人教版高中物理选修34第十四章 《电磁波》单元测试题(解析版)

第十四章《电磁波》单元测试题

一、单选题(每小题只有一个正确答案)

1.下列说法正确的是()

A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速

B． X射线比红外线更容易发生干涉和衍射现象

C．玻璃对红光的折射率比紫光小，所以红光在玻璃中传播的速率也比紫光小

D．由红光和紫光组成的细光束从水中折射人空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是红

光

2.LC振荡电路中电容器极板上电荷量q随时间t变化的图线如图，由图可知()

A．在t1时刻电路中的磁场能最大

B．从t1到t2，电路中的电流值不断变小

C．从t2到t3，电容器正在充电

D．在t4时刻电容器的电场能最大

3.在LC振荡电路中，电容器C的带电量随时间变化图象如图所示，在1×10－6s到2×10－6s内，

关于电容器充放电的判定及由此LC振荡电路产生的电磁波在真空中的波长，正确的结论是()

A．充电过程，波长为1 200 m

B．充电过程，波长为1 500 m

C．放电过程，波长为1 200 m

D．放电过程，波长为1 500 m

4.如图所示，L为直流电阻可忽略不计的电感线圈，闭合S后，电路有稳定电流，若在t＝0时，

断开开关，则电容器C的A板上电荷量随时间t的变化图象是下图中的()

A．B．C．D．

5.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

6.下列有关电磁波和光现象的说法中正确的是()

A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，并计算出了电磁波的速度

B．刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象

C．水的视深比实际深度浅是光的全反射现象

D．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率小

7.若在真空中传播的电磁波频率增大，则该电磁波传播的()

A．速度不变，波长减小

B．速度不变，波长增大

C．速度减小，波长增大

D．速度增大，波长不变

8.如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u－t图象() A．t1～t2时间内，电路中电流强度不断增大

B．t2～t3时间内，电场能越来越小

C．t3时刻，磁场能为零

D．t3时刻电流方向要改变

9.把经过调制的高频电流变为图象信号电流的过程叫做()

A．调幅B．调频C．调谐D．解调

10.下列说法正确的是()

A．电磁波在真空中以光速c传播

B．在空气中传播的声波是横波

C．声波只能在空气中传播

D．光需要介质才能传播

11.真空中的可见光与无线电波()

A．波长相等B．频率相等C．传播速度相等D．传播能量相等

12.下列电磁波中，波长最短的是()

A．无线电波B．红外线C．γ射线D．紫外线

13.LC振荡电路中，当电容器C放电完毕时，下列各物理量达到最大值的是()

A．L产生的电动势e

B．电容器的带电量q

C．电路中的电流i

D．电容器两极间的电压u

14.电磁波己广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法不符合实际的是()

A．各种电磁波在真空中传播的速度大小都相同

B．常用的摇控器通过发出紫外线脉冲信号来摇控电视机

C．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在

D．当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波频率相等时，电路里激起的感应电流最强

15.关于电磁波的应用，下列说法错误的是()

A．在医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒

B．家用微波炉是利用电磁波对食物进行加热的

C．验钞机中发出的紫外线使得钞票上的荧光物质发光

D．卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强

二、多选题(每小题至少有两个正确答案)

16.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场．当产生的电场的电场线如图所示

时，可能是()

A．向上方向的磁场在增强

B．向上方向的磁场在减弱

C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱

D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强

17.(多选)下列说法正确的是()

A．固定电话的听筒把声音变成变化的电流

B．电磁波不能在真空中传播

C．移动电话是靠电磁波传递信息的

D．用电子邮件可以传输文字、声音文件，但不能传输图象文件

18.(多选)关于超声波的应用，下列说法中正确的是()

A．利用超声波的穿透能力和反射情况，可以制成超声波探伤仪

B．利用超声波传播距离较远建立超声波站，可以探知几千米外的核武器试验和导弹发射

C．利用超声波可以把普通水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，制成“超声波加湿器”

D．蝙蝠和海豚等动物有完美的“声纳”系统，它们分别能在空气和水中确定物体的位置

19.(多选)关于LC回路中的振荡电流，下列说法正确的是()

A．该电流是一种恒定电流

B．该电流的大小变化，方向恒定

C．该电流是与正弦交变电流相似的交流电流

D．该电流的频率可以比照明用正弦交流电的频率高得多

20.(多选)下列说法正确的是()

A．电磁波信号需要经过“调谐”过程，加到高频的等幅电磁波(载波)上才能有效的发射出去

B．一部手机既是电磁波发射装置，同时又是电磁波接收装置

C．“检波”就是“调谐”

D．电视的图象信号和声音信号是通过电视台的发射天线同时发射的

三、填空题

21.有一振荡电路，线圈的自感系数L＝8 μH，电容器的电容C＝20 pF，此电路能在真空中产生电磁波的波长是________ m.

22.一个收音机接收电磁波的最长波长是最短波长的n倍，若调谐电路的电感不变，则电路中接收最短波长和最长波长时，电容器的电容之比为________．

23.如图所示为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在________电，电感线圈中的电流在________(填“增大”“减小”或“不变”)，如果振荡电流的周期为π×10－4s，电容为C＝250 μF，则自感系数L＝________ H.

24.请你将正在放音的收音机，分别放入一个真空罩和一个金属网中，观察收音机的音量变化．(1)当把收音机放入真空罩内(在收音机外壳撒一些泡沫小球)时，我们会看到泡沫小球________(选填“会”或“不会”)跳动，但是________(选填“会”或“不会”)听到声音，此实验说明________．

(2)当把收音机放入一个金属网中时，我们将________(选填“会”或“不会”)听到声音，若将正在放音的录音机放入金属网中则________(选填“会”或“不会”)听到声音，原因是________．(提示：金属网有屏蔽电磁波的作用)

25.当接收电路的________跟收到的电磁波的________相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振．使接收电路产生________的过程叫做调谐．

四、计算题

26.某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，如图乙所示，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．

27.一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？

答案解析

1.【答案】A

【解析】麦克斯韦预言了电磁波，电磁波可以在真空中传播，其速度是3×108m/s，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确；X射线是一种波长比红外线短的电磁波，具有较强的穿透能力，但不容易发生衍射现象，故B错误；红光的折射率小于紫光的折射率，根据v＝知，在玻璃中，

红光的传播速度比较大，故C错误；由于红光的频率比紫光的频率小，所以红光的折射率小，根据sin C＝，即紫光全反射的临界角小，所以最先消失的为紫光，故D错误．

2.【答案】C

【解析】在t1时刻，电路中的q最大，电场能最大，则磁场能最小．故A错误；在t1到t2时刻电路中的q不断减小，电场能减小，磁场能增大，电路中的电流值不断变大，故B错误；在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器正在充电，故C正确；在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误．

3.【答案】A

【解析】由题意可知，电容器在1×10－6s到2×10－6s内，电荷量在不断增加，说明正在充电；由图可知，T＝4×10－6s，根据λ＝CT＝3×108×4×10－6m＝1 200 m，故A正确，B、C、D错误．

4.【答案】B

【解析】在没有断开开关时，电容器被短路，极板上的电荷量为0，线圈中的电流是从上流向下，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，A板将会充电，带正电荷，故B正确，A、C、D错误．

5.【答案】D

【解析】电磁波中最容易发生衍射现象的是无线电波，因其波长长，而干涉时，必须要频率单一且相同，故A错误；红外线有显著的热作用，还用于遥感技术中；而紫外线照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光，也能杀死多种细菌，故B、C错误；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，故D正确．

6.【答案】A

【解析】麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，并指出电磁波的速度与光速相同，故A正确；刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的，故B错误；水的视深比实际深度浅是光的折射现象形成的，故C错误；光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，使光在接触面上发生全反射，故D错误．

7.【答案】A

【解析】电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；由c＝λf知：电磁波频率越高，波长越短．故A正确，B、C、D错误．

8.【答案】B

【解析】在t1～t2时间内，极板间的电压增大，极板电荷量增大，所以为充电过程，电流强度减小．故A错误；在t2到t3时刻极板电压减小，极板电荷量减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小；t3时刻电压为零，说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最大；之后将是对电容器充电，但电流方向不变，故B正确，C、D错误．

9.【答案】D

【解析】解调是调制的逆过程，该过程把所载的声音信号或图象信号从高频电流中还原出来．

10.【答案】A

【解析】电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，故A正确；空气中的声波是纵波，故B错误；声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播，但不能在真空中传播，故C错误；光可以在真空中的传播，不需要介质，故D错误．

11.【答案】C

【解析】可见光和无线电波都是电磁波，它们的波长与频率均不相等，则传播能量也不相等，但它们在真空中传播的速度是一样的，都等于光速．故选C.

12.【答案】C

【解析】电磁波按照由长到短的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线(伦琴射线)、γ射线；故无线电波、红外线、γ射线、紫外线中波长最短的是γ射线，最长的是无线电波．故选C.

13.【答案】C

【解析】当电容器放电完毕尚未开始充电时，电容器的电荷量最少，两极间的电压也最小，故B、D错误；此时L中电流最大，但电流的变化率为0，所以L产生的电动势e为0，故A错误，C正确．

14.【答案】B

【解析】各种电磁波在真空中传播的速度大小都相同，为3×108m/s，故A符合实际；红外线波长大于紫外线，衍射性能好，故常用的摇控器通过发出红外线脉冲信号来摇控电视机，故B不符合实际；英国物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C符合实际；当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波频率相等时，发生电谐振，电路里激起的感应电流最强，故D符合实际；本题选不符合实际的，故选B.

15.【答案】A

【解析】在医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，并不是X射线，故A错误；微波炉是利用电磁波对食物进行加热的，故B正确；验钞机中发出的紫外线，使得钞票上的荧光物质发光，故C正确；利用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线波长较长，则衍射能力较强，故D正确；本题选择错误的，故选A.

16.【答案】AC

【解析】在电磁感应现象的规律中，当一个闭合回路中由于通过它的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的．麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合回路的情况，即变化的磁场产生电场．判断电场与磁场变化的关系仍可

利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向．向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如题图中E的方向所示，选项A 正确，B错误．同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，也会得到如题图中E的方向，选项C正确，D错误，故选A、C.

17.【答案】AC

【解析】固定电话的听筒是声音传感器，把声音信号变成电流信号，故A正确；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故B错误；移动电话系统是靠电磁波传递信息的，故C正确；用电子邮件可以传输文字、声音文件，也可以传输图象文件，故D错误．

18.【答案】ACD

【解析】超声波波长短、穿透能力强；利用超声波的穿透能力和反射情况，可以制成超声波探伤仪，故A正确；次声波易衍射，传播距离较远，利用该特点建立次声波站，可以探知几千米外的核武器试验和导弹发射，故B错误；超声波波长可以达到几微米，利用超声波可以把普通水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，制成“超声波加湿器”，故C正确；超声波在水中传播衰减小，可以制造声纳系统；蝙蝠和海豚等动物有完美的“声纳”系统，它们分别能在空气和水中确定物体的位置，故D正确．

19.【答案】CD

【解析】

20.【答案】BD

【解析】电磁波信号需要经过“调制”过程，加到高频的等幅电磁波(载波)上才能有效的发射出去，故A错误；一部手机既要接收信号，又要发射信号，因此既是电磁波发射装置，同时又是电磁波接收装置，故B正确；将音频信号或视频信号从高频信号(无线电波)中分离出来叫解调，也叫检波，而调谐是使接收设备的频率与所接收的信号发生共振，故C错误；电视的图象信号和声音信号，是通过电视台的发射天线同时发射的，故D正确．

21.【答案】23.8

【解析】振荡电路的振荡周期T＝2π；由公式λ＝＝vT＝2πv；代入数据，解得：波长λ＝2×3.14×3×108×m＝23.8 m

22.【答案】1∶n2

【解析】根据公式f＝，可知：最长波长是最短波长的n倍，其最短波长和最长波长的频率之比为n∶1，而f＝可知，电容与频率的平方成反比，因此最短波长和最长波长相比，电容器的电容之比1∶n2.

23.【答案】充减小10－5

【解析】根据题图中的磁感线方向，用安培定则可判断出电路中的电流方向为由下往上，故正在对电容器充电，磁场能正在转化为电场能，电流正在减小，又由T＝2π可得L＝，所以L＝10－5H

24.【答案】(1)会不会电磁波可以在真空中传播到收音机，但是收音机发出的声波必须通过介质才能传播出来

(2)不会会电磁波被金属网屏蔽，因此收音机无法收到信息．但是收音机发出的声波可以顺利传播出来．

【解析】

25.【答案】固有频率频率电谐振

【解析】

26.【答案】v＝

【解析】第1次测量时汽车距雷达距离s1＝，第二次测量时汽车距雷达距离s2＝，两次发射时间间隔为t，则汽车车速v＝＝＝.

这里有一个微小误差，即t不是两个位置的时间差，准确值应为t－＋，但和相差很小，对v计算结果的影响可略去不计．

27.【答案】7.5×103m

【解析】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处的尖形波是雷达接收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc，可知无线电波由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＝7.5×103m