上海市海滨高中2019-2020学年高中物理沪科版选修3-4：电磁场与电磁波 单元测试题（含解析）

电磁场与电磁波
1．LC 振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（ ）
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由 a 向 b
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带负电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由 a 向 b
2．关于电磁波的原理和应用，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场就能产生变化的磁场
B．微波是指波长为微米级的电磁波
C．α、β、γ三种射线中，只有γ射线属于电磁波
D．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号遥控电视机
3．下列说法正确的是
A．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
B．红外线有显著的热作用，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光
C．紫外线能杀死多种细菌，还用于遥感技术中
D．在医学上常利用伦琴射线穿透能力强，检查人体内的病变及骨骼情况
4．下列各组电磁波，按频率由高到低的正确排列顺序是　　
A．无线电波、红外线、可见光、X射线
B．X射线、红外线、可见光、无线电波
C．X射线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、可见光、红外线、X射线
5．光波具有的下列性质中，与声波不同的是
A．能传递能量 B．频率由波源决定
C．能产生衍射现象 D．能在真空中传播
6．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．紫外线的波长比伦琴射线的长，它具杀菌消毒的作用
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
7．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（ ）
A．频率越大，传播的速度越大
B．频率不同，传播的速度相同
C．频率越大，其波长越大
D．频率不同, 传播速度也不同
8．对电磁波谱的理解，下列叙述正确的是（　　）
A．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是r射线
B．验钞机检验钞票的真假体现了紫外线的荧光效应
C．天空看起来是蓝色的原因是波长较短的光更容易被大气散射
D．不同波长的电磁波，波长越小其频率越高
9．某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示，则此时
A．电流 i 在减小
B．电容器正在充电
C．电场能正在向磁场能转化
D．电感线圈所在空间的磁场变化率在变大
10．梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波（ ）
A．是横波
B．是由于电荷运动产生的
C．不能在真空中传播
D．只能沿着梳子摇动的方向传播
E.在空气中的传播速度约为3×108m/s
11．生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为________m/s。
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．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____________．
14．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____________．
15．一列电磁波的波长为30km，该波从地球传到月球需1.3s，则在这一距离可排满多少个波长的波？
16．光子的动量P与能量E的关系为.静止的原子核放出一个波长为λ的光子。已知普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c,求:
(1)质量为M的反冲核的速度为多少?
(2)反冲核运动时物质波的波长是多少?
17．若某种紫外线频率为1.5×1015 Hz,试回答下列问题:
(1)该紫外线的波长为多少?
(2)紫外线的主要作用有哪些?
参考答案
1．B
【解析】
由安培定则可知，电流方向由b向a；若磁场正在减弱，可知电容器处于充电状态，电场能正在增大，电流由b向a，所以电容器下极板带正电，电容器上极板带负电．故A错误，B正确；若磁场正在增强，可知电容器处于放电状态，电场能正在减小,电流由b向a，所以电容器上极板带正电．故CD错误.
2．C
【解析】
均匀变化的电场就能产生恒定的磁场，而非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，故A错误；波长从1mm到10m的电磁波称微波，故B错误；α、β、γ三种射线中，α射线是氦核流，β射线是电子流，只有γ射线属于电磁波，故C正确；遥控器通过发出红外线脉冲信号遥控电视机，因红外线波长较长，容易发生衍射现象，故D错误；故选C．
【点睛】
考查电磁波理论，掌握变化中的电场分均匀变化与非均匀变化，理解α、β、γ三种射线区别，注意红外线与紫外线的不同及微波不是指波长为微米级的电磁波．
3．D
【解析】
波长越长越容易衍射，则各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是无线电波，而干涉只要频率相同即可，故A错误；红外线有显著的热作用，用紫外线照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光，选项B错误；紫外线有化学作用，能杀死多种细菌，红外线的波长较长，常用于遥感技术中，选项C错误；在医学上常利用伦琴射线穿透能力强，检查人体内的病变及骨骼情况，选项D正确.
4．C
【解析】
频率顺序由高到低排列，电磁波谱可大致分为：射线伽马射线，X射线伦琴射线，紫外线，可见光，红外线，微波，无线电波，故C正确、ABD错误．故选C．
5．D
【解析】
【详解】
光波具有的下列性质中，与声波不同的是，声波只能在介质中传播，而光波不但能在介质中传播，还能在真空中传播；故选D.
6．C
【解析】
【详解】
A．电磁波可以在真空、固定、液体、气体中传播，故A错误.
B．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；故B错误.
C．由电磁波谱可知紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用，可以杀菌消毒；故C正确.
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在；故D错误.
7．B
【解析】
试题分析：电磁波的传播速度是光速，所以频率不同，传播的速度相同，B正确，
考点：本题考查学生对电磁波性质的理解情况，
点评：电磁波的速度与光速相同，因为光是一种典型的电磁波，可以根据光的有关特点来推出电磁波的特点．
8．BCD
【解析】
【详解】
电磁波谱中，波长越长越容易衍射，r射线不是最长的电磁波，故A错误；紫外线有使荧光物质发光的特性，故常用来验钞，故B正确；天空中的蓝色是因为波长较短的光被大气层散射所致，故C正确；根据频率与波长的关系可得，波长越长，频率越高，故D正确。
9．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
通过图示电流方向可知，电容器在充电，振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化，磁通量减小，但磁通量的变化率正在增大，故ABD正确，C错误．
10．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据电磁波的特点可知，电磁波为横波，故A正确；
B．梳子带电后摇动梳子，电荷发生移运动形成电流，电流产生磁场从而形成电磁波，故B正确；
C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故C错误；
D．电磁波产生后，可以在任意方向传播，故D错误；
E．电磁波传播速度等光在真空的传播速度，在空气中的传播速度约为，故E正确．
11．30
【解析】
【详解】
撰写中……
12．600m 2×10-6 J
【解析】
【分析】
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
13．600m 2×10-6 J
【解析】
【分析】
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
14．600m 2×10-6 J
【解析】
【分析】
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
15．1.3×104个
【解析】试题分析：波从地球到月球的传播速度看成光速，则地球到月球的距离s＝vt＝ct＝1.3×3×108m.波长的个数n＝＝个＝1.3×104个.
考点：考查了电磁波点的传播
点评：基础题，比较简单，关键是知道电磁波的传播速度为光速
16．(1) (2)
【解析】(1)光子的动量为P,由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为P。
由
可得
所以
(2)反冲核的物质波波长
【点睛】本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，知道静止的原子核放出光子的过程中，动量是守恒的，难度不大，属于基础题．
17．(1)2.0×10-7 m (2)杀菌、消毒、荧光作用、化学作用
【解析】(1)由得λ=2.0×10-7 m.
(2)杀菌、消毒、荧光作用、化学作用.
【点睛】本题要知道所有电磁波在真空中的传播速度都是c=3×108m/s，波速公式v=λf适用于一切波．