上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：3.2电磁波的发现 课时作业（含解析）

3.2电磁波的发现
1．关于电磁场，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁场也是物质
B．电磁场具有能量
C．电磁场看不见摸不着，是假想的
D．电磁场是物质存在的基本形态之一
2．关于电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁波可以脱离“波源”而独立存在，
B．要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是均匀变化的
C．电磁波是物质波，
D．电磁波可以使电荷移动
3．如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，下列说法正确的是：
A．在t1时刻，电路中的磁场能最大
B．从t1到t2，电路中的电流值不断变大
C．从t2到t3，电容器不断放电
D．在t4时刻，电容器的电场能最大
4．在LC振荡电路中（理想情况），某时刻上部分电路中电流方向向右，如图下所示，且电流正在增大，则该时刻(　 　 )
A．电容器上极板带正电，下极板带负电
B．电容器上极板带负电，下极板带正电
C．磁场能正在向电场能转化
D．线圈和电容器两边的电压可能不等
5．下列说法正确的是
A．结合能越大的原子核越稳定
B．收音机里的“磁性天线”利用自感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈
C．高压输电时在输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把离压线屏蔽起来，可以预防雷击
D．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若降低紫外线的照射强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能可能变为零
6．关于电磁波谱，下列说法中正确的是
A．红外线比红光波长长，它的热作用很强
B．X射线就是伦琴射线
C．阴极射线是一种频率极高的电磁波
D．紫外线的波长比伦琴射线的长，它的显著作用是荧光作用
7．关于电磁波，下列说法中正确的是
A．电磁波是由不均匀变化的电场和磁场产生的
B．电磁波是横波
C．电磁波不能在真空中传播
D．电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
8．关于电磁波,下列说法正确的是( )
A．电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．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
9．下列说法不正确的是（ ）
A．发射电磁波时，振荡频率越低越好
B．电磁波是一种信息运载工具
C．电磁波是假想的，实际上并不存在
D．我们从来没有看到过电磁波，所以生活的空间几乎没有电磁波
10．如图所示，线圈自感系数为L，其电阻不计，电容器的电容为C，开关S闭合．现将S突然断开，并开始计时，以下说法中正确的是（ ）
A．当时，由a到b流经线圈的电流最大
B．当时，由a到b流经线圈的电流最大
C．当时，电路中电场能最大
D．当时，电容器左极板带有正电荷最多
11．在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是________.
12．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____________．
13．从地球向月球发射电磁波，电磁波在地球与月球间往返一次所用时间是多久？
14．如图所示，S先接通a触点，让电容器充电后再接通b触点，设这时可变电容
(1)经过多长时间电容C上的电荷第一次释放完？
(2)这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？
参考答案
1．C
【解析】
A、电磁场是一种特殊的物质，是物质存在的基本形态之一，故AD正确，C错误；
B、电磁场具有能量，例如电磁波的发射即为将能量和信息由近向远传播，故B正确；
点睛：考查电磁场的概念，知道电磁场是一种特殊物质，注意电磁场是实际存在的，而电场线或磁场线是假想的．
2．B
【解析】
A、电磁波是变化磁场产生电场、变化电场产生磁场不断交替变化产生的，所以电磁波可以短暂脱离“波源”而独立存在，当电磁场能量耗尽之后，电磁波才会消失，故选项A正确；
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，而电磁波是变化磁场产生变化电场、变化电场产生变化磁场不断交替变化产生的，所以要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)都不是均匀变化的，同时电磁波是物质波，同时产生电磁波的变化的电场或磁场可以使电荷移动，故B错误，CD正确．
点睛：注意麦克斯韦的电磁场理论是电磁波产生的理论基础，要加强理解与应用．
3．B
【解析】
电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程．q体现电场能，i体现磁场能．
【详解】
A、在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小．故A错误；
B、在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加．故B正确；
C、在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C错误；
D、在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误；
故选B
【点睛】
电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．
4．A
【解析】A、通过图示电流方向，且电流正在增大，知电容器在放电，则电容器上极板带正电，下极板带负电，振荡电流增大，电容器上的电荷量正在减小，电场能正在向磁场能转化，故BC错误，A正确；
D、由图可知，此时线圈和电容器两边的电压相等，故选项D错误。
点睛：解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
5．C
【解析】比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，但结合能越大的原子核不一定稳定A错误；收音机接收了电台的广播信号（电磁波信号），再利用电磁感应现象还原成为电流，B错误；高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，C正确；紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，不可能为零，D错误．
6．ABD
【解析】
：本题主要考查了电磁波的产生机制和特性．在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故选项A正确．阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是3×108m/s，而阴极射线的速度总是小于3×108m/s，阴极射线的实质是高速电子流，故选项C错误．X射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故B项正确．由于紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故选项D正确．
7．AB
【解析】电磁波是由不均匀变化的周期性变化的电场和磁场产生的，选项A正确； 电磁波是横波，选项B正确；电磁波能在真空中传播，选项C错误；电磁波在不同介质中传播时的速度不同，在真空中最大，选项D错误；故选AB.
8．BC
【解析】
若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波继续传播，故A错误；周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波，故B正确；电磁波属于横波，在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，故C正确；利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波可以通过电缆、光缆传输，故D错误．综上分析，BC正确．
9．ACD
【解析】
A、理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比．频率越高，发射电磁波的本领越大，即发射电磁波时，振荡频率越高越好，故A错误；
B、电磁波能传递信息，是一种信息运载工具，故选项B正确；
C、电磁波是真实存在的，在我们生活的空间里充满着各种频率的电磁波，我们的生活已经离不开电磁波，故CD错误．
点睛：本题需要明确电磁波的相关知识．
10．CD
【解析】
AC、根据LC振荡电路的周期公式， 当时，电源的线圈给电容器充电刚好结束，则流经线圈的电流最小，电路中电场能最大，故A错误，C正确；
B、当时，电容器刚好放电结束，流经线圈的电流最大，方向向左，故B错误；
D、当时，电容器刚好反向充电刚好结束，电容器C两极板间电压最大，且电容器左极板带有正电荷，故D正确；
故选CD．
11．
【解析】
[1]．LC振荡电路的周期T＝2π，其电容器上的带电量从最大值变化到零的最短时间
t＝，所以
.
12．600m 2×10-6 J
【解析】
电磁波传播过程中的频率是不变的，根据求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量．
【详解】
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：；
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为
13．2.56s
【解析】
电磁波在地球与月球之间是以光速传播的，光速为3×108m/s，从地球到月球的距离，根据速度公式即可求得在地球与月球间往返一次所用时间。
【详解】
地球与月球之间的距离为
从地球到月球的时间为
电磁波在地球与月球间往返一次所用时间
14．(1)1.17×10－6 s
【解析】(1)根据T＝2π，
该电路的振荡周期为T＝2π＝2×3.14×s≈4.68×10－6s，
电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的时间为t＝＝1.17×10－6s.
(2)电流逐渐增大，线圈两端的电压逐渐减小．
点睛：此题关键是要掌握LC振荡电路的振荡周期T＝2π及振动规律，知道振荡电路的四个振荡过程即可解答.