烟台市第十中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：电磁波 综合测评（含解析）

电磁波
1．根据电磁场理论及电磁波传播速度表达式，下述结论中正确的是（ ）
A．电磁波的频率越高，传播速度就越大
B．电磁波的波长越长，传播速度就越大
C．电磁波发射的能量越大，传播速度就越大
D．电磁波在真空中的传播速度都等于
2．根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是( )
A．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．稳定的电场一定产生稳定的磁场
D．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
3．下列电磁波符合波长由短到长顺序的是（ ）
A．微波、红外线、紫外线 B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、红外线、X射线 D．紫外线、X射线、γ射线
4．下列几种电磁波：①验钞机发出的紫外线；②电视机的遥控器发出的红外线；③微波炉磁控管产生的微波；④放射性元素衰变产生的射线。若按波长从小到大排列，正确的顺序是（ ）
A．①②③④ B．③④①② C．④①②③ D．③②①④
5．下列关于电磁场与电磁波的说法中正确的是（ ）
A．电磁波与机械波一样不能在真空中传播
B．电磁波的发射条件中要振荡频率足够高
C．电磁波谱中红外线的主要特性是它的热效应
D．麦克斯韦认为变化的磁场一定产生变化的电场
6．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．同光波一样会发生反射现象
D．不可能产生干涉和衍射现象
7．如图所示电路，电键S先闭合，稳定后，再断开电键S．若线圈中直流电阻为零，则从断开S开始计时，电容器C的N极板上的电量q随时间变化的图像是图中的哪一个？（ ）
A． B． C． D．
8．电磁波谱是一个很大的家族，下列与电磁波谱有关的说法中错误是__________
A．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波
B．利用紫外线的荧光效应可以鉴别钞票的真伪
C．x射线可用来检查金属内部的缺陷，其频率比可见光频率小
D．红外摄影的基础是探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
9．下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场周围一定产生变化的磁场
B．变化的电场周围一定产生恒定的磁场
C．均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
D．周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场
10．如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡．如果规定断开电键K的时刻为t＝0，电感L中的电流I方向从a到b为正，线圈中磁场B的方向以初始时刻的方向为正方向，电容器左极板带电量为q，电容中电场强度E向右为正，时间为t，那么下列四个图中能够正确表示电感电容中物理量变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
11．在LC振荡电路中，t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．在t1时刻电容器正在充电
B．在t2时刻电容器正在充电
C．在t1时刻电路中的电流处在增大状态
D．在t2时刻电路中的电流处在增大状态
12．我们用一些常见的家用电器,如电视机、遥控器、收音机、无绳电话、手机、微波炉、电动剃须刀、验钞器等,做许多关于电磁波的小实验。可以显示出电磁的_________、____________、__________、___________、_______________等现象。
13．不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分___________.我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了_______________.
14．电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播___________,在传播过程中,电磁波能发生_____________
15．（1）电磁波在真空中的传播速度为________，我国第一颗人造地球卫星采用10MHz的频率传送无线电信号，该频率的电磁波的波长是________。
（2）雷达是利用无线电波测定物体________的无线电设备，波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强。因此雷达用的是________波段的无线电波。
16．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值．现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点，如图所示．

(1)T、L、C的关系为____________________________．
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线______________．
17．在收音机接收中波段时其LC振荡电路的电感L是固定的，当可变电容器电容为C1时可接收频率为535 kHz的电磁波，当可变电容器的电容为C2时可接收频率为'1605 kHz的电磁波，则电容之比C1：C2=________，这两列电磁波的波长之比=_______．
18．20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24h发电，且不受昼夜气候的影响．利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，太阳能卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，此时微波定向性最好．飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的．可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．(地球半径R=6400km)
（1）太阳能电池将实现哪种转换________．
A．光能—微波 B．光能—热能 C．光能—电能 D．电能—微波
（2）微波是________．
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．机械波
（3）飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙________．
A．反射 B．吸收 C．干涉 D．衍射
（4）微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的________．
A．电离作用 B．穿透作用 C．生物电作用 D．热效应
19．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，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？
20．一个LC振荡电路所发射的电磁波频率是106 Hz，求它在真空中的波长，当振荡电路电容器的电容增为原来的4倍时，所发射的电磁波频率为多少？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
ABC．电磁场是物质存在的一种形式，电磁波的传播速度与传播介质有关，而与频率、能量、波长均无关，故ABC错误；
D．电磁波在真空中的传播速度都等于3.0×108m/s，故D正确。
故选D。
2．A
【解析】
麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，当中的变化有均匀变化与周期性变化之分；均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，周期性变化的电场才能产生同频率的磁场．
【详解】
A．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场，A正确；
B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，B错误；
C．稳定的电场不会产生磁场，C错误；
D．均匀变化的电场一定产生恒定不变的磁场，D错误．
故选A。
【点睛】
本题考查麦克斯韦的电磁场理论中变化的分类：均匀变化与非均匀（或周期性）变化．要注意准确把握．
3．B
【解析】
【详解】
A．微波、红外线、紫外线的波长从长到短排列。故A错误。
B．γ射线、X射线、紫外线波长由短到长排列。故B正确。
C．X射线的波长比紫外线波长短。故C错误。
D．紫外线、X射线、γ射线波长由长到短顺序排列。故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
γ射线、紫外线、红外线、微波的波长从短到长排列，但是范围不互相交错重叠，即④①②③．故C正确，ABD错误。
故选：C。
5．C
【解析】
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故A错误；
B．电磁波的发射条件要有振荡的电场或磁场即可，故B错误；
C．红外线的主要特征是它的热效应，而紫外线的显著作用是消毒与荧光作用，故C正确；
D．均匀变化的电场产生稳定的磁场，而周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，故D错误。
故选：C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波不需要介质传播，选项B错误；同光波一样会发生反射，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，选项D错误．
【点睛】
此题考查了电磁波及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干涉和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：．
7．A
【解析】
【详解】
S闭合稳定时，电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零；断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器充电，N板带正电且电量逐渐增大，磁场能转化为电场能，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正确，BCD错误．
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁波中无线电波的波长最长，最容易发生干涉、衍射现象，选项A正确；利用紫外线的荧光效应可以鉴别钞票的真伪，选项B正确；x射线可用来检查金属内部的缺陷，其频率比可见光频率大，选项C错误；红外线有热作用，红外摄影的基础是探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
均匀变化的电场周围会产生稳定的磁场，选项A错误；只有均匀变化的电场周围才产生恒定的磁场，选项B错误；均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场，选项C错误；周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场，选项D正确.
10．BD
【解析】
【分析】
【详解】
在没有断开开关时，电流是从a流向b，当断开开关瞬间时，电流要减小，而线圈的感应电动势，阻碍电流减少，则电流方向不变，大小在慢慢减小，线圈中的磁场是由电流产生的，所以电流减小，磁感应强度减小，电场在反向增大，当电容器充电完毕时，电流为零，接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大，磁感应强度增大，电场减小，故BD正确，AC错误。
故选BD．
11．BC
【解析】
【详解】
由图可知，t1时刻产生磁场的感应电流方向沿顺时针方向，则此时电容器正在放电，放电电流逐渐增大，A错误，C正确；t2时刻产生磁场的感应电流方向沿顺时针方向，则此时电容器正在充电，充电电流逐渐减小，B正确，D错误；故选BC．
12．发射 接收 干扰 屏蔽 反射
【解析】
【详解】
[1][2][3][4][5]我们用一些常见的家用电器,如电视机、遥控器、收音机、无绳电话、手机、微波炉、电动剃须刀、验钞器等,做许多关于电磁波的小实验。可以显示出电磁的发射、接收、干扰、屏蔽、反射等现象。
13．若干波段 电磁波谱
【解析】
【详解】
[1][2]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分若干波段，我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了电磁波谱。
14．电磁能 反射
【解析】
【详解】
[1]电磁波是种能量形式，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能；
[2]电磁波也波，所以在传播过程中,电磁波能发生反射。
15． 30m 位置 微波
【解析】
【详解】
（1）[1][2]．电磁波在真空中的传播速度为，我国第一颗人造地球卫星采用10MHz的频率传送无线电信号，该频率的电磁波的波长是
。
（2）[3][4]．雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备，波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强。因此雷达用的是微波波段的无线电波。
16．(1)T＝2π(2)如图所示
【解析】
本题主要考查两点：一是考查学生能否根据正确的作图规则画出T2C图像(图像应尽量通过或靠近比较多的数据点，不通过图像的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧)；二是考查学生的数形结合能力．学生需将LC回路的固有周期公式T＝2π变换成T2＝4π2LC，从而认识到T2C图线为一过坐标原点的直线(在本题中，横、纵坐标的起点不为零，图线在纵轴上有一正截距值)，图像的斜率为4π2L，L＝，只有正确作出图线，并得到L＝，才可以计算出L的测量平均值为0.035 1 H～0.038 9 H范围的某一数值．
17．9∶1 3∶1
【解析】
【分析】
【详解】
当收音机的接收装置的频率等于电磁波的频率时收音机就能接收此频率的电磁波，而收音机的接受装置的频率 ，故有 ，所以： ；根据 ，可得： ，两列电磁波波长之比 ．
18．C C A D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]太阳能电池实现光能与电能的转换，C正确，ABD错误。
故选C；
（2）[2]微波是某一频率的电磁波，C正确，ABD错误。
故选C；
（3）[3]飞机外壳可以反射微波，使飞机安全，A正确，BCD错误。
故选A；
（4）[4]微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起热效应，由于太阳能卫星电站的功率很大，产生的热量足以将鸟热死，D正确，ABC错误。
故选D。
19．（1）（2）3.43m
【解析】
【详解】
(1)电磁波在空气中的传播速度大约是；
(2)由题意可知，由公式
20．5×105 Hz
【解析】
由波长公式可求得：
电磁震荡的频率为：

所以发射电磁波的频率为：
点睛：震荡电路的频率公式