电容和电感
6．下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场
B．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度就一定为零
C．法拉第第一次发现了电流的磁效应
D．波长越短的电磁波在真空中传播的速度越快
7．无线电技术的发展给人类带来了极大的便利，下列有关电磁波的说法，正确的是（　　）
A．电磁波不能在真空中传播
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
D．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但不会发生多普勒效应
8．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
9．关于电磁理论，下面几种说法正确的是（　　）
A．电场周围总有磁场，磁场周围总有电场
B．电磁波和机械波一样，传播需要介质
C．电磁波在真空中的传播速度是
D．电磁波在任何物质中传播速度相同
10．如图所示，线圈的自感系数0.1H，线圈的阻值忽不计，电容器的电容40F，电阻的阻值2.5 ，电源电动势1.5V，内阻0.5 。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻t=0，则下列振荡电流i与时间t的图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
11．在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在0~时间内（　　）
A．电容器C在充电，A板上所带的正电荷逐渐增多
B．电容器C在充电，B板上所带的正电荷逐渐增多
C．电容器C在放电，A板上所带的正电荷逐渐减少
D．电容器C在放电，B板上所带的正电荷逐渐减少
12．下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦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
13．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
14．“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作．下列说法正确的是（ ）
A．“小蜜蜂”只接收到了来自麦克风的信号
B．麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出蓝牙信号
C．“小蜜蜂”接收电磁波时，通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高振荡电路发射电磁波的本领
15．2022年3月8日，航天员王亚平从空间站送来的“国际妇女节”节日祝福通过电磁波传播到祖国各地，下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．可见光不属于电磁波
B．只要有电场就能产生电磁波
C．电磁波传播需要介质，机械波传播不需要介质
D．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直
二、填空题
16．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24小时发电，且不受昼夜气候的影响。利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的。可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过。预计在21世纪初地球上空将建起卫星电站。(地球半径R＝6400km)
（1）太阳能电池将实现哪种转换_____
A．光能——微波 B．光能——热能 C．光能——电能 D．电能——微波
（2）在1100km高空的电站卫星的速度约为_____
A．3.1km/s B．7.2km/s C．7.9km/s D．11.2km/s
（3）微波指( )
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．机械波
（4）飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙_____
A．反射 B．折射 C．衍射 D．干涉
（5）微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的_____
A．电离作用 B．穿透作用 C．生物电作用 D．产生强涡流
17．电磁波的特点：
（1）电磁波在空间传播不需要_________；
（2）电磁波是_________：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相_________，而且二者均与波的传播方向_________，因此电磁波是_________。
（3）电磁波的波长、频率、波速的关系：v=________，在真空中，电磁波的速度c=_________ m/s。
（4）电磁波能产生反射、_________、干涉、偏振和_________等现象。
18．有一列真空中波长为的电磁波信号，收音机为了接收该信号，必须调节接收电路产生电谐振，该过程叫___________（填“调谐”或“解调”），此时该电路的固有频率应该调为__________Hz。
三、解答题
19．运用能量守恒定律说明为什么只含有电阻器和电容器的电路或者只含有电阻器和自感线圈的电路都不可能产生电磁振荡。
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．纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求：
（1）每次“点焊”视网膜的时间．
（2）在这段时间内发出的激光光子的数量．
22．红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲．现有一红宝石激光器，发射功率为，所发射的每个光脉冲持续的时间为，波长为793.4nm．已知光速，问每列光脉冲的长度是多少？其中含有的光子数n是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系。故A错误；
B．安培提出了分子电流假说，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，但提出法拉第电磁感应定律是纽曼和韦伯，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
电视机在换台时，电视机遥控板发射的是电磁波（具体而言是红外线）。故选D。
4．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。
5．B
【详解】
理论证明，电磁波发射本领(功率)与f成正比，电磁场应尽可能扩散到周期空间，形成开放电路，，，要使f增大，应减小L或C，故选B。
6．A
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场，故A正确；
B．穿过某一面积的磁通量为零，可能是磁感应强度为零，也可能是线圈平面与磁场方向平行，故B错误；
C．奥斯特最早发现了电流的磁效应现象，法拉第发现了电磁感应现象，故C错误；
D．电磁波的传播速度与波长与频率无关，在同种介质中，不同的电磁波传播速度相同，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，选项A错误；
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最长的，选项B错误；
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的，选项C正确；
D．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但也会发生多普勒效应，选项D错误。
故选C。
8．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。
9．C
【详解】
A．变化的电场周围才有磁场，变化的磁场周围才有电场，故A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C．电磁波在真空中的传播速度是，故C正确；
D．电磁波在不同介质中的传播速度不同，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
闭合开关时，电流从a到b，通过线圈的电流为
电容器左侧为正极板，断开开关后，电流在LC电路中振荡，t=0时刻从a到b，电流周期为
故D正确，ABC错误。
故选D。
11．A
【详解】
电路稳定后，电容器两极被短路，带电荷量为0，断开开关，电感线圈与电容器构成回路，电流方向为逆时针，0~时间内电容器C充电，A板带正电，选项A正确。
故选A。
12．B
【详解】
A. 赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，A错误；
B. 周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，B正确；
C. 电磁波在真空中传播速度等于，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，D错误。
故选B。
13．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。
14．D
【详解】
A．因为蓝牙属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号，故A错误；
B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能产生电磁波信号，故B错误；
C．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐；故C错误；
D．减小发射电磁波的波长，则会提高频率，可以提高振荡电路发射电磁波的本领，故D正确。
故选D。
15．D
【详解】
A．可见光属于电磁波，故A错误；
B．若只有电场，而电场是稳定的或电场仅均匀变化都不能产生电磁波，故B错误；
C．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质，故C错误；
D．因电磁波是橫波，所以电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直，故D正确。
故选D。
16． C B C A D
【详解】
（1）[1]．太阳能电池是把光能转化为电能的装置，故选C；
（2）[2]．据v＝，第一宇宙速度v1＝7.9km/s，设卫星电站速度为v2，则
v2＝v1＝7.9＝7.2(km/s)
故选B。
（3）[3]．运用电磁波谱知识可知，微波是电磁波的一部分，故选C。
（4）[4]．微波波长较短，易于反射，故选A。
（5）[5]．微波的频率很高，这样的电磁波在生物体内可引起涡流，由于卫星电站功率很大，相应地涡流产生的能量很大，足以将鸟热死，故选D。
17． 介质 横波 垂直 垂直 横波 λf 3.0×108 折射 衍射
18． 调谐
【详解】
[1]收音机为了接收该信号，必须调节接收电路产生电谐振，该过程叫调谐。
[2]因为
所以
19．见解析
【详解】
在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化，同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象，如果只由电阻器和电容器的电路组成的电路中，电流的大小和方向周期性变化，电容器极板上的电荷也周期性地变化，相应的电容内储存的电场能和电感内储存的磁场能不断相互转换，由于开始时储存的电场能或磁场能既无损耗又无电源补充能量，电流和电荷的振幅都不会衰减，而今只有电阻和电容的电路或者只含有电阻器和自感线圈的电路，那么不会出现电场能和磁场能相互转化，因此不可能产生电磁振荡。
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） （2）个
【详解】
(1)已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10-3J，根据E=Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是
(2)设每个光子的能量为E0，则
在这段时间内发出的激光光子的数量
22．3.0mm 个
【详解】
由题意可知
．
用P和E分别表示红宝石激光器的发射功率和光脉冲的能量，则有
用和分别表示红宝石激光器发射的激光的波长和频率，则有．因此得到的每个激光光子的能量
所以该列光脉冲含有的光子数
个个
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