高考物理选修32电磁波专题练习含答案一 9页

高考物理-选修3-2-电磁波专题练习（含答案）（一）‎ 一、单选题 ‎1.下列关于电磁波和电磁波谱的认识正确的是（） ‎ A. 电磁波是横波                                                     B. 电磁波在真空中不能传播 C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在               D. 红外线的频率比紫外线频率大 ‎2.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） ‎ A. 把电场和磁场放在一起，就会在周围空间产生电磁场     B. 收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 C. 电磁波频率越高，传播速度越大                                     D. 透视用的x射线是x光，不是电磁波 ‎3.下列说法中，正确的是（　　） ‎ A. 电磁波不能在真空中传播                            B. 无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处 C. 电磁波在真空中的传播速度与频率有关       D. 无线电通信是利用电磁波传输信号的 ‎4.真空中所有电磁波都具有相同的(　　) ‎ A. 频率                                     B. 波长                                     C. 波速                                     D. 能量 ‎5.电磁场理论是谁提出的(　　) ‎ A. 法拉第                                 B. 赫兹                                 C. 麦克斯韦                                 D. 安培 ‎6.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质 层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示．下列相关说法正确的是（  ） ‎ A. 图中①光是红光，②光是蓝光 B. 在光盘的透明介质层中，①光比②光传播更快 C. 若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的宽 D. 若①光、②光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄 ‎7.关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中正确的是（   ） ‎ A. 频率越高，传播速度越大                                    B. 电磁波的能量越强，传播速度越大 C. 波长越长，传播速度越大                                    D. 频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度 ‎8.要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是(　　) ‎ A. 增大电容器两极板的间距                                    B. 升高电容器的充电电压 ‎ C. 增加线圈的匝数                                                  D. 在线圈中插入铁芯 ‎9.关于电视信号的发射，下列说法中正确的是（  ） ‎ A. 摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射 B. 摄像管输出的电信号必须加在高频等幅振荡电流上，才能向外发射 C. 伴音信号和图象信号不是同步向外发射的 D. 电视台发射的是带有信号的长波 ‎10.利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题． IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是（　　） ‎ A. IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B. 仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流 D. IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 二、计算题 ‎11.有一LC振荡电路，如图所示，当电容调节为C1＝200 pF时，能产生频率为f1＝500 kHz的振荡电流，要获 得频率为f2＝1.0×103kHz的振荡电流，则可变容器应调为多大？(设电感L保持不变) ‎ ‎12.某雷达工作时，发射电磁波的波长 =20 cm ， 每秒脉冲数 n=5 000，每个脉冲持续时间t=0．02 μs ， 问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？ ‎ ‎13.如图所示电路，S先接通A触点，让电容器充电后接通B触点，设这时可变电容器电容为C，线圈自感系数为L，经过多长时间电容C上电荷第一次释放完？这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？ ​ ‎ ‎14.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm.根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3m·K.求：老鼠发出的最强的热辐射的波长？ ‎ ‎15.某高速公路自动测速仪装置如图2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10－6 ‎ s，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，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式． ‎ ‎ 答案解析部分 一、单选题 ‎1.下列关于电磁波和电磁波谱的认识正确的是（） ‎ A. 电磁波是横波                                                     B. 电磁波在真空中不能传播 C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在               D. 红外线的频率比紫外线频率大 ‎【答案】A ‎ ‎【考点】电磁波的发射 ‎ ‎【解析】【解答】A、电磁波是横波．故A正确． B、电磁波在真空中可以传播．电磁波的传播不需要介质．故B错误． C、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在．故C错误． D、红外线的频率小于紫外线的频率．故D错误．故选A． 【分析】电磁波的传播不需要介质，电磁波是横波，红外线的频率小于紫外线的频率．‎ ‎2.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） ‎ A. 把电场和磁场放在一起，就会在周围空间产生电磁场     B. 收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 C. 电磁波频率越高，传播速度越大                                     D. 透视用的x射线是x光，不是电磁波 ‎【答案】B ‎ ‎【考点】电磁场与电磁波 ‎ ‎【解析】【解答】A、把电场和磁场放在一起，在周围空间不一定产生电磁场．故A错误．B、收音机和手机接收信号属于无线电波，无线电波属于电磁波．故B正确．C、电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．故C错误．D、电磁波包括：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．X射线属于电磁波．故D错误． 故选B． 【分析】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．电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．‎ ‎3.下列说法中，正确的是（　　） ‎ A. 电磁波不能在真空中传播                            ‎ B. 无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处 C. 电磁波在真空中的传播速度与频率有关       D. 无线电通信是利用电磁波传输信号的 ‎【答案】D ‎ ‎【考点】电磁波，电磁振荡，电磁波的发射 ‎ ‎【解析】【解答】A、电磁波的传播不需要介质，故A错误； B、无线电广播与无线电视传播信号的原理相似，都用电磁波传输信号，故B错误； C、电磁波在真空中的传播速度与频率无关，均为3×108m/s，故C错误； D、由于电磁波传输速度快，故无线电通信利用电磁波传输信号，故D正确； 故选：D． 【分析】电磁波的传输不需要介质；电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s；无线电通信利用电磁波传输信号．‎ ‎4.真空中所有电磁波都具有相同的(　　) ‎ A. 频率                                     B. 波长                                     C. 波速                                     D. 能量 ‎【答案】C ‎ ‎【考点】电磁场与电磁波 ‎ ‎【解析】【解答】电磁波在真空中的传播速度相同，与电磁波的频率、波长、能量无关，选项C正确。 【分析】根据．根据麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的特性，即可判断。‎ ‎5.电磁场理论是谁提出的(　　) ‎ A. 法拉第                                 B. 赫兹                                 C. 麦克斯韦                                 D. 安培 ‎【答案】C ‎ ‎【考点】电磁场与电磁波 ‎ ‎【解析】【解答】电磁场理论是由麦克斯韦提出的，并由赫兹首先验证。故选项C正确。 答案：C 【分析】根据相关物理学史，直接判断。‎ ‎6.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质 层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示．下列相关说法正确的是（  ） ‎ A. 图中①光是红光，②光是蓝光 B. 在光盘的透明介质层中，①光比②光传播更快 C. 若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的宽 D. 若①光、②光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄 ‎【答案】D ‎ ‎【考点】电磁场与电磁波 ‎ ‎【解析】【解答】A、①光的偏折程度较大，则折射率较大，蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光．故A错误．B、根据v=c/n知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，则光束①比光束②传播速度更慢．故B错误． C、蓝光的折射率大于红光的折射率，而蓝光的波长小于红光的折射率波长，干涉条纹的间距与波长成正比，则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的窄．故C错误． D、蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，波长越长，衍射现象越明显，所以①得到的中央亮纹比②的中央亮纹窄．故D正确． 故选D． 【分析】根据光的偏折程度比较出两束光的折射率，从而根据v=c/n 比较出在介质中传播的是的，根据波长的长短，判断谁的衍射现象更明显．‎ ‎7.关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中正确的是（   ） ‎ A. 频率越高，传播速度越大                                    B. 电磁波的能量越强，传播速度越大 C. 波长越长，传播速度越大                                    D. 频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度 ‎【答案】D ‎ ‎【考点】电磁场与电磁波 ‎ ‎【解析】【分析】电磁波的波速等于光速，与它的波长和频率无关．故A、B、C错误。 故选D。 【点评】要解答本题需掌握：电磁波的传播不需介质，传播的速度等于光速。‎ ‎8.要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是(　　) ‎ A. 增大电容器两极板的间距                                    B. 升高电容器的充电电压 C. 增加线圈的匝数                                                  D. 在线圈中插入铁芯 ‎【答案】A ‎ ‎【考点】电磁振荡 ‎ ‎【解析】【解答】振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定， 增大电容器两极板的间距，电容减小，振荡电流的频率升高，A对；升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率，B错；增加线圈匝数和插入铁芯，电感L都增大，振荡电流的频率降低，C、D错． 【分析】考查决定振荡频率的因素．注意平行板电容器电容 ，而自感系数的大小与线圈粗细、长度、匝数及有无铁芯有关．‎ ‎9.关于电视信号的发射，下列说法中正确的是（  ） ‎ A. 摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射 B. 摄像管输出的电信号必须加在高频等幅振荡电流上，才能向外发射 ‎ C. 伴音信号和图象信号不是同步向外发射的 D. 电视台发射的是带有信号的长波 ‎【答案】B ‎ ‎【考点】电磁场与电磁波 ‎ ‎【解析】【解答】A、摄像管输出的电信号必须加在高频等幅的振荡电流上，才能向外发射，故A错误，B正确．C、摄像机和话筒把图象和声音转化为电信号加载在频率很高的电流上，同步向外发射．故C不正确． D、电视台发射的电磁波携带了声音信号与图象信号，能用来传递声音和图象，发射的是无线电波．故D错误． 故选：B． 【分析】电视用电磁波传递图象信号和声音信号，摄像机和话筒把图象和声音转化为电信号加载在频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中，电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，并将加载的图象信号和声音信号取出并放大，由显像管和扬声器还原为图象和声音．‎ ‎10.利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题． IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是（　　） ‎ A. IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B. 仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流 D. IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 ‎【答案】B ‎ ‎【考点】电磁波，电磁振荡，电磁波的发射 ‎ ‎【解析】【解答】A、由题意可知，该能量来自于电磁感应，即人刷卡的机械能转化为电能；故A错误；B、为了使IC卡中的感应电流达最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作；故B正确； C、若电磁波的频率偏离该频率，L中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振；故C错误； D、IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理；故D错误． 故选：B． 【分析】明确题意，根据电磁感应及电谐振规律进行分析，即可明确能量及IC卡的工作原理，即可解答本题．‎ 二、计算题 ‎11.有一LC振荡电路，如图所示，当电容调节为C1＝200 pF时，能产生频率为f1＝500 kHz的振荡电流，要获 得频率为f2＝1.0×103kHz的振荡电流，则可变容器应调为多大？(设电感L保持不变) ‎ ‎【答案】解答：根据公式f＝ 由于电感L保持不变 所以 所以C2＝ C1＝50 pF。 ‎ ‎【考点】电磁振荡 ‎ ‎【解析】【分析】理解​振荡电路充放电的过程，根据相关内容解答。‎ ‎12.某雷达工作时，发射电磁波的波长 =20 cm ， 每秒脉冲数 n=5 000，每个脉冲持续时间t=0．02 μs ， 问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？ ‎ ‎【答案】解答：电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距 离，为此反射波必须在后一个发射波 发出前到达雷达接收器，可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半 由 ，可得电磁波的振荡频率为：   电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离 所以雷达的最大侦察距离 ‎ ‎【考点】电磁波的发射 ‎ ‎【解析】【分析】对电磁波的实际应用，对电磁波的干涉、衍射等现象和对无线电波发射和接收规律理解。‎ ‎13.如图所示电路，S先接通A触点，让电容器充电后接通B触点，设这时可变电容器电容为C，线圈自感系数为L，经过多长时间电容C上电荷第一次释放完？这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？ ‎ ‎​ ‎ ‎【答案】极板上电荷由最大到零需要 周期时间，所以 从能量角度看，电容器释放电荷，电场能转变为磁场能，待电荷释放完毕时，电流达到最大，磁场能达到最大，线圈两端电压与电容两极板间电压一致，由于放电，电容两极板间电压最大值减至零，线圈两端电压也是由最大值减为零． ‎ ‎【考点】电磁振荡 ‎ ‎【解析】【分析】理解​振荡电路充放电的过程，根据相关内容解答。‎ ‎14.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm.根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3m·K.求：老鼠发出的最强的热辐射的波长？ ‎ ‎【答案】解答：由题意Tλm＝2.90×10－3 m·K可得： ‎ ‎【考点】电磁波的发射 ‎ ‎【解析】【分析】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线）‎ ‎15.某高速公路自动测速仪装置如图2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10－6 s，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，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式． ‎ ‎【答案】解答：第1次测量时汽车距雷达距离 ，第二次测量时汽车距雷达距离 ，两次发射时间间隔为t，则汽车车速 ‎ ‎【考点】电磁波的发射 ‎ ‎【解析】【解答】第1次测量时汽车距雷达距离 ，第二次测量时汽车距雷达距离 ，两次发射时间间隔为t，则汽车车速 ‎