2019沪科版高中物理选修3-4第3章《电磁场与电磁波》测试题含答案

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2019沪科版高中物理选修3-4第3章《电磁场与电磁波》测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)


1.关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　)
A． X射线的频率比其他电磁波的频率高
B． 可见光比无线电波更容易发生干涉、衍射现象
C． 傍晚的阳光呈红色，是因为大气对波长较短的光吸收较强
D． 电磁波谱中的紫外线不具有能量
【答案】C
【解析】γ射线的频率比X射线高，A错误，波长越长，衍射现象越明显，B错误，C正确，电磁波都具有能量，D错误．
2.LC振荡电路中电容器极板上电荷量q随时间t变化的图线如图，由图可知(　　)

A． 在t1时刻电路中的磁场能最大
B． 从t1到t2，电路中的电流值不断变小
C． 从t2到t3，电容器正在充电
D． 在t4时刻电容器的电场能最大
【答案】C
【解析】在t1时刻，电路中的q最大，电场能最大，则磁场能最小．故A错误；在t1到t2时刻电路中的q不断减小，电场能减小，磁场能增大，电路中的电流值不断变大，故B错误；在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器正在充电，故C正确；在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误．
3.真空中的可见光与无线电波(　　)
A． 波长相等
B． 频率相等
C． 传播速度相等
D． 传播能量相等
【答案】C
【解析】可见光和无线电波都是电磁波，它们的波长与频率均不相等，则传播能量也不相等，但它们在真空中传播的速度是一样的，都等于光速．故选C.
4.在没有任何其他光照的情况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演员身上，观众看到她(　　)
A． 全身呈绿色
B． 上衣呈绿色，裙子不变色
C． 上衣呈绿色，裙子呈紫色
D． 上衣呈绿色，裙子呈黑色
【答案】D
【解析】当绿光照到白上衣后，绿光被反射入观众眼中，所以可以辨别出是绿色．
红裙子只反射红光，吸收其他颜色的光，当绿光照到红裙子后，绿光被吸收，没有光线射入观众眼中，所以可以辨别出是黑色．
5.电信号传输过程中，使高频振荡电流的振幅随信号变化的过程叫做(　　)
A． 检波
B． 调频
C． 调幅
D． 调谐
【答案】C
【解析】把音频电信号加载到高频电流上叫调制，将信号加载于电磁波的两种方式：调频与调幅，而从天线接收的各种各样的电磁波中选出特定频率的信号叫做调谐，因此使高频振荡电流的振幅随信号变化的过程叫做调幅，故C正确，A、B、D错误．
6.如果收音机调谐电路中是采用改变电容的方式来改变回路固有频率的．当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，则电容器的最大电容量与最小电容量之比为(　　)
A． 3∶1
B． 9∶1
C． 1∶3
D． 1∶9
【答案】B
【解析】由λ＝＝c·2π知，λ＝c·2π
3λ＝c·2π，则＝，B项正确．
7.用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是(　　)
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图中的右图是错误的；B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，右图的磁场应是稳定的，所以B图错误；C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的；D图中的左图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，且相位相差，故D图错误．
8.无线电波跟光波的不同在于无线电波(　　)
A． 不能发生反射
B． 不能通过真空
C． 具有较长的波长
D． 具有较低的速度
【答案】C
【解析】无线电波跟光波都属于电磁波的范畴，能够发生反射，也能在真空中传播，在真空中的传播速度也相同，唯一不同的是，无线电波具有较长的波长，而光波的波长则较短，故A、B、D错误，C符合题意．
9.下列说法正确的是(　　)
A． 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速
B． X射线比红外线更容易发生干涉和衍射现象
C． 玻璃对红光的折射率比紫光小，所以红光在玻璃中传播的速率也比紫光小
D． 由红光和紫光组成的细光束从水中折射人空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是红光
【答案】A
【解析】麦克斯韦预言了电磁波，电磁波可以在真空中传播，其速度是3×108m/s，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确；X射线是一种波长比红外线短的电磁波，具有较强的穿透能力，但不容易发生衍射现象，故B错误；红光的折射率小于紫光的折射率，根据v＝知，在玻璃中，红光的传播速度比较大，故C错误；由于红光的频率比紫光的频率小，所以红光的折射率小，根据sinC＝，即紫光全反射的临界角小，所以最先消失的为紫光，故D错误．
10.某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是(　　)



A．B．C．D．
【答案】D
【解析】图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这个磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波．
11.下列与波有关的话题中，正确的说法是(　　)
A． 照相机镜头因光波衍射呈现淡紫色
B． 机载雷达利用超声波搜索远方敌机
C． 家中的遥控器通过发射红外线遥控电视机
D． 微波炉发出微波使金属器皿产生涡流而加热食品
【答案】C
【解析】照相机镜头的淡紫色是由于增透膜对光的干涉引起的，故选项A错误； 雷达利用无线电波搜索，利用反射回来的波来确定远方敌机，故B错误；遥控器通过发射红外线遥控电视机，故C正确；电磁炉使金属器皿产生涡流而加热食品，而微波炉发出微波加热食品，故D错误．
12.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(　　)
A． 电磁波既可以是横波，也可以是纵波
B． 电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/s
C． 电磁波不能产生多普勒效应
D． 电磁波中电场和磁场的方向彼此垂直
【答案】D
【解析】电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，故电磁波是横波，故A错误．电磁波在真空中的传播速度均为3.0×108m/s，故B错误．多普勒效应、干涉和衍射是波特有的现象，故C错误．电磁波中电场和磁场的方向相互垂直，故D正确．
13.在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，下列说法正确的是(　　)
A． 电场能正向磁场能转化
B． 磁场能正向电场能转化
C． 电路里电场能最大
D． 电路里磁场能最大
【答案】D
【解析】在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，电场能向磁场能转化完毕，磁场能尚未开始向电场能转化．故A、B错误；电容器C放电完毕，开始充电时，电路中的电流最大，电路中的磁场能最大，电场能最小．故C错误，D正确．
14.下列说法正确的是(　　)
A． 紫外线具有热效应
B． 医院里的“B超”是用X射线
C． 电视遥控器是利用X射线
D． 任何物体都会发出红外线
【答案】D
【解析】紫外线具有显著的化学效应，而红外线有显著的热效应，故A错误；医院里的“B超”是用的超声波，而X片，是用的X射线，故B错误；电视遥控器是利用红外线，故C错误；一切物体都会发出红外线，故D正确．
15.当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长将(　　)
A． 不变
B． 增大
C． 减小
D． 无法确定
【答案】B
【解析】电磁波的波长为：λ＝，频率减小，波长增大，选项B正确．
16.如图所示，L为直流电阻可忽略不计的电感线圈，闭合S后，电路有稳定电流，若在t＝0时，断开开关，则电容器C的A板上电荷量随时间t的变化图象是下图中的(　　)




A．B．C．D．
【答案】B
【解析】在没有断开开关时，电容器被短路，极板上的电荷量为0，线圈中的电流是从上流向下，当断开开关瞬间时，电流要减小，而线圈的感应电动势阻碍电流减少，则电流方向不变，A板将会充电，带正电荷，故B正确，A、C、D错误．
17.高原上人的皮肤黝黑的原因(　　)
A． 与高原上的人生活习惯有关
B． 与高原上的风力过大有关
C． 与高原上紫外线辐射过强有关
D． 与人的遗传有关
【答案】C
【解析】高原上的紫外线辐射比平原强许多，而紫外线对皮肤的生理作用会使皮肤变得粗糙与黝黑，故选项C正确，选项A、B、D均错误．
18.下列说法正确的是(　　)
A． 医院里常用红外线杀菌消毒
B． 门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
C． 光导纤维传输信号是利用光的干涉现象
D． 医生用彩超检查器官的病变是利用多普勒效应
【答案】D
【解析】紫外线能杀菌，紫外线总是伴随着紫光出现．根据紫外线能杀菌制成了杀菌的紫光灯．紫光灯中起杀菌作用的是紫外线．故A错误；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，故B错误；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，故C错误；医生用彩超检查器官的病变是利用多普勒效应，故D正确．
19.下列说法中正确的是(　　)
A． 在电场周围一定存在磁场
B． 静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场
C． 变化的电场和磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波
D． 以上说法都不对
【答案】C
【解析】变化的电场产生磁场，稳定的电场周围没有磁场，故A错误．静止的电荷周围是稳定的电场，不会产生磁场，故B错误．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，交替产生，由近向远传播，形成电磁波．故C正确，D错误．
20.在电磁信号传输过程中，把要传输的电信号加载在高频等幅电磁振荡上的过程叫做(　　)
A． 调制
B． 调频
C． 调幅
D． 调谐
【答案】A
【解析】调制器的作用是把音频电信号加载到高频电流上，故A正确；调频与调幅是将信号加载于电磁波的两种方式，故B、C错误；调谐器的作用是从天线接收的各种各样的电磁波中选出特定频率的信号，故D错误．


第II卷
二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)


21.车载MP3可以把MP3中储存的音乐，以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中，车主只需将汽车收音机的频率设定为车载MP3的频率，或让收音机搜索到该频率即可进行播放．如图为某种型号的车载MP3，若其设置频率为87.5 MHz，试求：

(1)所发射的无线电波的波速是多少？
(2)所发射的无线电波的波长是多少？
【答案】(1)3.0×108m/s　(2)3.43 m
【解析】(1)电磁波在空气中的传播速度大约是c＝3.0×108m/s
(2)f＝87.5 MHz＝8.75×107Hz，
λ＝＝m≈3.43 m
22.在波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时，
(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强？
(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些，还是旋出一些？
【答案】(1)波长为397 m的无线电波　(2)旋出一些
【解析】(1)根据公式f＝得f1＝＝Hz≈1 034 kHz，f2＝＝Hz≈756 kHz，f3＝＝Hz≈530 kHz.所以波长为397 m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强．
(2)要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率．因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些，通过减小电容达到增大调谐电路固有频率的目的．
23.已知一广播电台某台的接受频率为4×106Hz，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，求：
(1)该电磁波的波长为多少；
(2)若接受者离发射台的距离为3 000 km，电磁波从发射到接受所经历的时间．
【答案】(1)75 m　(2)0.01 s
【解析】(1)根据波速＝波长×频率，即c＝λf可得：λ＝＝m＝75 m.
(2)根据t＝，代入数据，则有：t＝s＝0.01 s.
24.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？
【答案】2.5 μH
【解析】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