高中物理鲁科版选修3-4 训练题第3章 电磁波Word版含解析

章末过关检测
一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．关于红外线的以下说法中错误的是(　　)
A．不同的物体辐射红外线的波长和强度不同，可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
B．利用红外线的热效应可对物体进行烘干
C．利用红外线波长较短，容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影
D．利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测
解析：选C.由于红外线是一种光波，一切物体都在不停地对外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射性强一些．由于红外线的热效应，可用来烘干，又由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地辐射红外线，并且不同的物体所辐射的红外线其波长和强度不同，故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号，并用电子仪器对接收到的信号进行处理，或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影，就可察知物体的形状和特征．所以选项中的A、B、D均正确，C错误．
2．用于通信的无线电波能绕过建筑墙体从而保证手机能正常接收信号，而光波却不能绕过墙体实现正常照明功能，这是因为(　　)
A．无线电波是横波，光波是纵波
B．无线电波的波速小于光波的波速
C．无线电波的振幅大于光波的振幅
D．无线电波的波长大于光波的波长
解析：选D.波发生明显的衍射现象的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多，或都比波长小．用于通信的无线电波的波长较大，通常都能绕过建筑墙体，而发生明显衍射，而可见光的波长很小，不能绕过建筑墙体，故不能发生明显衍射，D正确．
3．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
解析：选B.声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，B超中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，故D项错误．
4．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是(　　)
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
解析：选D.机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，如v＝fλ都适用，A说法正确；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B说法正确；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C说法正确；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D说法错误．
5.在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图象如图所示．在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长，下列说法正确的是(　　)
A．充电过程，波长为1 200 m
B．充电过程，波长为1 500 m
C．放电过程，波长为1 200 m
D．放电过程，波长为1 500 m
解析：选A.由题图可知，在1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程．电磁振荡的周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1 200 m．故选项A正确．
6．利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是(　　)
A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流
D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
解析：选B.IC卡工作所需要的能量是线圈L中产生的感应电流，选项A错误；要使电容C达到一定的电压，则读卡机应该发射特定频率的电磁波，IC卡才能有效工作，选项B正确；若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，线圈L中会产生感应电流，但电容C不能达到一定的电压，IC卡不能有效工作，选项C错误；IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也能向读卡机传输自身的数据信息，选项D错误．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场．当产生的电场的电场线如图所示时，可能是(　　)
A．向上方向的磁场在增强
B．向上方向的磁场在减弱
C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱
D向上方向的磁场先减弱，然后反向增强
解析：选AC.若向上方向的磁场在增强，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则可知感应电流的方向如图中E的方向所示，A正确，B错误；同理，当磁场向下且减弱时，也会得到如图中E的方向，C正确，D错误．
8.某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻　(　　)
A．振荡电流i在减小
B．振荡电流i在增大
C．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化
解析：选AD.解决问题的关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程．由电磁振荡的规律可知：电容器充电过程中，电流逐渐减小，且在充电过程中，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化．
9.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2π 的振荡电流．当罐中的液面上升时(　　)
A．电容器的电容减小
B．电容器的电容增大
C．LC回路的振荡频率减小
D．LC回路的振荡频率增大
解析：选BC.平行板电容器的电容C＝，当液面上升时，极板间不导电液体的介电常数比原来的空气的介电常数要大，电容C增大，A错误，B正确；f＝＝ 减小，C正确，D错误．
10．如图甲所示，是一个调谐接收电路，图乙中(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图象，则(　　)
甲
乙
A．i1是L1中的电流图象
B．i1是L2中的电流图象
C．i2是L2中的电流图象
D．i3是流过耳机的电流图象
解析：选ACD.L1中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象是同(a)图相似的，但是由于L2和D串联，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2中没有电流，所以L2中的电流图象应是(b)图；高频部分通过C2，通过耳机的电流如同(c)图中的i3，只有低频的电流，A、C、D正确．
三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(12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，求：该电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？
解析：由c＝λf可得电磁波的振荡频率
f＝＝Hz＝1.5×109Hz.
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
s＝cΔt＝c＝3×108× m≈6×104 m.
所以雷达的最大侦察距离s′＝＝3×104 m＝30 km.
答案：1.5×109Hz　30 km
12．(12分)猫头鹰在夜间能看到东西是因为它对红外线产生视觉，根据辐射理论，物体发出的最大波长与物体的绝对温度间的关系满足λmT＝2.90×10－3 m·K，若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为t＝27 ℃，则它发出的光的最大波长为多少？属于哪个波段？(其中T＝t＋273 K)
解析：由t＝27 ℃，知T＝(27＋273) K＝300 K.
由公式λmT＝2.90×10－3 m·K得
λm＝ m≈9.7×10－6 m．故属于红外线．
答案：9.7×10－6 m　红外线
13．(16分)如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V　2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：
(1)当t＝×10－3s时，电容器的右极板带何种电荷；
(2)当t＝π×10－3s时，LC回路中的电流大小．
解析：由T＝2π 知
T＝2π＝2π× s＝2π×10－3 s.
(1)断开S时，电流最大，当t＝×10－3s＝，即经电流最小，电容器两极板间的电压最大．在此过程中对电容器充电，右极板带正电．
(2)t＝π×10－3s＝，此时电流最大，与没断开开关时的电流大小相等，则I＝＝ A＝0.5 A.
答案：(1)右极板带正电　(2)0.5 A