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课时测评23 麦克斯韦电磁场理论 电磁波的发射、传播和接收
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-5题,每题4分,6-13题,每题5分,共60分)
1.(2024·梅州市高二联考期末)2022年10月12日,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲在太空通过电磁波给地面的学生授课,下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.只要有磁场就能产生电磁波
B.电磁波不能在真空中传播
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在
D.法拉第用实验证实了电磁波的存在
答案:C
解析:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变化的磁场;于是变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,就形成电磁波,故只要有磁场就能产生电磁波的说法错误,A错误;电磁波可以在真空中传播,B错误;麦克斯韦预言了电磁波的存在,C正确;赫兹用实验证实了电磁波的存在,D错误。故选C。
2.(2024·佛山市高二统考期末)2022年10月12日神舟十四号航天员面向广大青少年进行太空授课,此次太空授课是基于我国天链中继系统,通过电磁波实现了高速双向音视频传输。下列有关电磁波的说法,正确的是( )
A.可见光不属于电磁波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波不是物质,看不见也摸不着
D.电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场
答案:D
解析:可见光属于电磁波,A错误;电磁波的传播不需要介质,B错误;电磁波看不见也摸不着,但电磁波是物质,C错误;电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场,D正确。故选D。
3.(2024·广州市华南师大附中高二校考期中)关于电磁波与机械波,以下说法正确的是( )
A.机械波传播不需要介质
B.电磁波能产生衍射和干涉现象
C.机械波是横波
D.波源停止振动,机械波立即停止传播
答案:B
解析:电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质,故A错误;干涉、衍射和多普勒效应现象是波的特有现象,电磁波和机械波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象,故B正确;机械波可以是横波也可以是纵波,例如声波就是纵波,地震波既有横波也有纵波,故C错误; 如果机械波波源停止振动,在介质中传播的机械波仍将继续传播,故D错误。故选B。
4.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
答案:B
解析:电磁波具有波的共性,可以发生衍射现象,故B正确;电磁波是横波,能发生偏振现象,故C错误;电磁波能携带信息传播,且传播不依赖介质,在真空中也可以传播,故A、D错误。
5.如图所示的收音机内部含有调谐电路,调节可变电容器的电容可以改变电路的固有频率,从而选出不一样的电台,这一过程叫作( )
A.调谐 B.调频
C.调幅 D.调制
答案:A
解析:调节可变电容器的电容可以改变电路的固有频率,使它与要接收的电台的电磁波的频率相同,这个电磁波在调谐电路里激起较强的电流,从而选出了这个电台,这一过程叫作调谐,故A正确。
6.为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力,对LC振荡电路的结构可采用的措施是( )
A.增大电容器极板的正对面积
B.增大电容器极板的间距
C.增大自感线圈的匝数
D.提高供电电压
答案:B
解析:要增大无线电台向空间发射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,即减小L或减小C。要减小L,可通过减小线圈匝数、向外抽铁芯的方法;要减小C,可采用增大板间距、减小极板正对面积、减小相对介电常数的办法,故B正确。
7.一品牌双波段(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的频率不相等时,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转到a,同时动片旋出,接收到的电磁波频率可能不变
答案:D
解析: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错误;频率越大接收到的波长越短,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,可接收到的电磁波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错误,故D正确。故选D。
8.电视机的室外天线能把电信号接收下来,原因是( )
A.天线处于变化的电磁场中,产生的电流输送给LC回路
B.天线只处于变化的电场中,产生的电流输送给LC回路
C.天线只是有选择地接收某电台信号,而其他电台信号不接收
D.天线将电磁波传输到电视机内
答案:A
解析:室外天线处于空间变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC电路,此电流中空间各电台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路,故选A。
9.(2024·江门市高二统考期末)下列说法不正确的是( )
A.在电磁振荡的过程中,电场能和磁场能会发生周期性的转化
B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
C.调制是指在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术
D.X射线是电磁波
答案:B
解析:在电磁振荡过程中,能够形成电磁波,电场能和磁场能发生周期性的转化,故A正确;均匀变化的电场产生恒定的磁场,故B错误;使电磁波随各种信号而改变的技术,叫作调制,故C正确;X射线是电磁波,故D正确。本题选择错误选项,故选B。
10.(2024·广州市第一中学高二期中)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波在空气中不能传播
B.只要有变化的电场和磁场,就能产生电磁波
C.利用电磁波不能传递信号和能量
D.要有效发射电磁波,振荡电路要有足够高的振荡频率
答案:D
解析:电磁波在空气中也能传播,A错误;只有周期性变化的电场和周期性变化的磁场,才能产生电磁波,B错误;利用电磁波能传递信号和能量,C错误;要有效发射电磁波,振荡电路要有足够高的振荡频率,D正确。故选D。
11.如图甲所示,在变化的磁场中放置一个闭合电路,电路里产生了感应电流;如图乙所示,空间存在变化的磁场,其周围产生感应电场,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图一定能持续产生电磁波
B.对甲图,从上向下看,电子在回路中沿顺时针方向运动
C.闭合电路只是检验变化的磁场产生电场,即使没有闭合电路空间仍能产生电场
D.变化的电场周围产生磁场,与闭合电路是否存在有关
答案:C
解析:若甲、乙两图的磁场均匀变化,就会产生稳定不变的电场,稳定不变的电场不会产生磁场,就不会持续产生电磁波,故A错误;对甲图,从上向下看,感应电流沿顺时针方向,电子在回路中沿逆时针方向运动,故B错误;变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象,与闭合电路是否存在无关,闭合电路只是检验变化的磁场产生电场,即使没有闭合电路空间仍能产生电场,故C正确;同理,变化的电场周围产生磁场也是一种普遍存在的现象,与闭合电路是否存在无关,故D错误。故选C。
12.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备,随着无线电技术的应用,很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙属于电磁波),麦克风与扩音器不用导线连接,老师拿着麦克风在教室中间说话,放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是( )
A.“小蜜蜂”只能接收到来自麦克风的信号
B.麦克风中只要有变化的电场,就一定能发出蓝牙信号
C.“小蜜蜂”接收电磁波时,通过调谐来使接收电路中出现最大振荡电流
D.麦克风回路可通过增大发射电磁波的波长来提高LC振荡电路发射电磁波的本领
答案:C
解析:因为蓝牙属于电磁波,周围空间存在其他电磁波信号,所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号,A错误;均匀变化的电场产生恒定的磁场,不能产生电磁波信号,B错误;“小蜜蜂”接收电磁波时,需要接收电磁波的LC振荡电路的固有频率与电磁波的频率相同,从而出现最大振荡电流,这个过程叫作调谐,C正确;减小发射电磁波的波长,则会提高频率,可以提高LC振荡电路发射电磁波的本领,D错误。故选C。
13.(多选)如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,正以速率v0沿逆时针方向匀速运动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场,设运动过程中小球所带的电荷量不变,那么( )
A.小球对玻璃圆环的压力不断增大
B.小球受到的磁场力不断增大
C.小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,沿顺时针方向做加速运动
D.磁场力对小球一直不做功
答案:CD
解析:因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场,在周围产生稳定的涡旋电场,对带正电的小球做功。由楞次定律,可判断电场方向为顺时针方向。在电场力的作用下,小球先沿逆时针方向做减速运动,后沿顺时针方向做加速运动。小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力的作用:环的弹力FN和磁场的洛伦兹力f=qvB,而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力。考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力FN和洛伦兹力f不一定始终在增大。磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直,所以磁场力对小球不做功。故选项C、D正确。
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