备战高考物理选修34第十四章电磁波(含解析)

备战高考物理选修34第十四章电磁波（含解析）2019备战高考物理选修3-4第十四-电磁波（含解析）一、单选题1.下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）A.电磁波不能发生反射B.光速不变原理表明电磁波在不同介质中都以光速C传播C.一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线D.电磁波是一种特殊的物质，不携带能量2.某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是哪一种？（ ）A. B.C. D.3.无线通信设备如手机和广播发射系统在给人们生活带来极大便利的同时对人们的身心健康也造成危害这种危害其实是由于下列哪种污染造成的A.声音污第2页第3页干涉实验，红光的干涉条纹间距较大6.关于电磁场的理论，下面说法中正确的是（ ）A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B.变化的磁场周围产生的电场一定是变化的C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D.振荡电场周围产生的磁场也是振荡的7.关于LC振荡电路，下面哪些叙述是正确的（ ）A.电容器开始放电时，电路电流最大B.电路中电流最大时，电路中的电场能最大C.电容器放电完毕时，电路中的电流最大 D.电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最小8.卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用定位时接收器需要获得卫星发送的信号卫星发送的是（ ）第4页A.声波B.电磁波C.次声波D.机械波9.为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是（ ）A.增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B.减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C.减小电容器的两极板的距离并在线圈中放入铁芯D.减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数10.关于电磁辐射，以下说法中正确的是（ ）A.电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波B.长期、过量的电磁辐射会对人体产生较大第5页的伤害C.电磁辐射对电器设备的影响不大D.由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用微波炉、电磁炉等家用电器11.雷达采用微波的原因错误的是（）A.微波具有很高的频率B.微波具有直线传播的特性C.微波的反射性强D.微波比其它无线电波（长波、中波、短波等）传播的距离更远二、多选题12.下列关于电磁波谱各成员说法正确的是( )A.最容易发生衍射现象的是无线电波B.紫外线有明显的热效应C.X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件 D.明朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果13.关于电磁波的传播，下列叙述正确的是第6页( )A.电磁波频率越高，越易沿地面传播B.电磁波频率越高，越易沿直线传播C.电磁波在各种介质中传播波长恒定D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界14.下列说法中正确的是（ ）A.摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B.电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C.摄像机在1s内要传送25张画面D.电视机接收的画面是连续的15.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( )A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强 B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快C.经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D.经过调制后的电磁波在空间传播波长改变16.目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至第7页10z的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在1．5m至0．3m之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D.波长越短的电磁波，反射性能越强17.关于电磁波，下列说法正确的有（ ）A.电磁波的传播需要介质B.各种颜色的可见光都是电磁波C.电磁波在真空中的传播速度大小都相等 D.频率越高的电磁波，在真空中传播速度越大三、填空题18.某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MH，屏幕上尖形波显示，从发射到Z接受经历时间△t=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为________km，该雷达发出的电磁波的波长为________m．第8页19.预言电磁波存在的物理学家是________，第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是________．20.如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2S自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t＝3．4×10－2S时，电容器正处于________状态(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)，这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。21.电磁波谱是按________连续排列的图谱，从电磁波谱图中可看出光其实是________22.手机已成为日常通信工具，手机使用的电磁波波长比伦琴射线的波长_______（选填“长”或“短”的电磁波的频率为f，已知光在真空中传播速度为c，则该电磁波在真空中传播时的波长为________．四、计算题23.某电台发射频率为500kHz的无线电波，某第9页发射功率为10kW，在距电台20km的地方每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量？24.某振荡电路自感线圈的自感系数是4毫亨，电容器电容为2.5皮法求该振荡电路的振荡周期以及发出的电磁波在空中的波长（π=3.14．25.电磁波遇到平滑的金属表面会像光遇到平面镜一样发生反射，反射过程遵循光的反射定律小明与叔叔一起去参观救生艇时发现救生艇的上方悬挂着一个由三块相互垂直的正方形薄金属平板组成的“角反射器”如图所示请你简述角反射器的工作原理以及该救生艇悬挂角反射器的原因．26.傍晚你在家中听收音机时，若用拉线开关打开家中的白炽灯会听到收音机中有“吱啦”的声音，试分析原因．27.微波炉，顾名思义，就是用微波来煮饭烧菜的，微波是一种电磁波，这种电磁波很有“个性”微波一碰到金属就发生反射金属没办法第10页料等绝缘材料但不会消耗能量而含有水分的食为了不干扰雷达和其他通信系统微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz．微波炉的工作原理是：磁控管将电能变成微波，由可旋转的搅拌（风扇状的金属旋转起来后对微波向各个方向反射让微波能量均匀地分布在烹调腔内当微波辐射到食品上时食品中的极性的取向将随微波场而变动使得水分子与相邻分子相互作用产生了类似摩擦的现象使水温加热的食品因其内部也同时被加热使整个物体受热均匀升温速度也快且能深入食物5cm进行加热，回答下列问题：（1）微波是频率为300MHz到30000MHz的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，为什么选用这样的频率？（2）微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时微波炉不能工作炉门关上时微波炉才能工作并且微波炉的玻璃门也要第11页安装网状金属片，请分析这样做的道理．（3）下列关于微波炉使用的做法，正确的是 ．A.可用金属器皿装上食物放入微波炉中加热B.可用瓷制碗蝶装上食物放入微波炉中加热，但瓷制碗蝶不能镶有“金”、“银”花边C.可将生鸡蛋直接放入微波炉中加热D.可将袋装牛奶直接放入微波炉中加热（4）昨天早晨妈妈告诉小明，中午回来后用微波炉将馒头加热2min，小明误将时间调到了4min，取出后发现馒头发硬、发黑，失去香味，根本无法食用，试分析其原因．28.如图所示的振荡电路中，线圈自感系数L=0.5H，电容器电容C=2μF，现使电容器上极板带正电，从接通电键K时刻算起。（1当t=3.0×10﹣2s时电路中电流方向如何？（2）经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？答案解析部分第12页一、单选题1.【答案】C【考点】电磁波，电磁振荡，电磁波的发射【解析【解答A电磁波可以发生反射和折射，故A错误；B、光速不变原理表明电磁波在不同惯性参考系中都是以光速C传播，故B错误；C、一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线，故C正确；D、电场和磁场是一种特殊的物质，故电磁波是物质，也具有能量，故D错误；故选：C．【分析要正确解答本题应当了解电磁波的有关知识电磁波是由麦克斯韦预言的并由赫兹证实的电磁波的传播不需要介质在真空中以光速向远处传播，电磁波传播的是一种能量．2.【答案】D【考点】电磁场与电磁波，电磁波的发射【解析A图A不能产生磁场．故A错误．BC图B图C定不变的磁场，也不能形成电磁波．故B错误，C错误．第13页D、图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场能形成电磁场，向外发射电磁波．故D正确．故选D．【分析根据麦克斯韦的电磁场理论周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场周期性变化的磁场与电场不断的相互激发会使电磁场由近及远的传播，形成电磁波．3.【答案】B【考点】电磁场与电磁波【解析【分析】无线通信设备是电磁污染，故选B【点评难度较小无线通信和广播发射都属于电磁波4.【答案】C【考点】电磁场与电磁波【解析【解答】电磁波在真空中的速度不变，仍为3.0×108m/s．故选C【分析理解麦克斯韦的电磁场理论根据相关内容解答。5.【答案】D第14页【考点】电磁场与电磁波【解析【解答A时刻不同质点的位移；故A错误；B、偏振是横波特有的现象，光能发生偏振说光是横波；故B不正确；C、只有周期性变化的电（磁）场才能产生周期生恒定的电场而均匀变化的电场只能产生恒定的磁场；故C错误；D、在光的双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与波长成正比红光的波长大于绿光则红光的干涉条纹间距变宽．故D正确．故选：D．【分析波动图象描述的是同一时刻各个质点的位移情况；偏振现象是横波特有的现象；均匀变化的电场只能产生恒定的磁场只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场从而产生电磁波．干涉条纹间距公式可知波长越长的条纹间距越大；明确狭义相对论的基本内容；第15页6.【答案】D【考点】电磁场与电磁波，电磁振荡【解析【分析】变化的电场周围不一定产生变化的磁场但若是均匀变化的电场周围产生恒定的磁场．均匀变化的磁场只会产生恒定的电场场，故ABC错误；周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场同理周期性变化的磁场也会产生周期性变化的电场，故D正确。故选：D【点评】麦克斯韦的电磁场理论中变化的分类：均匀变化与非均匀（或周期性）变化7.【答案】C电磁波谱【解析【解答】A、在LC振荡电路中，当电容器放电时电流在增大该电流具有正弦式变化规律，所以刚刚开始放电时的电流为0故A错误；B、当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流最大，此时电路中的电场能最小磁场能最大故B错第16页误；C、当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流最大．故C正确；D、电容器反向充电开始时，是放电结束时，此时电路中的电流最大，所以电路中的磁场能最大．故D错误．故选：C【分析】在LC振荡电路中，当电容器放电时，电流在增大电容器上的电荷量减小电场能转电容器上的电荷量增大磁场能转化为电场能该电流具有正弦式变化规律比照明交流电频率高很多．8.【答案】B【考点】电磁波的发射【解析【解答】根据电磁波传播速度大，且在能真空中传播等特点卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用定位时接收器需要获得卫星发送的信号（加载在电磁波上，故B正确，ACD错误；故选：B．第17页【分析卫星定位系统中依靠电磁波来传递与接收信息，从而进行定位．9.【答案】D【考点】电磁场与电磁波【解析】解答：解：LC振荡电路的固有频率：f= ，若要增大LC振荡电路的固有频率，就要减小电容器的电容或减小线圈中的自感系数．A、增大电容器两极板间的正对面积，使得电容器的电容变大而在线圈中放入铁芯使得线圈的自感系数增大则频率变小故A错误；B、减小电容器两极板的距离，使得电容器的电容变大而增加线圈的匝数使得线圈的自感系数增大．则频率变小，故B错误；C、减小电容器两极板的距离，使得电容器的电容变大而在线圈中放入铁芯使得线圈的自感系数增大．则频率变小，故C错误；D、减小电容器两极板的正对面积，使得电容器的电容变小而减小线圈的匝数使得线圈的自感系数变小．则频率变大，故D正确；故选：D．分析振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈第18页L及电容器C成反比10.【答案】B【考点】电磁波的发射【解析【分析】长期、过量的电磁辐射会对人体产生较大的伤害，B对；D错；电磁辐射对一些电器设备的危害是相当大的C错；电子设备只有在产生电磁波的时候才有可能向外辐射电磁波，A错。产生的条件。11.【答案】D【考点】电磁场与电磁波【解析【解答】由于微波的频率极高，波长很短其在空中的传播特性与光波相近也就是直线前进遇到阻挡就被反射或被阻断故雷达使用微波工作．故ABC正确，D错误；故选D．【分析】微波是指频率为300MHz﹣300GHz的电磁波是无线电波中一个有限频带的简称即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波厘米波毫米波和亚毫米波的统称微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为第19页“超高频电磁波”．波的基本性质通常呈现为穿透反射吸收三个越而不被吸收对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热．而对金属类东西，则会反射微波．二、多选题12.【答案】A,C,D【考点】电磁波的发射【解析故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误X射线因其穿透能力强而常用于人体拍片和检查金属零件缺陷故C正确天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．【分析理解发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸大小跟波长差不多或比波长还要小,掌握各种波的特性根据相关知识解答问题。13.【答案】B,D【考点】电磁波的发射【解析由c＝λf率越高波长越短衍射性越差不宜沿地面传播，而跟光的传播相似沿直线传播故B对A错；电磁波在介质中传播时频率不变而传播速度第20页改变，由v＝λf，可判断波长改变，C错；由于同步卫星相对地面静止在赤道上空3600km就能覆盖全球，D正确．【分析】无线电波的用途和特点14.【答案】A,B,C【考点】电磁波的发射【解析【解答通过摄像机摄到景物的光信号，再通过特殊装置（扫描）转变为电信号，在1s内要传送25张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号最后还原为图像和景物，每秒要接收到25张画面，由于画面更换迅速和视觉暂留我们感觉到的便是在连续活动的图像，所以A、B、C正确．【分析了解摄像机的工作原理摄像机摄到景电信号。15.【答案】A,D【考点】电磁波的发射【解析【解答】调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去频率越高传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，第21页B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错，D对．故选答案AD【分析理解掌握调制器的作用根据相关知识解答。16.【答案】A,C,D【考点】电磁波的发射【解析【解答据 电磁波频率在200MHz至1000MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0．3m至1．5m之间，故A正确．雷达是利用电磁波的反射原理波长越短其反射性能越强雷达和目标的距离 故CD正确电磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论变化的磁场产生电场变化的电场产生磁场故B错误．【分析雷达是利用电磁波的反射原理波长越短其反射性能越强麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。17.【答案】B,C【考点】电磁场与电磁波【解析A介质，故A错误；第22页B光是一种电磁波所有的可见光都是电磁波，故B正确；C、电磁波在空气中的传播速度均为3×108m/s，故C正确，D错误．故选：BC．【分析电磁波的传播不需要介质可以在真空中传播．在真空中，电磁波的传播速度等于3×108m/s是一个定值，与频率无关．三、填空题18.【答案】60；0.1【考点】电磁波的发射【解析【解答光速为3×108m/（1由v=λf得： =0.1m（2）由v=s/t得，s=vt=3×108m/s×0.4s=12×107m电磁波传播距离是单向距离的2倍故卫星离地为：d=s/2=60km答：被监视的目标到雷达的距离为60km；雷达发出的电磁波的波长为0.1m．【分析（1得频率（2由电磁波的传播速度由速度公式可求得距离．第23页19.【答案】麦克斯韦；赫兹【考点】电磁波，电磁振荡，电磁波的发射【解析【解答1864年，英国青年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．1888年德国青年物理学家赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在．故答案为：麦克斯韦；赫兹．【分析根据对物理学史及物理学家主要贡献的掌握分析答题．20.【答案】充电；带正电【考点】电磁振荡【解析【解答】电磁振荡过程是电路中振荡电流、电容器带电量等物理量周期性变化的过程，为分析某时刻t(t＞T)变式t＝nT＋t′(n为正整数，0＜t′＜T)，转而分析t′时刻的振荡状态。由t＝30－2S＝2×10－2S＋10－2S＝T则＜t′＜t时刻与t′时刻电路振荡状态相同作出振荡电流i随时间变化的图象如图所示t轴上方图线表示振荡电流沿逆时针方向。在第24页时间内，振荡电流不断减小，磁场能不断减小，电场能不断增加因此电容器处于充电状态从图线处于t轴下方可知电路中振荡电流沿顺时针方向，故电容器上极板应带正电。【分析理解充放电的过程能够图象解决实际问题。21.【答案】电磁波波长或频率；电磁波【考点】电磁波的发射【解析【解答】电磁波谱是按电磁波的波长或频率将电磁波连续排列起来的图谱从电磁波谱中可以看出光位于电磁波之中故光也是种电磁波；【分析为了更好的研究电磁波科学家将电磁波按波长或频率进行连续排列而成的图谱就组成了电磁波谱；22.【答案】长；【考点】电磁场与电磁波【解析【解答】根据电磁波谱可知，无线电磁的波长比伦琴射线的波长还长由题电磁波的波速为c，频率f，根据波速公式v=λf得，波长为λ=；第25页故答案：长，．【分析】已知电磁波的波速c，频率f，根据波速公式v=λf，求出电磁波的波长λ．四、计算题23【答案】解答：由 知， m＝600m设每秒每平方米上获得能量为E，则所以 J＝2×10－6J。【考点】电磁场与电磁波【解析【分析】考察电磁场与电磁波24.【答案】解：振荡电路的振荡周期T=2π=2X3.14X S=6.28X10-7；而电磁波以速度v向空间传播，则由v=λf，可得λ==cT=3.0×108×6.28×10﹣7=188.4m答：该振荡电路的振荡周期为6.28×10﹣7s，发出的电磁波在空中的波长为188.4m．【考点】电磁波的发射【解析【解答】【分析振荡电路的振荡周期T=2π再由电第26页磁波波速c波长λ频率f的关系c=λf．则可求出电磁波的波长．25.【答案】无论雷达波从哪个角度射向角反射器反射波最终都会沿与入射方向平行的直线返回救生艇悬挂角反射器是为了让雷达能够尽快发现救生艇，开展营救.【考点】电磁波的发射【解析【解答】答：无论雷达波从哪个角度射向角反射器反射波最终都会沿与入射方向平行的直线返回救生艇悬挂角反射器是为了让雷达能够尽快发现救生艇，开展营救．【分析电磁波的反应与光的反射相似都遵守反射定律，据此分析答题．26.【答案】当开关闭合时，电路中有了电流，空间的磁场发生变化产生电磁波电磁波被收音机接收到从而发出短暂的响声．【考点】电磁波的发射【解析【解答】当开关闭合时，电路中有了电波被收音机接收到从而发出短暂的响声．【分析收音机接收的是电磁波当电灯打开的第27页瞬间空间形成变化的磁场对收音机的电信号产生了干扰．27.【答案（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统．（2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”它能确保炉门打才能工作并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片目的防止电磁波从炉门处泄漏对人体或其它物体造成伤害。（3）B（4从微波炉原理可知微波辐射到食品上时，食品表面和内部的水分子与相邻分子相互作用，产生了类似摩擦的现象水温升高食物变热加热时间过长食物内水分全蒸发因此食品发硬、发黑，失去香味。【考点】电磁波谱【解析【解答（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热雷达和其它通信系统使用的是微第28页波这种无线电波微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统（2伤微波炉门上要安装“安全联锁开关”它能确保炉门打开时微波炉不能工作炉门关上时，微波炉才能工作并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片目的防止电磁波从炉门处泄漏对