物理电工电子类第四节 电磁振荡 电磁波精品课后练习题
展开A. 麦克斯韦预言和验证了电磁波的存在
B. 只要有变化的电场,就一定有电磁波存在
C. 接收电磁波时,通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D. 发射电磁波的LC振荡电路中电流增大时电场能反而在减小
【答案】D
【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在、赫兹验证了电磁波的存在,故A错误; B.电磁波是变化的电磁场产生的,因此只有变化的电场,不一定产生变化的磁场,所以不一定存在电磁波,故B错误;C.当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振,这个过程叫调谐,故C错误; D.发射电磁波时的LC振荡电路中, 电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少,故D正确;故选D。
2021年7月4日,我们在电视中看到湖南湘潭籍航天员汤洪波走出离地面高约为400km的中国空间站,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站,下列关于电磁波的说法不正确的是( )
A. 生活中用微波炉来加热食物,可见电磁波具有能量
B. 汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014s
C. 1886年,赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论,为无线电技术的发展开拓了道路
D. 英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果,在此基础上,他最终建立了经典电磁场理论
【答案】B
【详解】A.生活中用微波炉来加热食物,说明电磁波具有能量,故A正确;B.电磁波在真空中或空气中传播的速度v=3.0×108m/s,空间站到地球表面的距离s=4×105m,电磁波从空间站传播到地面的时间t=sv≈0.0013s,故B错误;C.根据物理学史可知,赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论,为无线电技术的发展开拓了道路,故C正确;D.根据物理学史可知,英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果,在此基础上,他最终建立了经典电磁场理论,故D正确。本题选不正确的,故选B。
3. 关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( )
A. 发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调
B. 电视机的遥控器发射紫外线
C. 电磁波中频率最大的为γ射线,用它最容易观察到衍射现象
D. 雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播
【答案】D
【详解】A、发射无线电波时,需要对电磁波进行调制,故A错误;B、电视机的遥控器发射红外线,故B错误;C、γ射线波长最小,所以不容易观察到衍射现象,故C错误;D、雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播,D正确。
4. 下列有关说法正确的是( )
A. 电磁炉使用时应接直流电源
B. 在无线电技术中,使接收电路中产生电谐振的过程叫做解调
C. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
D. 天文学家用射电望远镜接收天体辐射的电磁波,进行天体物理研究
【答案】D
【详解】A.电磁炉只能在交变电流下才能正常工作,如果给电磁炉使用直流电源,电磁炉不可以正常工作,故A错误;B.在无线电技术中,使接收电路中产生电谐振的过程叫做调谐,而不是解调,故B错误;C.X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体;对人体有辐射,不能用来消毒,故C错误;D.射电望远镜接收天体辐射的电磁波来工作。所以天文学家用射电望远镜接收天体辐射的电磁波,进行天体物理研究,故D正确。
故选D。
北京时间2019年4月10日21时,在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系(M87)中央的超大质量黑洞照片,如图甲所示。宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波,人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测,如图乙所示。天体甲距地球1万光年,M87的黑洞距离地球5500万光年,假设天体甲和M87的黑洞辐射功率相同,忽略电磁波在传播过程中的损耗,用一架射电望远镜接收到甲发出的电磁波功率为P1,则该望远镜接收到的来自M87的黑洞发出的电磁波功率为 ( )
A. 15500P1B. 155002P1C. 5500P1D. 55002P1
【答案】B
【详解】根据题图乙可知,电磁波向空间辐射,设接收面积为S,接收到的电磁波功率与发射功率关系:P=P发4πr2S,天体甲和M87的黑洞辐射功率相同,所以接收功率与半径平方成反比,所以来自M87的黑洞发出的电磁波功率为155002P1,故选项B正确。
6.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 将低频声音信号从接收到的无线电信号中还原出来,称为调制
B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制
C. 转换电视频道,选择电视节目,称为调制
D. 变化的电场一定可以产生变化的磁场
【答案】B
【详解】将低频声音信号从接收到的无线电信号中还原出来,称为解调,选项A错误;使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,选项B正确;转换电视频道,选择电视节目,称为调谐,选项C错误;均匀变化的电场产生恒定的磁场,选项D错误。
7.根据麦克斯韦电磁场理论判断,如图所示的4组电场产生的磁场或磁场产生的电场随时间t变化的规律错误的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】稳定的电场不能产生磁场,选项A正确;均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项B正确;周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比,由此可判断出选项C错误,选项D正确。
8.关于电磁场和电磁波,下列说法不正确的是( )
A. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
B. 发射电磁波需经过调制过程,调制的方法分为调频和调幅,接收电磁波需经过解调过程,解调是调制的逆过程
C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波
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】D
【详解】A.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,故A正确;B.发射电磁波需经过调制过程,调制的方法分为调频和调幅,接收电磁波需经过解调过程,解调是调制的逆过程,故B正确;C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、 x射线、 γ射线都是电磁波,故C正确;D.若波源的电磁振荡停止,只是不能产生新的电磁波,但已发出的电磁波不会消失,还要继续传播,故D错误。故选D。
9.如图甲所示为LC振荡电路,图乙为电路中电容器两端电压随时间变化的图像,则下列说法中正确的是( )
A. 图甲时刻电容器正处在充电过程
B. 由图乙可知振荡频率在不断减小
C. 由图乙可知电场能在不断减小
D. 减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波
【答案】D
【详解】A.由回路中的电流方向以及极板所带电的电性可知电容器正在放电,故A错误;B.由f=12π LC可知振荡频率不变,故B错误;C.电场能处在增大、减小的周期性变化中,故C错误;D.由C=εS4πkd可知减小电容器的正对面积则电容器的电容减小,由f=12π LC 可知振荡频率增大,所以减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波,故D正确。故选D。
10.麦克斯韦的电磁场理论指出:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从赫兹用实验证实了电磁波的存在至今,电磁波已经与我们的生活紧密相关:机场安检门使用频率为7 kHz的电磁波,GPS定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz=106Hz)的电磁波,手机工作时使用频率为800~1900 MHz的电磁波,无线WiFi使用频率为2.4 GHz(1 GHz=109Hz)的电磁波,地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息,下列说法正确的是 ( )
A. 手机工作时使用的电磁波是纵波
B. 机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播
C. 地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领
D. 无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象
【答案】C
【详解】A.手机工作时使用的电磁波为横波,故A错误;B.电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传播,故B错误;C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领,故C正确;D.无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波频率高,波长短,不容易发生衍射,故D错误。
11. 关于如图现象的表述正确的是( )
A. 甲图中是利用紫外线检验人民币真伪B. 乙图中是利用β射线照射人体进行透视
C. 丙图中汽车夜视系统利用了红外线D. 丁图中蝙蝠和雷达均利用超声波定位
【答案】AC
【详解】A.验钞笔是利用紫外线检验人民币真伪,选项A正确;B.医院放射科利用X射线照射人体进行透视,不是利用β射线,选项B错误;C.汽车夜视系统利用了红外线,选项C正确;D.蝙蝠利用超声波定位,雷达利用无线电波定位,选项D错误。
12.在LC振荡电路中,t1和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示,若t2−t1=π2 LC,则下列说法中正确的是( )
A. 在t1时刻电容器正在充电B. 在t2时刻电容器正在充电
C. 在t1时刻电路中的电流处在增大状态D. 在t2时刻电路中的电流处在增大状态
【答案】BC
【详解】如题图根据螺线管的磁场方向,由安培定则知电流为顺时针方向,t1时刻电容在放电,电场能转换为磁场能,电流应增大;而t2时刻电容在充电,电流应减小,故BC正确,AD错误.
13.电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用,下列说法中正确的是( )
A. 手机通话使用的无线电波,波长比可见光长
B. 银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C. 只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
D. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领
【答案】AD
【详解】A.手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光,故A正确;B.遥控器采用的是红外线而不是紫外线,故B错误;C.均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电)场,恒定的电(磁)场在其周围空间不会产生磁(电)场,也就不会产生电磁波,故C错误;D.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领,故 D正确。
14.关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是 ( )
A. 电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大
B. 电荷量为零时,线圈中振荡电流最大
C. 电荷量增加的过程中,电路中的磁场能转化为电场能
D. 电荷量减少的过程中,电路中的磁场能转化为电场能
【答案】BC
【详解】 电容器两极板上的电荷量最大时,振荡电流为零,选项A错误;电荷量为零时,放电结束,振荡电流最大,选项B正确;电荷量增加时,磁场能转化为电场能,电荷量减少时,电场能转化为磁场能,选项C正确,D错误。
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