最新人教版高中物理选修3-4第十四章《电磁波》本测评2
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本章知识结构
电磁波谱解调调制发射和接收横波特点电磁波定义变化的电场产生磁场变化的磁场产生电场两个要点麦克斯韦电磁场理论的电磁场阻尼振荡和无阻尼振荡振荡的固有周期和频率振荡电路电磁振荡波磁电和场磁电:212LCfLCTLC
本章测试
1.关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.稳定的电场产生稳定的磁场
B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C.变化的电场产生的磁场一定是变化的
D.振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的
解析：麦克斯韦电磁场理论要点是：变化的磁场（电场）要在周围空间产生电场（磁场），若磁场（电场）的变化是均匀的，产生的电场（磁场）是稳定的，若磁场（电场）的变化是振荡的，产生的电场（磁场）也是振荡的，由此可判定正确答案为D项.
答案：D
2.关于电磁波传播速度的表达式v=λf，下述结论正确的是( )
A.波长越长，传播速度就越大
B.频率越高，传播速度就越大
C.发射能量越大，传播速度就越大
D.电磁波的传播速度与传播介质有关
解析：电磁波的传播速度与介质有关，而与能量无关.
答案：D
3.比较机械波与电磁波，正确说法是( )
A.二者都传递能量
B.二者传播都需要介质
C.二者都既有横波又有纵波
D.二者都是振动或电磁振荡停止，波立即消失
解析：机械波与电磁波都具有波的一般性质，如传递能量，但由于两类波本质不同，又有各自的特性，如电磁波的传播不需要介质，且电磁波只有横波，可判定B、C选项错误；振动停止，两类波继续传播，D项错.
答案：A
4.无线电广播和电视发射都是利用电磁波传输信号，关于它们的不同，下面说法中正确的是( )
A.广播电台发射电磁波需要发射天线，而电视台发射电磁波不需要发射天线
B.广播电台发射的电磁波传播速度比电视台发射的电磁波传播速度小
C.广播电台发射的电磁波的频率比电视台发射的电磁波频率大
D.广播电台发射的电磁波只有声音信号，而电视台发射的电磁波既有图象信号，又有声音信号
解析：广播电台发射需要天线，电视台发射同样需要天线，A项错；由于电磁波在真空中的速度是相等的，B项错；广播电台采用中、短波，而电视台则采用微波，所以电视台的电磁波频率大，C项错；广播电台发射的电磁波只有声音信号，而电视台发射的电磁波既有图象信号，又有声音信号，D项正确.
答案：D
5.在日常生活中，当你打开或者关闭电灯时，你会从旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平亮线，或者从旁边的收音机中听到“喀喀”的杂音，出现这一现象的原因是( )
A.电路通断时发出的电磁波被收音机、电视机接收到而产生的
B.电路通断时交流电通过家庭电路对收音机或电视机的影响
C.电路通断时开关中金属碰撞声的影响
D.当我们在电视或收音机旁使用手机时，也会出现上述情况
解析：电视机屏幕上出现一条水平亮线、收音机听到“喀喀”声，说明有节目以外的电磁波信号干扰.电磁波是由大小和方向变化很快的电流产生的.电路通断时电流的大小从无到有，从有到无，变化迅速，向四周发射电磁波，使用手机时，其发射或接收的电磁波，也会产生干扰，所以A、D选项是正确的.在B项中，平常家中有电灯在电视机旁，没有出现题中现象，所以不是交流电通过电灯造成的.在C项中，金属碰撞产生的是声波，不会被电视机接收.
答案：AD
6.图14-1为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶段（ ）
图14-1
A.经调制后 B.经调谐后 C.经检波后 D.耳机中
解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制，调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅，在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将波“切”去一半，得到单向脉冲电流，而在耳机中只有随信号变化的音频电流.
答案：AB
7.已知LC振荡电路中电容器极板A上的电荷量q随时间t变化的曲线如图14-2所示，则（ ）
图14-2
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同 B.a、c两时刻电感线圈中的磁场能正在增加
C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
D.b、d两时刻电容器中的电场能最小
解析：由电荷量q随时间t变化的曲线知，a、c两时刻电荷量最大，此时电容器充电完毕，电路中电流最小，方向相反，电感线圈中的磁场能全部转化为电容器中的电场能，A、B选项错；b、d两时刻，电荷量为零，电容器放电完毕，此时电路中的电流最大，且反向，电容器中的电场能全部转化为电感线圈中的磁场能，C、D选项正确.
答案：CD
8.下列说法正确的是( )
A.发射的图象信号不需要调制，而声音信号需要
B.接收的图象信号要经过调谐、检波
C.电视信号包括图象信号和伴音信号两种
D.图象信号和伴音信号传播速度不同
解析：图象信号和伴音信号在传播过程中均以电磁波的形式传播（调制后），速度相同.
答案：BC
9.如图14-3所示，LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是(
)
图14-3
A.电容器正在充电
B.电感线圈中的磁场能正在增加
C.电感线圈中的电流正在增大
D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
解析：根据右手螺旋定则判断出线路中电流方向为逆时针（俯视）方向，说明电容器正在放电，然后根据放电知电流逐渐增大.
答案：BCD
10.如图14-4所示，将电键S由b扳到a开始，在电流振荡了半个周期时，电路中(
)
图14-4
A.电容器C里的电场强度最强，场强方向向上
B.线圈L周围磁场最强
C.线圈中的磁感应强度为零
D.电场能即将向磁场能转化
解析：电键S与b接通使电容器充电，再与a接通电容器通过线圈放电，经过2T时，正是电容器反向充电完毕时刻，此时电容器下极板带正电，A项正确；线圈中电流为零，故B项错，C项对；此后电容器又要放电即由电场能转化为磁场能，D项正确.
答案：ACD
11.验钞机发出的光能使得钞票上的萤光物质发光；电视机、空调等家用电器的遥控器用它的光束来控制电视机、空调等家电，对于它们发出的光可判定：验钞机发出的光是____________，遥控器发出的光是__________________.
答案：紫外线 红外线
12.移动电话（手机）已经十分普遍，随身携带一个手机就可以在两地进行通话.我国现有1.2亿以上部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率_____________________（填“相同”或“不相同”）.现在建了很多地面传播塔，但还是有很多“盲区”，那么我们为什么不用同步卫星直接转播呢？__________________________________________________________________.
答案：不相同（每一部手机有一定频率） 用卫星转播太远，信号太弱
13.某电台向外发射500 kHz的电磁波，此电磁波的波长是___________________m，若距该台6 000 km 远处有一台收音机，从电台发出的信号经过___________________s可以到达收音机处，若该台发射800 kHz的电磁波，经过___________________s可以到达收音机处.
解析：本题主要考查电磁波的传播速度与波长间的关系及电磁波的特点.由v=λf，可求出λ=600 m，由电磁波的传播速度可得t=vs=m/s 103km 000 68=2×10-2 s，若发射电磁波的频率变成800 kHz，但电磁波的传播速度不变，所以传播时间也不变.
答案：600 2×10-2 2×10-2
14.如图14-5所示是LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，已知电路中线圈的自感系数为20 μH，则电路中电容器的电容为___________________.
图14-5
解析：本题主要考查LC振荡电路的周期，结合图象可知周期T=2×10-4 s，则由周期公式T=2πLC，可求出电容C=5.07 μF.
答案：5.07 μF
15.一台收音机接收电磁波最大波长是最短波长的n倍，若调谐电路的电感（自感系数L）不变，求电路中接收最短波长与最长波长时电容器的电容值之比.
解析：利用公式v=λf=λLC21进行计算.
答案：v=λf=λLC21，得λ=2πνLC.
则：短长短长CC=n 则短长CC=n2.
16.如图14-6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t=3.15×10-5 s,油滴的加速度是多少?当油滴的加速度a′为何值时,LC回路中的振荡电流有最大值?(g取10 m/s2,研究过程中油滴不与极板接触)
图14-6
解析：当S拨至a时，油滴恰能保持静止，受力平衡，应用平衡条件判断.开关S拨至b后，电容器两极板上所带的电荷量变化，板间的电场强度变化，利用振荡周期，计算出t=3.15×10-5
s时的电场强度，再应用牛顿第二定律，计算得出加速度.回路中的振荡电流有最大值时，两极板间的电场强度为零，此时油滴只受到重力作用.
答案：（1）当S拨至a时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，
则mg=qdU.①
当S拨至b时，LC回路中有振荡电流，振荡周期为T，则
T=2πLC=6.28×10-5 s.
当t=3.14×10-5 s时,电容器恰好反向充电结束,两极板间场强与t=0时两板间场强等大反向,由牛顿第二定律得qdU+mg=ma.②
联立①②得a=20 m/s2.
（2）当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用，则mg=ma′，a′=10 m/s2.
即当油滴加速度为10 m/s2时，LC回路中振荡电流有最大值.
