上海市甘泉高中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．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影（简称“CT”）检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是_ ___．
A．X射线 B．红外线
C．紫外线 D．可见光
2．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知，下列说法错误的是(　　)
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
3．一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，下列选项都描述了该过程，其中顺序正确的是（ ）
A．调制—发射—调谐—解调—播放
B．调频—发射—解调—调谐—播放
C．调幅—调谐—发射—解调—播放
D．调频—调谐—发射—解调—播放
4．下列过程中，没有利用电磁波的是 （　　）
A．电视机接收卫星电视信号
B．移动电话通话
C．电风扇通电后正常运转
D．雷达发现飞机
5．下列关于电磁场和电磁波的说法中，正确的是：（ ）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．变化的电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动
6．下列哪些设备没有用到电磁波技术的是（ ）
A．无线电广播、电视、雷达 B．微波炉
C．移动电话 D．电饭锅
7．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ.5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是
A．4G信号是纵波，5G信号是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
8．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是 。
A．无线电波广泛应用于通信和广播
B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射
C．适量的紫外线照射，对人体健康有益
D．因为射线穿透能力不强，可用来检查金属内部伤痕
9．LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示，则
A．在时刻t1，电路中的电流最大
B．在时刻t2，电路的磁场能最大
C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容的带电量不断增多
10．下列说法中正确的是
A．LC振荡电流的周期只与电容器的电容大小有关
B．只有按正弦或余弦规律变化的电场才能在空间产生磁场
C．不管闭合回路是否存在，变化的磁场都会在其周围空间产生电场
D．麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，但并未用实验证实电磁波的存在
11．物理学在国防科技中具有重要的意义.例如在导弹拦截试验中利用卫星把甲导弹发射的信息经过地面控制站传到指挥部,通信距离(往返)达16万千米,通信所用时间为____s.甲导弹飞行时间为7 min,而卫星把信息经过地面控制站传到指挥部,从指挥部发出指令到乙导弹雷达系统需要5 min,乙导弹从发射到击中甲导弹的过程必须在2 min内完成.乙的雷达有效距离为150 km,雷达从发出电磁波到接收到电磁波的最长时间为____s.从发现到击中目标有1 min就够了.从以上可看出,可以轻松进行拦截,这与通信时间极短有很大关系.?
12．有一种“隐形飞机”可以有效避开雷达的探测,秘密之一在于它的表面有一层特殊材料,这种材料能够___(选填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用;秘密之二在于它的表面制成特殊形状(如图所示),这种形状能够___(选填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备.?
13．英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场_________（选填“能”或“不能”）产生电场；德国物理学家___________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，频率为1.0×108Hz的电磁波，在真空中的波长为__________m。
14．奥斯特实验表明电流能产生磁场，这个现象称为电流的_________； ____________预言电磁波的存在（选填“牛顿”、“法拉第”、“麦克斯韦”、“赫兹”）；电磁波是个大家族，它包含无线电波、 红外线、可见光、紫外线、___________和γ射线．
15．波长为4×10-7m的红光，从相距15m处的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？该红光的频率为多少？（电磁波在空气中的传播速度c取3.0×108m/s）
16．如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V、2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：
（1）当t=×10–3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
（2）当t=π×10–3 s时，LC回路中的电流．
17．若你用通过同步卫星转发的无线电话与对方通话,则在你讲完话后,至少要等多长时间才能听到对方的回话?(已知同步卫星离地面的高度h=3.59×107 m)
18．为什么登机后要关闭手机或手提电脑?
参考答案
1．A
【解析】
X射线具有较强的穿透能力，常在医疗上用来检查身体；红外线具有显著的热效应能制成热谱仪，制成红外线夜视仪，红外线可以用来遥控，制成电视遥控器。紫外线具有化学效应强，能杀菌，制成消毒灯，还具有荧光效应，能制成验钞机来验钞；红橙黄绿蓝靛紫等属于可见光，可见光的穿透性还不及紫外线；所以A选项符合题意。
2．B
【解析】
随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加， A对B错；CD对；
3．A
【解析】
一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，首先要进行调制，即把声音信号加到高频电磁波信号上去，然后进行发射；载波信号被收音机接收后首先要进行调谐选出该信号，然后进行解调，从高频信号中把声音信号取出来，最后通过喇叭播放；故选A.
4．C
【解析】
电视机用电磁波传递图象信号和声音信号，故A不符合题意；移动电话是利用电磁波传递信息的，故B不符合题意．电风扇是利用电动机把电能转化成机械能来工作，所以没有利电磁波，故C符合题意；雷达是利用电磁波进行工作的，故D不符合题意；故选C．
5．B
【解析】
电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．电磁波本身就是一种物质传播不需要介质，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，故A错误；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，形成电磁场，电磁场由发生区域向远处传播就是电磁波，故B正确；只有变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围才一定产生电场，故C错误；电磁波是一种波，声波也是一种波，它们具有波的共性，但前者是电磁场在空间的传播，后者是机械振动在介质中的传播，不同，故D错误。所以B正确，ACD错误。
【点睛】
本题关键要明确电磁波的产生机理、传播特点，要了解麦克斯韦的电磁场理论。
6．D
【解析】
【详解】
无线电广播、电视、雷达、移动电话都是用电磁波传输信息的，微波炉是利用电磁波的微波给食物加热的，而电饭锅是用的电流的热效应对物体加热的，ABC错误D正确。
7．C
【解析】
【详解】
无论是4G还是5G，都是电磁波，都是横波，且在真空中的传播速度都是3×108m/s，选项AD错误；4G信号和5G信号的频率不同，则相遇时不能产生干涉现象，选项B错误；4G信号的频率小，波长较大，则4G信号比5G信号更容易发生衍射现象，选项C正确.
8．D
【解析】A、无线电波广泛应用于通信和广播，故A正确；
B、红外线探测器能探测出物体的红外辐射，故选项B正确；
C、适当的紫外线能促使人体合成维生素D促进钙的吸收，故C正确；
D. 因为射线穿透能力强，可以用来检查金属内部伤痕，故选项D错误。
点睛：解决本题的关键知道常见的几种电磁波的特点以及它们的重要应用，特别注意掌握各种电磁波在生产生活中的应用。
9．BC
【解析】
【详解】
在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误； 在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确． 从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确； 从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．
10．CD
【解析】
【详解】
根据LC振荡电路的周期公式为，可知周期取决与线圈的自感L和电容器的电容C，故A错误；麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。由此可知并非只有按正弦或余弦规律变化的电场才能在空间产生磁场。故B错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，不管闭合回路是否存在，变化的磁场都会在其周围空间产生电场，故C正确；麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在后，德国物理学家赫兹通过实验证实了他的预言。故D正确。
11． 0.53　 10-3
【解析】因为电磁波传播的速度v=3×108 m/s,故通信所用的时间t1= s≈0.53 s,雷达从发出电磁波到接收到电磁波最长时间为t2= .
12． 增强 减弱
【解析】隐形飞机所谓的“隐形”,是指它能够避开对手的雷达、红外线和激光等各种电磁波探测手段,其中主要是对雷达“隐形”.各种隐形飞机有共同的特点,例如,外形近于多面体,由几个几乎是平面的金属板构成,当电磁波传递到这些平面时,会被反射到另外的方向,使雷达天线不能接收.飞机的外涂层要能最大限度地吸收电磁波,减少反射.
【点睛】本题主要考查学生对：电磁波的传播的特点的了解和掌握．是一道基础题．
13． 能 赫兹 3
【解析】英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场；德国物理学家赫兹用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，频率为1.0×108Hz的电磁波，在真空中的波长为.
14．磁效应 麦克斯韦 X射线
【解析】
奥斯特实验表明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应；麦克斯韦预言电磁波的存在；电磁波是个大家族，它包含无线电波、 红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
15．t=5╳10-8s ， f=7.5╳1014Hz
【解析】红光在真空中的速度为c=3×108 m/s
从30m外的传来需要时间
由可知
【点睛】考查光有真空的速度大小，及掌握公式及的应用，注意建立正确的物理模型．
16．（1）正电荷 （2） 0.5 A
【解析】
试题分析：
（1）S断开后，LC中产生振荡电流，振动周期为，则t＝×10－3 s=时，电容器充电完毕，右极板带正电荷；
（2）开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流；当t＝π×10－3 s=时，LC回路中的电流达到反向最大，即I=0．5A．
考点：LC振荡电路
17．0.48 s.
【解析】从说话者说话开始到听到对方的声音，电磁波至少要经历4个卫星离地高度的路程，
由可得需要的时间：
点睛：知道电磁波传播需要时间，并能利用电磁波的传播速度结合速度的计算公式进行计算是解决该题的关键．
18．见解析；
【解析】因为手机或手提电脑在使用时，会向外发射电磁波，而飞机无线电系统很复杂，它受到电波干扰可能会出故障，有些空难跟这有关，所以为了飞行安全，在飞机上不要使用手机或手提电脑，无线通信及飞机导航都是利用电磁波完成信息传递的.