古交市第二高级中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：3.1电磁波的产生 质量检测（含解析）

3.1电磁波的产生
课时作业
1．如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（
）
A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电
C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
2．下列关于电磁波的说法，正确的是
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
3．1888年，德国物理学家______用实验证实电磁波的存在，使人们认识到物质存在的另一种形式．（
）
A．麦克斯韦
B．爱迪生
C．赫兹
D．法拉第
4．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．电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射，但不能发生反射和折射
D．电磁波的传播需要介质
5．从理论上预言光是一种电磁波的物理学家是（
）．
A．爱因斯坦
B．麦克斯韦
C．安培
D．卢瑟福
6．如图所示表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法错误的是(
)
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的电流正在增加
C．电感线圈中的磁场能正在增加
D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
7．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（
）
A．电磁波可以在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．变化的磁场一定产生变化的电场
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
8．如图所示，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E＝5
V，内阻r＝1Ω，开始时开关S闭合．则（?
）
A．断开S前，电容器带电荷量为零
B．断开S的瞬间，电容器a板上带正电
C．断开S前，电容器电压为
D．断开S的瞬间，电容器b板上带正电
9．下列说法正确的是(　　)
A．在摆角很小时单摆的周期与振幅无关
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．变化的电场一定能产生变化的磁场
D．两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替出现
10．下列说法中正确的是
(　　)
A．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射
B．光的色散现象都是由光的干涉引起的
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波
D．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
11．如图所示的电路中，电容器的电容C＝1
μF，线圈的自感系数L＝0.1
mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，经过3.14×10－5
s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)
12．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈，此时产生电谐振的电容多大？
13．有一振荡电路，自感系数为。电容可调范围为。求：
①回路产生电磁波的频率范围。
②最大波长与最小波长的比值。
参考答案
1．A
【解析】
闭合S瞬间，电源给电容器充电，根据电势的高低判断出电容器两极板的电性；由于线圈L的直流电阻不计，S闭合电路稳定后，电容器被短路，两端电压为零．当断开S的瞬间，线圈中电流要减小，产生自感电动势，电容器充电，极板的电性变化．
【详解】
A、S闭合瞬间，给电容器充电，且A与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负电，故A正确；
B、S保持闭合，电容器支路断路，但两端的电压与并联的支路电压相同为零，故电容器不带电，故B错误；
C、S断开瞬间，由于线圈产生感应电流，电流的方向与原电流方向相同，故A带负电，B带正电，故C错误；
D、根据ABC可知，D错误；
故选A
【点睛】
本题考查自感线圈的双重作用的理当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源．
2．C
【解析】
电磁波可以在真空中传播，还可以在其它介质中传播，A错；均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不再产生电场，所以B错；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D错．
3．C
【解析】
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实电磁波的存在．电磁波是一种不同于实物粒子的特殊物质．故C正确，ABD错误。
4．B
【解析】
A.
电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，选项A错误；
B.
周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波。选项B正确；
C.
电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射，也可以发生反射和折射，选项C错误；
D.
电磁波可以在真空中传播，不需要介质，选项D错误。
故选B。
5．B
【解析】
从理论上预言光是一种电磁波的物理学家是麦克斯韦，选项B正确，ACD错误。
故选B。
6．A
【解析】
图示时刻，电容器上极板带正电；由右手定则可知，此时电流正在增大；故可知电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电容器两极板间的电压正在减小，电场能转化为磁场能，线圈中的感应电动势总是阻碍电流的增大。
A．电容器正在充电，与结论不相符，选项A错误，符合题意；
B．电感线圈中的电流正在增加，与结论相符，选项B正确，不符合题意；
C．电感线圈中的磁场能正在增加，与结论相符，选项C正确，不符合题意；
D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大，与结论相符，选项D正确，不符合题意；
故选A。
7．A
【解析】
电磁波本身就是物质，可以在真空中传播，也可以在空气等物质中传播，A正确；电场随时间均匀变化时，产生恒定的磁场，则不会产生电磁波；B错误；变化的磁场包括周期性变化和均匀变化等，若为均匀变化的磁场，则只能产生恒定制电场；C错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹证实了电磁波的存在；D错误．故选A．
8．AB
【解析】
A、断开开关S前，线圈电流稳定，线圈的直流电阻不计，则电容器两端电压为零，所以电容器没有电荷量，故A正确；
BD、当开关断开瞬间，线圈电流减小，由于线圈的自感现象，导致线圈中产生感应电动势，且左端电势高于右端，从而对电容器充电，因此a极带正电，b板带负电，故B正确，D错误；
C、当断开开关S前，线圈电流稳定，且线圈的直流电阻不计，则电容器两端电压为零，所以电容器没有电荷量，故C错误；
故选AB．
9．AD
【解析】
A．单摆周期T＝2π与振幅无关，A项正确；
B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振，B项错误；
C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，C项错误；
D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变，D项正确。
故选AD。
10．AD
【解析】
A．超声波的频率较大，波长较小，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项A正确；
B．光的色散现象都是由光的折射引起的，选项B错误；
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围才可以产生电磁波，选项C错误；
D．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，这样才能使得光在光导纤维丝的内芯发生全反射，选项D正确。
故选AD。
11．20
m/s2,10
m/s2
【解析】
当S拨至a时，油滴受力平衡，显然带负电；
所以
mg=qU/d
当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
当t=3.14×10－5s时，电容器恰好反向充电结束，由牛顿第二定律得，
qU/d+mg=ma
以上式子联立，代入数据解得
a=20m/s2
当振荡电流最大时，两极板间无电场，油滴仅受重力作用
所以
mg=ma/
a/=g=10m/s2．
12．8000m
【解析】
由得：
由公式得：
答案：8000m
13．①②15
【解析】
①因为，所以：
，
，
其电磁波的频率范围是：
②因为
，
所以：
。