济南历城四中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：电磁波 单元测试题（含解析）

电磁波
1．图甲中通过点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（ ）
A．间，电容器正在充电
B．间，电容器上极板带正电
C．内，点的电势比点的电势高
D．内，磁场能转化为电场能
2．如图甲电路中，是电阻不计的电感器，是电容器，闭合开关，待电路达到稳定状态后，再断开开关，电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器中的电流方向从到为正，断开开关的时刻为，那么图乙中能正确表示电感器中的电流随时间变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
3．在振荡电路中，当振荡电流为零时，下列说法中正确的是（ ）．
A．电容器充电完毕，电容器的电荷量达到最大，场强也最大
B．磁场能开始向电场能转化
C．穿过线圈的磁通量最大
D．线圈中产生的自感电动势最小
4．电磁波在生活中有着广泛的应用.不同波长的电磁波具有不同的特性,因此也有不同的应用.下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是(　　)
A．雷达——无线电波
B．手机——X射线
C．紫外消毒柜——紫外线
D．遥控器——红外线
5．下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱正确排列的是（ ）．
A．射线、红外线、紫外线、可见光
B．可见光、红外线、紫外线、射线
C．红外线、可见光、紫外线、射线
D．紫外线、可见光、红外线、射线
6．2016年9月25日，由我国自主研发建造的世界最大单口径、最高灵敏度射电望远镜（FAST）全面竣工并投入使用．据了解，这台位于贵州省黔南州山区的射电望远镜由4450块三角形接收面板拼装而成，口径达到500米，总接收面积有30个足球场那么大．能接收137亿光年以外的电磁信号，误差不超过1毫米．这将使人类观察宇宙更远更清楚，能够帮助人类观察外星是否存在生命，并且帮助解开宇宙起源之谜．光和广播电视信号都是以光速传播的电磁波，区别只在波长．千百年来人类只是通过可见光波段观测宇宙，而实际上天体的辐射覆盖整个电磁波段．据此材料，以下说法正确的是
A．光年是时间单位
B．光属于电磁波，所有电磁波都具有相同的波长
C．射电望远镜可以接收遥远天体发出的电磁信号
D．和可见光相比，无线电波是波长较短的电磁波
7．如果收音机调谐电路中是采用改变电容的方式来改变回路固有频率的．当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，则电容器的最大电容量与最小电容量之比为(　　)
A．3∶1 B．9∶1
C．1∶3 D．1∶9
8．用一平行板电容器和一个线圈组成振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是（ ）
A．增大电容器两极板间的距离
B．减小电容器两极板间的距离
C．减小电容器两极板的正对面积
D．增大电容器两极板的电压
9．无线电广播的过程是（ ）
A．调制一调谐一解调
B．调制一解调一调谐
C．解调一调制一调谐
D．调谐一解调一调制
10．关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用，下列说法正确的是（ ）
A．振荡器的作用是产生等幅高频信号
B．振荡器的作用是产生低频音频信号
C．振荡器的作用是产生高频音频信号
D．振荡器的作用是产生等幅低频信号
11．一台无线电接收机，当接收频率为的信号时，调谐电路里电容器的电容是。如果调谐电路里的电感线圈保持不变，要接收频率为的信号时，调谐电路里电容器的电容应变为（ ）
A． B．
C． D．
12．下列说法正确的是（　　）
A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应
B．紫外线的穿透本领较强，医疗方面可以杀菌消毒还可以透视
C．医生用超声波检查胆结石，是因为超声波波长较长，遇到结石更容易发生衍射
D．第四代移动通信系统（4G）采用1880～2690MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
13．如图所示，为一电阻可忽略的线圈，为一灯泡，为电容器，开关处于闭合状态，灯泡正常发光，现突然断开，并开始计时，能正确反映电容器极板上电荷量及回路中电流（规定顺时针方向为正）随时间变化的图象是（图中为正值表示极板带正电）（ ）
A． B．
C． D．
14．下列关于电磁场的说法中正确的是（ ）
A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B．任何变化的电场周围一定有磁场
C．周期变化电场和周期变化磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场
D．电磁波的理论在先，实践证明在后
15．要接收到载有音频信号的电磁波，并通过耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的（ ）
A．调幅 B．调频
C．调谐 D．解调
16．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应( )．
A．增大调谐电路中线圈的匝数
B．加入电源电压
C．减小调谐电路中线圈的匝数
D．将线圈中的铁芯取走
17．关于调制器的作用，下列说法正确的是（ ）
A．调制器的作用是把低频声音信号加载到高频信号上去
B．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去
C．调制器的作用可以是把低频信号的信号加载到高频信号的频率上去
D．调制器的作用是将低频声音信号变成高频信号，再放大后直接发射出去
18．电磁振荡：
______振荡电路
振荡电路的周期和频率：______、______
电磁波的发射和接收
（1）发射：
采用______频率和______电路
调制
（2）接收：
电谐振
调谐
解调（检波）
电磁波的发现：
（1）麦克斯韦电磁场理论：
变化的磁场产生______
变化的电场产生______
（2）电磁波：
麦克斯韦预言了电磁波
电磁波：电磁波：电磁场由近及远传播
赫兹实验：证实了电磁波的存在
特点与应用
特点：横波，真空中的传播速度等于______
应用：电视广播、雷达、移动通讯、微波炉、等
19．有一LC振荡电路，如图所示，当电容调节为时，能产生频率为的振荡电流，要获得频率为的振荡电流，则可变电容应调为多大？设电感L保持不变
20．一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？
参考答案
1．C
【解析】
A.由题图乙知，内，电流逐渐增大，电容器正在放电，A项不合题意.
B.内，电流沿正方向逐渐减小，是充电过程，电容器上极板带负电、下极板带正电，B项不合题意.
C.间，电流沿负方向逐渐增大，是放电过程，Q点比P点电势高，C项符合题意.
D.放电过程中电场能转化为磁场能，故D项不合题意．
2．C
【解析】
S断开前，ab段短路，电流从，电容器不带电；S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量最大时，ab中电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流．
AD.电流从最大值开始变化；故A项不合题意，D项不合题意.
B.电流从负向最大开始减小；故B项不合题意．
C.电流的变化图象与分析过程相符；故C项符合题意.
3．A
【解析】在振荡电路中，振荡电流，由电容器极板上电荷量的变化率决定；当 时， ，则电容器充电完毕，电容器极板上电荷量 达到最大，又两极板电压， ，所以场强也最大，电场能最大，磁场能最小，此时电场能开始向磁场能转化，线圈中的磁通量最小；又线圈中的自感电动势，由电路中电流变化率决定，与电流大小无关，当 时，电流变化率最快，自感电动势有最大值．故选A．
4．B
【解析】
A、雷达是利用了无线电波中微波来测距的；故A正确；B、手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信；故B错误；C、紫外线具有很强的消毒作用；故C正确；D、线外线可以用于遥控器；故D正确；本题选不正确的故选B.
【点睛】本题考查电磁波的应用，要求能掌握各种电磁波的性质，并能与相应仪器结合记忆．
5．C
【解析】
电磁波的衍射能力与波长有关，波长越长，衍射能力越强，所以，衍射能力由强到弱应该是：红外线，可见光，紫外线， 射线．故选C．
6．C
【解析】
光年是光在一年中传播的距离，故光年是长度单位，选项A错误；光属于电磁波，不同的电磁波的波长不相同，选项B错误；射电望远镜可以接收遥远天体发出的电磁信号，选项C正确；和可见光相比，无线电波是波长较长的电磁波，选项D错误；故选C.
7．B
【解析】
由λ＝＝c·2π知，λ＝c·2π，3λ＝c·2π，则＝，所以B对．
思路分析：接收到清晰地电信号是调节电路使其达到电谐振，所以根据波长和频率的关系，利用振荡电路的周期公式进行解答．
试题点评：考查收音机接受电磁波的原理
8．B
【解析】
根据及可知，，增大电容器电容，可以增大发射电磁波的波长，由，可知，减小电容器两极板的距离、增大正对面积都可以增大电容器电容，故选项B正确．
9．A
【解析】
首先通过话筒把声音信号转变成为音频信号，音频信号频率很低，不能用来直接发射电磁波．此时需要把音频信号加到高频电磁波上，这个过程叫作调制．经过调制的音频信号通过开放电路向四周辐射出去．接收机上的天线，接收来自广播电台的电磁波，经过调谐器选取所需信号，这个过程叫电谐振调谐．然后，从接收到的高频电磁波中分离出所携带的音频信号，这个过程叫作检波，也叫解调．最后，检波出来的音频信号经过放大器放大，送到扬声器再现声音．
10．A
【解析】
无线电广播发射过程中的振荡器的作用是产生等幅高频信号,然后将声音信号载在振荡器发出的电磁波发射出去,A正确,
思路分析：无线电广播发射过程中的振荡器的作用是产生等幅高频信号,
试题点评：本题考查了电磁波的发射
11．A
【解析】
由得;
因为解得,故选项A正确．
12．A
【解析】
A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应，A正确；
B．紫外线可以杀菌消毒，但不能透视，X射线的穿透能力较强，B错误；
C．医生用超声波检查胆结石，是因为超声波波长较短，遇到结石不容易发生衍射，C错误；
D．第四代移动通信系统（4G）采用1880MHz﹣2690MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，D错误；
13．BC
【解析】
S闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零，
AB.断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L-C振荡电路，电量随时间周期性变化；故A项不合题意，B项符合题意.
CD.当突然断开S，线圈中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线圈因阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C项符合题意，D项不合题意.
14．BCD
【解析】
A.均匀变化的电场或磁场，不会在其周围产生电磁场，也不会有电磁波存在，故A项不合题意．
B.任何变化的电场周围一定有磁场，故B项符合题意．
C.周期变化电场和周期变化磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场，故C项符合题意．
D.麦克斯韦建立电磁波的理论在先，赫兹用实践证明在后，故D项符合题意．
15．CD
【解析】
要接收电磁波，收听节目就必须先把电磁波有选择性地接收下来，这一过程叫作调谐，然后把音频信号从电磁波中“卸载”下来，这一过程叫作解调，故选项A、B错误，选项C、D正确．
16．CD
【解析】
当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能收听到电台信号．由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由f＝可知，在C无法再调节的前提下，可减小电感L，即可通过C、D的操作升高f.
17．ABC
【解析】
调制器的作用是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频．由于低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去．
思路分析：调制器的作用是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频．由于低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去
试题点评：本题考查了调制器的作用, 是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去
18． 高 开放 电场 磁场 光速
【解析】
【分析】
本题为对电磁波一章的基本结论的记忆考查，熟记基本结论即可
【详解】
略
19．50pF
【解析】
试题分析：当LC电路的振荡频率与电磁波信号频率相同时，发生电谐振，接受的信号最强，根据公式，即可求解．
LC电路的振荡频率为：，
由于电感L保持不变所以：
代入数据解得：
点睛：本题主要考查了LC震荡电路的周期公式，属于基础题．
20．7.5×103 m
【解析】
【详解】
图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc可知，无线电波从发射到返回所用时间为50 μs.
设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得
s＝ m＝7.5×103 m.