必修 第三册4 电磁波的发现及其应用巩固练习

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册

3.4电磁波的发现及其应用 课时练习（解析版）

1．由于新冠肺炎疫情，需要用额温枪检查出入人员是否发烧，根据所学物理知识，你认为额温枪用到了（　　）

A．超声波 B．红外线 C．X射线 D．射线

2．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法不正确的是（    ）

A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象

B．麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在

C．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

D．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值

3．某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能提高到1 040 kHz，以下说法正确的是(　　)

A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍

B．调节可变电容，使电容减小为原来的

C．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍

D．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的

4．飞机“黑匣子”在水下定位主要依靠超声波而不是无线电波．“黑匣子”入水后，超声波脉冲发生器启动，向周围水域发射信号．下列关于无线电波和超声波的说法正确的是

A．均能在真空中传播

B．均能发生干涉和衍射

C．从水中进入空气传播速度均变小

D．在真空中传播速度均为3.0×108m/s

5．关于电视接收的原理，下列说法中正确的是（　　）

A．电视接收天线接收到的电磁波中包括有图像信号和伴音信号

B．电视接收天线收到电磁波，天线上并不产生感应电流

C．电视接收机收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的伴音信号

D．电视接收机收到电磁波，直接经扬声器得到电视节目的伴音信号

6．下列关于电磁波的说法符合实际的是（　　）

A．光的偏振现象说明光是一种纵波

B．医院彩超是采用多普勒效应原理对人体进行体检的

C．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机

D．光在真空中传播的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同

7．如图是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递，底座通电后，上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来，下列说法不正确的是（　　）

A．音箱悬浮时在竖直方向受到两个力，即重力和磁场的作用力

B．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同

C．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥

D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s

8．如图所示是LC回路中电容器带的电荷量随时间变化的图象。在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充（或放）电过程及由此产生的电磁波的波长，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

9．如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　）

A．时，回路中电流变化最快

B．时，灰尘的速度最大

C．时，灰尘的加速度最大

D．时，线圈中磁场能最大

10．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是(　　)

A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场

B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场

C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场

D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场

11．关于光现象与电磁场理论，下列说法正确的是（　　）

A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的

B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减少反射光的强度

C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理

D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化

E.变化电场的周围空间一定会产生磁场

12．关于振动和波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁波是纵波

B．单摆摆动时，摆球所需的回复力就是摆球所受的合力

C．波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动

D．做简谐振动的物体，加速度随时间的变化规律符合正(余)弦函数变化规律

E.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应

13．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5mH，电容器的电容C＝4μF。求：

（1）该回路的周期是多大？（取3.14）

（2）设t＝0时，电容器两极板间电压最大，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器处在什么过程中？

14．如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，

（1）电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？

（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？

（3）线圈中自感电动势的作用是什么？

参考答案

1．B

【详解】

一切物体都在不停地辐射红外线，额温枪又称为红外线测温仪，它是靠吸收人体发射的红外线辐射能量来测体温。

故选B。

2．C

【详解】

奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，选项A正确； 麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项B正确；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，选项C错误； 库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C.

3．B

【详解】

由震荡频率公式

可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的 ，或减小自感使之变为原来的，故B正确，ACD错误．

故选B。

4．B

【详解】

试题分析：无线电波能在真空中传播，而超声波只能在介质中传播，选项A错误；一切波都能发生干涉和衍射现象，选项B正确；超声波在水中传播速度增大，无线电波在水中的速度变小，选项C错误；只有无线电波在真空中传播速度才为3.0×108m/s，选项D错误；故选B.

考点：无线电波和超声波的传播.

5．A

【详解】

AC．视接收天线接收到的电磁波中包括有图像信号和伴音信号，电视接收机收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的图像而不是伴音信号，故A正确，C错误；

B．电视接收天线收到电磁波，天线上有电磁感应，应产生感应电流，故B错误；

D．电视接收机收到电磁波，要先检波、放大再经扬声器播放电视节目的伴音信号，故D错误。

故选A。

6．B

【详解】

A．光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误；

B．医院通过彩超对人体进行体检时，彩超波机向人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收， 然后通过反射波的频率变化就可知血液的流速。是利用多普勒效应的原理，故B正确；

C．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；

D．光在真空中传播的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的，即光速不变原理，故D错误。

故选B。

7．B

【详解】

A．音箱悬浮时处于平衡状态受力平衡，它受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场的作用力，是一对平衡力，A正确；

B．底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场，而电动机的工作原理通电线圈在磁场中受力转动，B错误；

C．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，C正确；

D．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，D正确。

故选B。

8．A

【详解】

由题图可知，在1×10-6 s到2×10-6 s内，电容器C带的电荷量由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

故选A。

9．C

【详解】

A. 开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则有

式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由，得

s＝4π×10－5s

开关S闭合时t＝0，则当t=时，即时，电容器放电完毕，回路中电流最大，回路中电流变化最慢，故A错误；

B. 当t=时，即时，电容器放电完毕，此时灰尘仅受重力；之后电容器反方向充电，带电灰尘受电场力方向向下，带电灰尘会继续加速，故B错误；

C. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为

F合＝mg＋＝2mg

又因为F合＝ma，此时灰尘的加速度a＝2g，方向竖直向下；之后电容器再次反向充电，极板间场强方向又跟t＝0时刻方向相同，带电灰尘受电场力方向向上，所以2π×10－5s时，灰尘的加速度最大为2g，故C正确；

D. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故D错误。

故选C。

10．BD

【详解】

麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场，对此理论全面正确的理解为：恒定的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。由变化的磁场产生电场的规律与上相同。
故选BD。

11．BDE

【详解】

A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，A错误；

B．拍摄橱窗内的物品镜头前加偏振片为了减少反射光的影响，B正确；

C．光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理，C错误；

D．依据多普勒效应，当波源和观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率要发生变化，D正确。

E．电磁场理论的内容：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，E正确。

故选BDE。

12．CDE

【详解】

A．电磁波是横波，故A错误；

B．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，通过平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，故B错误；

C．波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动，故C正确；

D．做简谐振动的物体，受到的合外力与位移成正比，由其振动方程可知，其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正(余)弦函数变化规律，故D正确；

E．测出反射波的频率就能知道血流的速度，是利用多普勒效应原理，故E正确.

故选CDE。

13．（1）6.28×10－4s；（2）减小；反向充电过程

【详解】

（1）由电磁振荡的周期公式可得该回路的周期

T＝2＝2×3.14×s＝6.28×10－4s

（2）因为t＝9.0×10－3s相当于14.33个周期，而<0.33T<，由电磁振荡的周期性可知，当t＝9.0×10－3s时，LC回路中的电磁振荡正处在～的变化过程中。

t＝0时，电容器两极板间电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，则回路中电流随时间的变化规律如图所示，结合图像可知，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流在减小，这时电容器正处在反向充电过程中。

14．见解析

【详解】

（1）电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能．

（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．

（3）线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．