鲁科版 高中物理 选修3-4 第3章 电磁波 寒假复习题word版含解析

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鲁科版 高中物理 选修3-4 第3章 电磁波 寒假复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u－t图象(　　)

A．t1～t2时间内，电路中电流强度不断增大
B．t2～t3时间内，电场能越来越小
C．t3时刻，磁场能为零
D．t3时刻电流方向要改变
2.下列关于电磁波的说法中不正确的是(　　)
A． 麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在
B． 电磁波从真空传入水中，波长将变短
C． 雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位
D． 医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理
3.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是(　　)
A． 振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大
B． 振荡电流为零时，线圈中的自感电动势为零
C． 振荡电流增大的过程中，磁场能转化为电场能
D． 振荡电流减小的过程中，磁场能转化为电场能
4.振荡电路的线圈自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两极电压从最大值降到零的最短时间为(　　)
A． 2π
B． π
C．
D．
5.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
6.用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是(　　)
A． 红外报警装置
B． 走廊照明灯的声控开关
C． 自动洗衣机中的压力传感装置
D． 电饭煲中控制加热和保温的温控器
7.电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为(　　)
A． 天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路
B． 天线处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路
C． 天线只是有选择地接收某电视台的信号，而其他电视台的信号则不接收
D． 天线将电磁波传输到电视机内
8.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
9.设地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，月球绕地球公转周期为T，玉兔号月球车所拍摄的月面照片从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约为(真空中的光速为c，月地距离远大于地球半径)(　　)
A．
B．
C．
D．
10.某收音机的调谐范围是从f1＝550 kHz至f2＝1 650 kHz，在它的调谐电路里，若自感系数不变，则可变电容器的对应电容之比C1∶C2是(　　)
A． 9
B．
C． 3
D．
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(多选)一个LC接收电路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是(　　)
A． 增加谐振线圈的匝数
B． 在线圈中插入铁芯
C． 降低电源电压
D． 把可变电容器的动片适当旋进些
12.(多选)蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35 000 Hz，下列说法正确的是(　　)

A． 蝙蝠发出的超声波属于电磁波
B． 结合题图可知超声波频率比微波频率要高
C． 超声波反射前后波速大小相等
D． 蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率
13.(多选)关于紫外线，下列说法中不正确的是(　　)
A． 一切物体都会发出紫外线
B． 紫外线可用于无线电通讯
C． 紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质
D． 在紫外线照射下，所有物质会发出荧光
14.(多选)如图所示的LC振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列判断正确的是(　　)

A． 若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电
B． 若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电
C． 振荡电流的变化周期为2π
D． 电场能量的变化周期为π
分卷II
三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
15.目前电能都是通过电网采用有线方式传输，人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展，也许人类的这一梦想不久就能实现．
(1)实现无线传输能量，涉及能量的__________、传播和接收．
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波__________
A．在传输中很多能量被吸收
B．在传播中易受山脉阻隔
C．向各个方向传输能量
D．传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关，实验测得P和R的部分数据如下表：

①上表中的x＝________，y＝________.
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为_____________________________________．
(4)为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图实验测得，接在乙线圈上的电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.
①若用该装置给充电功率为10 W的电池充电，则损失的功率为__________ W.
②若给甲线圈接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.195 A．这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为________ W.
(5)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段．为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需解决一系列问题，请提出至少两个问题：______________.

16.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？
17.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．
18.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？



答案解析
1.【答案】B
【解析】在t1～t2时间内，极板间的电压增大，极板电荷量增大，所以为充电过程，电流强度减小．故A错误；在t2到t3时刻极板电压减小，极板电荷量减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小；t3时刻电压为零，说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最大；之后将是对电容器充电，但电流方向不变，故B正确，C、D错误．
2.【答案】D
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故A正确；根据n＝可知，电磁波从真空传入水中，波长变短，故B正确；雷达的工作原理是：发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息，故C正确；医院中用于检查病情的“B超”利用了超声波的反射原理，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误．
3.【答案】D
【解析】振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，场强为零，A选项错误；振荡电流为零时，其要改变方向，这时电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B选项错误；振荡电流增大时，电场能转化为磁场能，C选项错误；振荡电流减小时，磁场能转化为电场能，D选项正确．
4.【答案】C
【解析】振荡电路的振荡周期T＝2π；
则第一次放电完毕的时间，即电容器两极电压从最大值降到零的最短时间为：T＝＝，故C正确，A、B、D错误．
5.【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．
6.【答案】A
【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．
红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警．而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线．故A正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确．
7.【答案】A
【解析】室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流通过馈线输送给LC电路，此电流中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强，然后再通过解调处理输入后面电路，故A正确，B、C、D均错误.
8.【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．
9.【答案】B
【解析】研究月球绕地球的运动，根据万有引力定律和向心力公式：
＝①
物体在地球表面上时，由重力等于地球的万有引力得：
mg＝②
由①②解得：r＝
再由t＝，则有：
从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约：t＝.
10.【答案】A
【解析】根据LC回路的固有频率公式：f＝，
得：C＝，
所以可变电容器电容的最大值与最小值之比为＝＝9.
11.【答案】ABD
【解析】发生电谐振后，电谐振的频率与接收频率相同，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，即f要减小，根据公式f＝，要增大LC的乘积；增加谐振线圈的匝数、在线圈中插入铁芯均可以增加L，把可变电容器的动片适当旋进些可以增大电容，电谐振的频率与电压无关，故选A、B、D.
12.【答案】CD
【解析】蝙蝠发出的超声波属于机械波，故A错误；微波属于无线电波，微波的频率为：f＝＝Hz＝3×106Hz，高于超声波频率35 000 Hz，故B错误；机械波的波速受到介质决定，超声波反射前后波速大小相等，故C正确；由多普勒效应可知，接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率，故D正确．
13.【答案】ABD
【解析】一切光源发出的光中都有红外线，故A错误．紫外线波长较短，不可用于无线电通讯，故B错误．紫外线可以用来杀菌、消毒；紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质，故C正确，紫外线可以使荧光物质发光；故D错误．
14.【答案】BCD
【解析】若磁场正在增强，根据能量守恒定律可知，电场能正在减少，电容器正在放电，由安培定则判断出电路中电流方向为顺时针，说明电容器下极板带正电．故A错误．若磁场正在减弱，根据能量守恒定律可知，电场能正在增强，电容器正在充电，电路中电流方向为顺时针，则电容器上极板带正电．故B正确．振荡电流的变化周期为T＝2π.故C正确．能量没有方向，电场能量的变化周期为电流变化周期的一半，即为T＝π.故D正确．
15.【答案】(1)发射　(2)C　(3)①8　64　②PR2＝1 600　(4)①18.6　②15.0
(5)仪器体积过大、对人体有伤害，传输距离太短等
【解析】(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程．
(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播．
(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2＝1 600.
将R＝5带入上式得P＝64，所以y＝64；将P＝25带入得R＝8，所以x＝8.
(4)①由题意知，输电效率为η＝35%，则P总＝＝28.6 W
所以损失的功率为P损＝P总－P＝(28.6－10) W＝18.6 W.
②甲线圈输入功率为P总′＝UI＝(220×0.195) W＝42.9 W，
所以，乙线圈得到的功率，即灯泡的功率为P′＝P总′η＝42.9 W×35%＝15.0 W.
(5)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，所以为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害．
16.【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
17.【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.
18.【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．