高中物理粤教版选修3-4 第 3章电磁振荡与电磁波 章末测试题 Word版含解析

章末测试题
一、选择题(每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)
1.第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是 (　　)
　 　　　　　 　　　　　 　　
A.法拉第 B.奥斯特
C.赫兹 D.麦克斯韦
答案C
解析麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验验证了电磁波的存在。
2.下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
答案B
解析电磁波的传播不需要介质,在真空中也可传播,选项A错误;电磁波可以发生衍射和偏振现象,选项B正确、C错误;电磁波的重要应用之一就是传递信息,选项D错误。
3.对于机械波和电磁波的比较,下面说法中正确的是 (　　)
A.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B.它们在本质上是相同的,只是频率不同而已
C.它们都可能是横波,也可能是纵波
D.机械波的传播速度只取决于介质,跟频率无关;而电磁波的传播速度与介质无关,只跟频率有关
答案A
解析机械波和电磁波本质是不同的,但都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,电磁波是横波,电磁波的传播速度不仅与介质有关,也跟频率有关。
4.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内,则对该无线电波的判断正确的是(　　)
A.米波的频率比厘米波频率高
B.和机械波一样须靠介质传播
C.同光波一样会发生反射现象
D.不可能产生干涉和衍射现象
答案C
解析据c=λν得ν=,故波长越长,频率越低,选项A错误;无线电波属于电磁波,传播不需要介质,选项B错误;反射、干涉、衍射是波所特有的现象,选项C正确,选项D错误。
5.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况。由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为(　　)
A.2.5~3.5 μm
B.4~4.5 μm
C.5~7 μm
D.8~13 μm
答案D
解析由题图可知,8~13 μm的波段被水和二氧化碳吸收得较少,能够接收到,选项D正确。
6.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.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的
C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的
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
答案AB
解析波长越长的无线电波波动性越显著,干涉、衍射现象易发生;从电磁波产生的机理可知γ射线是原子核受激发后产生的;不论物体温度高低如何都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐射的红外线越强。
7.下列关于红外线的说法正确的是(　　)
A.红外烤箱中的红光就是红外线
B.红外线比可见光更容易发生衍射
C.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线
D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
答案BD
解析红外线是看不见的,红外线的波长比可见光的长,更容易发生衍射;一切物体,包括高温物体和低温物体都在辐射红外线,只是物体温度越高,它辐射的红外线就越强;红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率,也就更容易使分子发生共振,因而红外线热作用显著。
8.如图所示,将开关S由b扳到a开始计时,在电流振荡了半个周期时,电路中(　　)
A.电容器C里的电场强度最强,电场强度方向向上
B.线圈L周围磁场最强
C.线圈中的磁感应强度为零
D.电场能开始向磁场能转化
答案ACD
解析开关S与b接通给电容器充电,再与a接通,电容器通过线圈放电,经过时,正是电容器反向充电完毕时刻,此时电容器下极板带正电,A项正确;线圈中电流为零,故B错,C对;此后电容器又要放电,即由电场能转化为磁场能,D正确。
二、填空题(每小题10分,共20分。把答案填在相应的横线上)
9.在LC振荡电路中,如已知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L。为了提高测量精度,需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以C为横坐标,以T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点,如图所示。
(1)T、L、C的关系为　　　　。?
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。
答案(1)T=2π　(2)如图所示。
解析本题主要考查两点:一是考查能否根据正确的作图规则画出T2-C图象(图线应尽量通过或靠近比较多的数据点,不通过图线的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧);二是考查数形结合能力。需将LC回路的固有周期公式T=2π变换成T2=4π2LC,从而认识到T2-C图象为一过坐标原点的直线(在本题中,横、纵坐标的起点不为零,图线在纵轴上有一正截距值),图象的斜率为4π2L,L=。
10.某电台发射频率为500 kHz的无线电波,某发射功率为10 kW,在距电台20 km的地方接收到该电波,该电波的波长为　　　　　,在此处,每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为　　　　　　。?
答案600 m　2×10-6 J
解析由c=λf知, λ=m=600 m。设每秒钟每平方米上获得能量为E,则E·4πR2=Pt,
所以E=
= J
=2×10-6 J。
三、计算题(每小题16分,共32分)
11.在电视节目中,我们经常看到主持人与被派到海外的记者通过同步通信卫星通话,他们之间每一问一答总是迟“半拍”,这是为什么?如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话,一方讲话,另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话?(已知地球的质量为6.0×1024 kg,地球半径为6. 4×106 m,引力常数为6.67×10-11 N·m2·kg-2)
答案原因见解析。0.24 s
解析主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是以有限的速度在空中传播的,利用电磁波传递信息是需要时间的。
设同步卫星高度为H,由万有引力定律及卫星圆周运动规律可得
=m(R+H)
H=-R≈3.6×107 m
则一方讲话,另一方听到对方讲话的最少时间t==0.24 s。
12.自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,故称为热辐射。热辐射具有如下特点:辐射的能量中包含各种波长的电磁波;物体温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大;在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同。太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7~1×10-5 m,求出相应的频率范围。
答案3×1013~1.5×1015 Hz
解析由f=知
f1= Hz=1.5×1015 Hz
f2= Hz=3×1013 Hz
所以辐射的频率范围为3×1013~1.5×1015 Hz。