上海市北虹高中2019-2020学年高中物理沪科版选修3-4：电磁场与电磁波 章末综合复习测评（含解析）

电磁场与电磁波
1．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
2．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
3．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
4．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
5．一台无线电接收机，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．
6．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
7．关于物理定律的适用条件与应用，下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过实验直接证明了自由落体的物体做匀变速直线运动
B．牛顿将万有引力定律发表在《自然哲学的数学原理》中，并测得了引力常量
C．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场
D．麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言并首先捕捉到了电磁波
8．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
9．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
10．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
11．在生活中打电话的电信号是________信号，而发电报的电信号是________信号．（填“数字”或“模拟”）
12．电磁波在空气中的传播速度为C，频率为f，则该电磁波在空气中的波长λ=______；
13．历史上，科学家______(选填“麦 克斯韦”或“赫兹"）首先证实了电磁波的存在。江苏交通广播电台的广播频率为.该电磁波在真空中的波长为_____
14．电磁波在空气中的传播速度取3.0×108m/s，某广播电台能够发射波长为50m的无线电波，那么收音机接收该电波时调频的频率应为______Hz。
15．如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。

16．某广播电台的发射功率为10kW，其发射出在空气中波长为187.5m的电磁波．
（1）求该电台每秒从天线发射出多少个电磁波能量子；
（2）若该电台向周围空间发射的能量子可视为均匀分布的，求在离天线2.5km处且直径为2m的环状天线每秒最多能接收的能量子个数及接收功率．
17．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)
参考答案
1．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
2．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．
3．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．
4．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
5．A
【解析】
由得;
因为解得,故选项A正确．
6．A
【解析】
【详解】
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；
7．C
【解析】
【详解】
A.伽利略并没有用物体的自由落体实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而是运用小球在光滑斜面上的运动合理外推得到的，故选项A错误；
B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了引力常量，故选项B错误；
C.法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，故选项C正确；
D.麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言了电磁波的存在，是赫兹首先捕捉到了电磁波，故选项D错误；
8．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.
9．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
10．BC
【解析】
【详解】
A、电磁波在真空中的传播速度恒为，A错误；
B、根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；
C、变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波是横波，电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直，且与传播方向垂直，C正确；
D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，D错误．
11．模拟 数字
【解析】
【分析】
【详解】
不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号（Analog Signal），例如用一系列连续变化的电磁波（如无线电与电视广播中的电磁波），或电压信号（如电话传输中的音频电压信号）来表示；数字数据则采用数字信号（Digital Signal），例如用一系列断续变化的电压脉冲（如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0），或光脉冲来表示． 而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路（例如电话网、有线电视网）来传输． 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点，如电报．
【点睛】
模拟信号和数字信号的区别，注意从概念上区分．
12．c/f
【解析】
根据公式，，联立解得．
13． 赫兹 3.0
【解析】德国物理学家赫兹用实验成功证实了电磁波的存在；由可得： .
14．6×106
【解析】根据得，所以收音机接收这个电台时调谐的频率应工作在。
15．见解析
【解析】
【详解】
当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了火花。
16．（1）个（2）个
【解析】
【详解】
(1)每个电磁波能量子的能量为:
故电台每秒发射的电磁波能量子个数为:
个个．
(2)以电台发射天线为球心，半径为的球面积为，环状天线的接收面积，其中,故可得环状天线每秒最多能接收的能量子个数为:
个
接收功率为:
．
17．20 m/s2,10 m/s2
【解析】
【详解】
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．