高中物理教科版选修3-4 能力提升训练：第三章电磁振荡 电磁波训练A Word版含解析

第三章检测(A)
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)
1.关于电磁波,下列说法正确的是(　　)
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间中的电磁波随即消失
解析:电磁波在真空中的传播速度都相同,为光速c,与电磁波的频率无关,故A错误。B选项是正确的.电磁波可以在介质中传播,所以可以通过光缆进行有线传输,故C错误.当发射电路的电磁振荡停止了,只是不能产生新的电磁波,但已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播一段时间,故D错误.
答案:B
2.下列过程中没有利用电磁波的是(　　)
A.电视机接收卫星电视信号
B.移动电话通话
C.雷达发现飞机
D.电风扇通电后正常运转
解析:电视机、移动电话、雷达均是利用电磁波的有关性质工作的,故A、B、C不符合题意;电风扇是利用电动机把电能转化成机械能来工作的,所以没有利用电磁波,故D符合题意.
答案:D
3.如图所示为某LC回路中电容器极板上的电荷随时间变化的图线,由此可知该电路激发的电磁波的波长是(　　)
A.2.0 m B.2.4 m C.2.6 m D.2.8 m
答案:B
4.关于电磁波谱,下列说法正确的是(　　)
A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高
C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线
解析:X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变,故选项A正确.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,故选项B正确.在电磁波谱中从无线电波到γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,而波长越大,波动性越强,越容易发生干涉、衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象,无线电波最容易发生衍射现象,故选项C、D错误.
答案:AB
5.关于无线电波的发送和接收,下述说法正确的是(　　)
A.为了将信号发送出去,先要进行调谐
B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进行调制
C.为了从高频电流中取出声音讯号,就要进行调频
D.以上说法都不对
解析:为了将信号发送出去,先要进行调制;为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进行调谐;为了从高频电流中取出声音讯号,就要进行解调,所以选D.
答案:D
6.如图甲所示的振荡电路中,电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示,则电路中振荡电流随时间变化的图像应是图丙中的(回路中振荡电流以逆时针方向为正) (　　)
丙
解析:电容器极板间的电压U=QC,随着电容器极板上的电荷量的增大而增大,随电荷量的减小而减小.从题图乙可以看出,在0~T4这段时间内是充电过程,且UAB>0,即φA>φB,A板应带正电,只有顺时针方向的电流才能使A极板带正电,同时考虑到t=0时刻电压为零,电容器极板上的电荷量为零,电流最大,即t=0时刻,电流为负向最大,所以选项D正确.
答案:D
7.为使发射的电磁波的波长增为原来的2倍,可以将振荡电路的电容(　　)
A.变为原来的2倍 B.变为原来的12
C.变为原来的4倍 D.变为原来的14
答案:C
8.目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz 的范围内.下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　)
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.波长越短的电磁波,反射性能越强
解析:据λ=cf,电磁波频率在200 MHz至1 000 MHz的范围内,则电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间,故选项A正确.雷达是利用电磁波的反射原理,波长越短,其反射性能越强.雷达和目标的距离s=12c·Δt,故选项C、D正确,电磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,故选项B错误.
答案:ACD
9.在LC振荡电路中,若某个时刻电容器两极板上的电荷量正在增加,则(　　)
A.电路中的电流正在增大
B.电路中的电场能正在增加
C.电路中的电流正在减小
D.电路中的电场能正在向磁场能转化
解析:电容器极板上的电荷量增加,与其变化相同的量都变大,即电场强度与电场能都变大,说明磁场能正在转化为电场能,故选项B正确,选项D错误;而电路中的电流、磁感应强度、磁场能是减小的,故选项C正确,选项A错误.
答案:BC
10.某空间出现如图所示的一组闭合的电场线,这可能是(　　)
A.在中心点O处有一个点电荷
B.沿轴线方向有稳定的电流
C.沿轴线方向的磁场在迅速减弱
D.沿轴线方向的磁场在迅速增强
解析:电荷的周围产生静电场而不是涡旋场,稳定电流的周围产生磁场,选项A、B错;变化的磁场周围产生涡旋电场,由于磁场的方向未知,因此选项C、D都有可能.
答案:CD
二、填空题(本题包含2小题,共20分)
11.(8分)现在,移动电话(手机)已经十分普遍,随身携带一部手机就可以在城市的任何一个角落进行通话.我国现有1.2亿以上部在网手机,那么每一部手机接收到的电磁波频率　　　　　(选填“相同”或“不相同”).现在建了很多地面转播塔,但还是有很多“盲区”,我们不用同步卫星直接转播的原因是　? 　.?
答案:不相同　同步卫星离地面太远,而手机的辐射功率小,从而使信号非常弱而无法接收
12.(12分)如图所示是一振荡电路中的振荡电流随时间变化的图线,由图线可知,O→A时间内　　　　能转化成　　　　能;A→B时间内是电容器　　　　电的过程;C时刻电容器带的电荷量为　　　　;D时刻线圈内的磁通量变化率　　　　.?
答案:电场　磁场　充　零　最大
三、计算题(本题包含4小题,共40分.计算题必须要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)电磁波在真空中传播时波长是20 m,进入某一介质中传播时,其传播速度为1×108 m/s,求此电磁波在该介质中的波长.
解析:电磁波在真空中的传播速度为c=3.0×108 m/s,根据波速、波长与频率的关系式c=λ0f,
得此电磁波的频率为
f=cλ0=3.0×10820 Hz=1.5×107 Hz
又由v=λf得电磁波在介质中的波长为
λ=vf=1×1081.5×107 m=6.67 m.
答案:6.67 m
14.(10分)一台无线电接收机,当它接收频率为535 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容是 270 pF.如果调谐电路的线圈电感不变,要接收频率为1 605 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容应变为多大?
解析:由题意f=12πLC
所以f1f2=C2C1,即5351 605=C2270pF
解得C2=30 pF.
答案:30 pF
15.(10分)某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机.设某一时刻从雷达发出电磁波后到再接收到反射波历时200 μs,经4 s后又发出一个电磁波,雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186 μs,则该飞机的飞行速度多大?
解析:由发射电磁波到接收到反射波历时200 μs时,可算出此时飞机距雷达站的距离为l1=3.0×108×200×10-62 m=3.0×104 m.经4 s后,飞机距雷达站的距离为l2=3.0×108×186×10-62 m=2.79×104 m,故飞机飞行的速度为v=l1-l2t=0.21×1044 m/s=525 m/s.
答案:525 m/s
16.(10分)某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少?
解析:由c=λf,可知电磁波振荡频率
f=cλ=3×10820×10-2 Hz=1.5×109 Hz,
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离
s=cΔt=c(1n?t)=6×104 m,
所以雷达的最大传播距离
s'=s2=3×104 m=30 km.
答案:1.5×109 Hz　30 km