高中物理 第三章 电磁场和电磁波单元练习（含解析）沪科版选修3-4

1、第三章 电磁场和电磁波 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)比较机械波与电磁波，正确的说法是()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：选A.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项错误下列关于无线电波的叙述中，正确的是()A无线电波是波长从几十千

2、米到几毫米的电磁波B无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/sC无线电波不能产生干涉和衍射现象D无线电波由真空进入介质传播时，波长变短解析：选AD.无线电波中长波波长有几十千米，微波中的毫米波只有几毫米，A项正确；无线电波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，B项错误；无线电波也能产生干涉和衍射现象，C项错误；无线电波由真空进入介质传播时，由于波速减小可知波长变短，D项正确关于LC电路，下列说法正确的是()A一个周期内，电容器充、放电各一次B电容器极板上电压最大时，线圈中的电流最强C电容器开始充电时，线圈中的磁场能最大D电容器开始充电时，电场能最大解析：选C.电容器

3、从开始充电到放电完毕才经历半个周期，一个周期内，电容器应充、放电各两次，A错误；电容器上的电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中的电流为零，B错误；电容器开始充电时，电场能为零，线圈中磁场能最大，所以C正确，D错误用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()A调制和解调B调谐和检波C检波和解调 D调频和调幅解析：选B.首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是()A变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能产生电场B电磁波和机械波都只能在介质中传播C电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播D电磁

4、波穿过两种介质的分界面时频率会发生变化解析：选AC.由麦克斯韦的电磁场理论知，选项A正确；由于电磁波能够在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的过程就是能量传播的过程，C项正确；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，选项D错误在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示在1×106 s到2×106 s内，关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是()A充电过程，波长为1200 mB充电过程，波长为1500 mC放电过程，波长为1200 mD放电过程，波长为1500 m解析：选A.由图可知，在1×106 s到2×106 s

5、内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为cT3×108×4×106 m1200 m.无线电发射装置的振荡电路中的电容为30 pF时发射的无线电波的频率是1605 kHz.若保持回路的电感不变将电容调为270 pF，这时发射的电波的波长为()A62 m B187 mC560 m D1680 m解析：选C.由f 得 ，f5.35×105 Hz，又因为v/f m560 m，故选C.如图所示，是一台收音机的屏板，当向右调指针(图中黑块)时，所接收的电磁波()A频率变大，波长变大B频率变大，波长变

6、小C频率变大，波长不变D频率变小，波长变大解析：选B.面板上所标识的数字是频率，向右调节时频率显然增大，由于波速一定时，波的频率与波长成反比关系，所以波长变小如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像应是图中的哪一个(以回路中逆时针方向振荡电流为正)()解析：选D.从题图乙可以看出，在0这段时间内是充电过程，且uAB>0，即uA>uB，A板应带正电，只有顺时针方向的回路电流(负方向)才能使A板被充电后带正电同时要考虑到，电流最大时其变化率为零，即L(电动势)为零，所以应选D.图甲为一个调谐接收电路，(a)、(b)、(c)为电

7、路中的电流随时间变化的图像，则()Ai1是L1中的电流图像Bi1是L2中的电流图像Ci2是L2中的电流图像Di3是流过耳机的电流图像解析：选ACD.L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的，但是由于L2和D串联，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2没有电流，所以L2中的电流应选(b)图故应选A、C、D. 二、填空题(本题共2小题，第11小题4分，第12小题8分，共12分，将答案填在题中的横线上)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_(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

8、状，这种形状能够_(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备解析：题目介绍了电磁波在军事上的用途电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射据此即可确定答案为：增强；减弱答案：增强减弱如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×102 s自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t3.4×102 s时，电容器正处于_(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态这时电容器的上极板_(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)解析：振荡电路在一个周期内，经历放电充电放电充电四个过程

9、，每一个过程历时.当振荡电流以逆时针达到最大时，电容器上极板刚放电完毕，将开始对下极板充电由于时间t3.4×102 s1.7T，根据电磁振荡的周期性特点，此时刻状态与开始计时后经过t0.7T的状态一样，所以电容器正处于充电状态，且上极板带正电本题也可通过电磁振荡中的it图像来分析，若以逆时针方向电流为正方向，从电容器上极板开始放电时计时，画出的振荡电流如图所示题中状态对应于从A点开始到B点的一段过程显然，正处于对上极板充电状态，上极板应带正电答案：充电带正电三、计算题(本题共4小题，共48分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案

10、中必须明确写出数值和单位)(8分)LC振荡电路中，线圈的自感系数L可以从4 mH变到9 mH，电容器的电容C可以从36 pF变到100 pF.这个振荡电路的最高频率是多大？对应的电磁波的波长是多长？解析：由f 得L、C越小，f越高(2分)所以最高频率时L4 mH，C36 pF(2分)则fm1.33×105 Hz，(2分)波长c/f2.25×103 m(2分)答案：1.33×105 Hz2.25×103 m(12分)麦克斯韦在1865年发表的电磁场的动力学理论一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波一单色光在折射率为1.5的介质中传播，某

11、时刻电场横波图像如图所示，求该光波的频率解析：设光在介质中的传播速度为v，波长为，频率为f，则f(3分)v(3分)联立式得f(3分)从波形图上读出波长4×107 m，代入数据得f5×1014 Hz.(3分)答案：5×1014 Hz(14分)某雷达工作时所发射的无线电波波长为1 m，它可以定向发出脉冲波，连续两个脉冲的时间间隔为104 s一飞机始终在雷达的某一方位上做直线飞行，图为雷达屏幕，屏幕上方有时间尺，P1、P2是雷达发出的电波信号n1、n2是P1、P2由飞机反射回来后雷达接收的信号设雷达匀速扫描，根据图分析回答下列问题(1)飞机是朝着雷达飞行，还是远离雷达飞

12、行？(2)当信号P1传播到飞机处时，飞机距雷达多远？解析：(1)由标尺上的时间刻度可以看出，第一个雷达信号P1从发出至返回历时为10个小格，第二个雷达信号P2从发出至返回历时为11个小格，即第二个雷达信号从发出至返回所有时间较长，表明P1、P2两个雷达信号分别遇到飞机时，第一个信号与飞机相遇的位置离雷达较近一些，第二个信号与飞机相遇的位置离雷达较远一些，可见飞机是朝着远离雷达的方向飞行的(4分)(2)在图上，P1、P2间相距为时间标尺上的20小格，由题意知连续两个脉冲间的时间间隔为104 s，故时间标尺上的每一小格代表的时间为t s5×106 s.(3分)由图可以看出，信号P1从发出

13、至返回被雷达接收到(图上的n1)历时为10个小格，则这段时间为t10t5×105 s，(3分)信号P1自发出后，经过就遇到了飞机，则信号P1传播到飞机时，飞机与雷达之间的距离为xc3.0×108×2.5×105 m7.5×103 m.(4分)答案：(1)远离(2)7.5×103 m(14分)如图所示的电路中，电容器的电容C1 F，线圈的自感系数L0.1 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3.14×105 s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10 m/s2，取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)解析：当S拨至a时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，则mgq(3分)当S拨至b时，LC回路中有振荡电流，振荡周期为T，则T26.2