2023一轮复习课后速练56 12.3 电磁振荡与电磁波

2023一轮复习课后速练(五十六)

选择题

1．(2022·山东模拟)2021年6月23日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平来到北京航天飞行控制中心，同正在天和核心舱执行任务的神舟十二号航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波亲切通话．相距万里的通话是利用了电磁波的传输．关于电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁波在同种介质中只能沿直线传播

B．电磁场由发生区域向远处的传播就形成电磁波

C．电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波

D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

【答案】　B

【思维分析】 电磁波只有在同一均匀介质中才沿直线传播，故A项错误；电磁场由发生区域向远处的传播就形成电磁波，故B项正确；均匀变化的电(磁)场变化时产生恒定的磁(电)场，恒定的磁(电)场不会产生电(磁)场，也就不会产生电磁波，故C项错误；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D项错误．故选B项．

2．(2021·河北模拟)(多选)关于电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失

【答案】　AB

【思维分析】 根据电磁波的产生条件可知，A项正确；电磁波为横波，传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，B项正确；电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，因此也能通过电缆、光缆传输，C项错误；电磁波是一种能量传播方式，若波源的电磁振荡停止，则不再产生新的电磁波，但空间中的电磁波仍将继续传播下去，D项错误．故选A、B两项．

3．如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定回路中振荡电流的方向为逆时针时为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是(　　)

【答案】　D

【思维分析】 电容器极板间电压U＝，随电容器极板上电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小．从图乙可以看出，在0～这段时间内是充电过程，且UAB＞0，即φA＞φB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t＝0时刻，电流为负向最大，D项正确．

4．(2021·河北模拟)声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征．下列说法正确的是(　　)

A．声波的传播速度小于电磁波的传播速度

B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动

C．电磁波都能被人看见，声波都能被人听见

D．二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波

【答案】　A

【思维分析】 声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度；鼓膜的振动是空气的振动带动的，人耳听不到电磁波；不是所有的电磁波都能被人看见，也不是所有的声波都能被人听见；二胡和电子琴发出的都是声波．故选A项．

5.(2022·河北模拟)(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，当产生的电场的电场线如图所示时，可能是(　　)

A．向上的磁场在增强

B．向上的磁场在减弱

C．向上的磁场先增强，然后反向减弱

D．向上的磁场先减弱，然后反向增强

【答案】　AC

【思维分析】 当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由磁场的变化造成的．麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场，向上的磁场增强时，感应电流的磁场方向向下，阻碍原磁场的增强，根据安培定则可判断出感应电流方向如题图中E的方向所示，故A项正确，B项错误；同理，当磁场反向且向下的磁场减小时，也会得到图中电场的方向，故C项正确，D项错误．故选A、C两项．

6.(2021·山西模拟)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是(　　)

A．米波的频率比厘米波频率高

B．和机械波一样须靠介质传播

C．同光波一样会发生反射现象

D．不可能产生干涉和衍射现象

【答案】　C

【思维分析】 根据f＝，可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，A项错误；无线电波不需要介质传播，B项错误；米波同光波一样会发生反射，C项正确；干涉和衍射是波特有的现象，D项错误．

7．(2021·安徽模拟)(多选)如图所示是沿z轴方向传播的电磁波的模型图，箭头线段长度表示了场强大小，已知光速为c.下列关于电磁波说法正确的有(　　)

A．电磁波传播空间，一定存在均匀变化的电场

B．电磁波传播空间，一定存在均匀变化的磁场

C．图示电磁波在真空中传播的速度为c

D．图示电磁波若在真空中传播则说明光频率为

E．从图示电磁波模型来看电磁波属于横波

【答案】　CDE

【思维分析】 根据麦克斯韦电磁学理论，均匀变化的电场激发恒定的磁场，均匀变化的磁场激发恒定的电场，恒定的磁场不能激发电场，恒定的电场不能激发磁场，因此只有非均匀变化的电磁场才能激发电磁波，故A、B两项错误；所有电磁波在真空中传播的速度都为光速，故C项正确；根据波长、波速和频率之间的关系，得知光频率为，故D项正确；所有电磁波都是横波，故E项正确．故选C、D、E三项．

8．(2021·浙江模拟)雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．雷达利用电磁波的干涉特性工作

B．电磁波发射时需要进行调谐和解调

C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大

D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化

【答案】　D

【思维分析】 电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A项错误；电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B项错误；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C项错误；电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D项正确．故选D项．

9.(2022·浙江模拟)一品牌双波段(中、短波段)收音机的接收电路原理简化结构如图所示，通过切换开关S和旋转可变电容器动片来改变LC回路中的电感L和电容C，从而实现接收不同波段的信号．则(　　)

A．调制过程是指通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等

B．接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，接收电路将无法接收该电磁波

C．使S接b且动片完全旋入，可接收到波长最短的电磁波

D．使S从b打到a，同时动片旋出，接收到的电磁波频率可能不变

【答案】　D

【思维分析】 调谐过程是通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等，故A项错误；接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，该电磁波在接收电路中引起的振荡电流不强，但仍可接收到该电磁波，故B项错误；频率越高接收到的波长越短，S接b时L小，动片完全旋入时C大，由公式f＝，知，接收电路的固有频率可能不变，可接收到波长可能保持不变且不是最短的；同理，S接a时L大，动片完全旋出时C小，接收电路的固有频率可能不变，接收到的电磁波频率可能不变，故C项错误，D项正确．故选D项．

10．(2021·湖北模拟)(多选)5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展5G网络.5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3 GHz～3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍．关于5G网络使用的无线电波相比4G网络，下列说法正确的是(　　)

A．在真空中的传播速度更快

B．在真空中的波长更长

C．衍射的本领更弱

D．频率更高，相同时间传递的信息量更大

【答案】　CD

【思维分析】 无线电波(电磁波)在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A项错误；由公式c＝λf，可知λ＝，频率变高，波长变短，衍射本领变弱，故B项错误，C项正确；无线电波(电磁波)频率越高，周期越小，相同时间内可传递的信息量越大，故D项正确．故选C、D两项．

11．(2021·河北模拟)(多选)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才能不变

D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去

【答案】　AD

【思维分析】 调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，即辐射本领变强，A项符合题意；电磁波的波速接近光速，传播速度不变，B项不符合题意；根据v＝λ·f可知，速度不变的情况下，频率改变，则波长必然改变，C项不符合题意；要把电磁波有效发射出去，必须有足够高的频率，经过调制之后的波具有较高频率，从而把我们要告知对方的信息有效传递出去，D项符合题意．

12.(2021·浙江模拟)如图所示，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导体芯柱是电容器的另一个电极．芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路，使该振荡电路产生电磁振荡．已知LC振荡电路的周期为T＝2π.下面对此LC振荡回路分析正确的是(　　)

A．当电容器放电时，电容器储存的电场能增加

B．增加导电液体的高度有利于增大此振荡电路的周期

C．增加线圈的匝数，能更有效地发射电磁波

D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小

【答案】　B

【思维分析】 当电容器放电时，电容器储存的电场能减小，磁场能增大，A项错误；增加导电液体的高度，则相当于电容器极板的正对面积变大，则电容变大，根据T＝2π，可知有利于增大此振荡电路的周期，B项正确；增加线圈的匝数，则增大L，根据T＝2π可知，周期变大，频率变小，不利于有效地发射电磁波，C项错误；当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能增大，D项错误．故选B项．

13.(2022·陕西模拟)(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列有关结论正确的是(　　)

A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电

B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电

C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大

D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大

E．若电容器正在放电，则线圈中电流正在减小

【答案】　BCD

【思维分析】 若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C项正确，A项错误；若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，故B项正确；若电容器正在放电，则线圈中电流增大，由楞次定律可判定自感电动势正在阻碍电流增大，故D项正确，E项错误．故选B、C、D三项．

14．(2021·浙江模拟)(多选)如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正方向，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是(　　)

A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻

B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正

C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻

D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷

【答案】　BC

【思维分析】 图乙中的a是电场能最大的时刻，由上极板带正电，即充电时电流沿顺时针方向，对应图甲中的T时刻，A项错误；图乙中的b是电场能最大的时刻，由下极板带正电，此后的内放电，电流沿顺时针方向，B项正确；图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为逆时针方向，图甲中的时刻电流为逆时针方向，C项正确；图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为顺时针方向，此后电容C的下极板将充上负电荷，D项错误．故选B、C两项．

15.(2022·浙江模拟)(多选)如图所示，线圈L的自感系数为0.1 H，电容器C的电容为40 μF，电阻R的阻值为3 Ω，电源电动势为1.5 V，内阻不计．闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．若断开开关S的时刻为t＝0，忽略线圈L直流电阻和振荡过程中的能量损耗，则(　　)

A．t＝0时，电容器两板间电压为1.5 V

B．t＝π×10－2 s时，线圈L的自感电动势为0

C．t＝2π×10－2 s时，通过线圈电流方向a→b

D．电路中产生的振荡电流有效值为0.5 A

【答案】　BC

【思维分析】 由于断开开关前电路已处于稳定状态，所以电容器不带电，两端电压为0，则t＝0时电容器两端电压为0，故A项错误；该LC振荡电路的周期为T＝2π＝4π×10－3 s，则t＝π×10－2 s＝T，所以此时电容器已经完成放电，线圈L的自感电动势为0，故B项正确；由于t＝2π×10－2 s＝5T，所以此时通过线圈的电流方向为a→b，故C项正确；电路中产生振荡电流的最大值为Im＝＝0.5 A，有效值为I＝＝ A，故D项错误．故选B、C两项．

16．过量的电磁辐射对人体是有害的，按照规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间垂直单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W0.已知某一种手机的电磁辐射功率为P，若手机的电磁辐射在各个方向上是均匀的，则符合规定的安全区域到手机的距离至少为(　　)

A.　　　　　　　 B.

C.   D.

【答案】　A

【思维分析】 设规定的安全区域到手机的距离为R，则对应球的面积为S＝4πR2.在t时间内球面获得的能量为E＝Pt，球面上单位面积t时间内获得的电磁辐射能量E0＝，由于工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过W0，则W0≥，所以R≥，故A项正确，B、C、D三项错误．