第14章电磁波单元综合试题及答案1

第14章电磁波单元综合试题及答案1

1 第十四章 电磁波 单元测试 一、选择题 1、目前雷达发射的电磁波频率多在 200MHz 至 1000MHz 的范围内．下列关于雷达和电 磁波说法正确的是（ ） A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在 0.3 m 至 1.5 m 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 2、2008 年 9 月 27 日，我国神舟七号航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱 外活动（如图所示），神舟七号载人航天飞行取得了圆满成 功，这是我国航天发展史上的又一里程碑。舱外的航天员与 舱内的航天员近在咫尺，但要进行对话，一般需要利用 （ ） A．紫外线 B．无线电波 C．γ射线 D． X 射线 3、如图所示是 LC 振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图象，电流的正方向规 定为顺时针方向，则在 t1 到 t2 时间内，电容器 C 的 极板上所带电量及其变化情况是（ ） A．上极板带正电，且电量逐渐增加 B．上极板带正电，且电量逐渐减小 C．下极板带正电，且电量逐渐增加 D．下极板带正电，且电量逐渐减小如图 4、 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ） A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场 B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直 C．电磁波和机械波一样依赖于媒质传播 D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波 5、关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是（ ） A．在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论； B．变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场； C．变化的电场可以在周围的空间产生磁场； D．麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用试验证明了电磁波的存在． 6．对处于图所示时刻的 LC 振荡电路，下列说法正确的是（ ） A．电容器正在放电，电场能正转变成磁场能 B．电容器正在充电，电场能正转变成磁场能 C．电容器正在放电，磁场能正转变成电场能 L C － ＋i 2 D．电容器正在充电，磁场能正转变成电场能 7．下列关于电磁波的叙述中，正确的是 A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变长 C．电磁波不能产生干涉、衍射现象 D．雷达是利用自身发射的电磁波来对目标进行定位的 8．2008 年奥运会将在中国北京进行，为了实现全球的电视转播，我国政府将进行设计 多种方案，下面正确的一种是（ ） A．只需运用一颗同步卫星，在赤道平面上空运行 B．至少需运用三颗同步卫星，在赤道平面上空运行 C．只需运用一颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行 D．至少需运用三颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行 9． 如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质 量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt （k>0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的 电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加 速。设 t=0 时刻电子的初速度大小为 v0，方向顺时针，从此开始后运 动一周后的磁感应强度为 B1，则此时电子的速度大小为 A. m reB1 B. m kerv 2 2 0 2 C. m reB0 D. m kerv 2 2 0 2 10、右图中，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 沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然 加上竖直向上、磁感应强度 B 随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动 过程中的电量不变，那么（ ） A．小球对玻璃环的压力不断增大 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 v v0 B 3 D．磁场力一直对小球不做功 二、非选择题 11、 一台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍 然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号，应该______（增大还是减小）电 感线圈的匝数。 12 某防空雷达发射的电磁波频率为 f=3×103MHZ，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经 历时间Δt=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。 13、某时刻 LC 回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如右图所示。则这时电 容器正在_____（充电还是放电），电流大小正在______（增大还是减小）。 14、右边两图中电容器的电容都是 C=4× 10-6F，电感都是 L=9×10－4H，左图中电键 K 先接 a，充电结束后将 K 扳到 b；右图中电键 K 先闭合，稳定后断开。两图中 LC 回路开始 电磁振荡 t=3.14×10－4s 时刻，C1 的上极板正 在____电（充电还是放电）,带_____电（正电还是负电）；L2 中的电流方向向____(左还是右)， 磁场能正在_____（增大还是减小）。 15．某收音机可变电容器的电容量为 C1 时能收到无线电波的彼长是λ1，当电容量为 C2 时，能收到的无线电波的波长是λ2，若把电容量调为 C1＋C2，则能收到的电磁波的波长 是 ． 16、2003 年 10 月 16 日我国成功发射了“神州五号”载人飞船，这标志着我国的航天 航空事业居于世界前列。 （1）如图是 A“神州五号”的火箭发射场，B 为山区，C 为城市，发射场正在进行发射，若该火箭 起飞时质量为 2.02×105kg，起飞推力 2.75×106N，火 箭发射塔高 100m，则该火箭起飞的加速度大小 为 ，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经 s 飞离发射塔。 （2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视 信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为 550m，而传输电视信号所用的电磁波波长 为 0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山 a K b C1 L1 L2 C2 K 4 顶的转发站来转发 （填无线电广播信号或电视信号），这是因为 。 17．按有关规定，工作场所所受的电磁波辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电 磁波能量）不得超过 0.50W/m2。若某小型无线通信装置的辐射功率为 1W，那么在距离该 通信装置 m 以外是符合规定的安全区域。 18．“神州五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟 通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为 M=6.0×1024kg，地球半径为 R=6.4×106m，万有引力恒量 G=6.67×10－11Nm2/kg2） 参考答案： 1、[解析]由 fcvT / 可知 A 正确．根据电磁波的定义及电磁场理论可知Ｂ不正确．根 据电磁波的特点可知 C、D 正确． 【答案】 C、D 2、[解析] 根据电磁波谱理论可知，无线电波的波长最大，最容易发生衍射，因此，其 信号更容易在对话中被捕捉，从而有利于保证通话的质量。 【答案】B 3、[解析] t1 到 t2 时间内，电流为负且增大，即逆时针增大，说明负电荷正由下极板向 上极板移动，由此可知上极板带正电，且其所带正电荷量逐渐减小。 【答案】B 4、[解析] 均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，电磁波是由于电场和磁场相互 激发而在空间传播，故不依赖于介质，故 A、C 错误，而 B、D 正确。 5、【答案】 B、D [解析] 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而后赫兹第一个用试验证明了电磁波的存 在，故 A 错 D 对．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场， 则 B 错 C 对． 6、【答案】 C、D 7．D 8．AD 9．[解析] 同步卫星只能在赤道平面上空，通过南北极的卫星不可能是同步卫星。由于 电信号属于微波段，只能直线传播，为覆盖全球，至少需发射三颗同步卫星，使它们位于三 角形的顶点，地球平面内切于这个正三角形，所以 B 正确。 【答案】B 10．[解析]感应电动势为 E=kπr2，电场方向逆时针，电场力对电子做正功。在转动一圈 过程中对电子用动能定理：kπr2e= 2 1 mv2- 2 1 mv02，得答案 B。 5 q，i O 5T/6 【答案】B 11、解：调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时，发生电谐振，才能收到电台信号。 由公式 LC f 2 1 可知，L、C 越小，f 越大。当调节 C 达不到目的时，肯定是 L 太大，所以 应减小 L，因此要减小匝数。 12、解：由 s= cΔt=1.2×105m=120km。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距 离为 60km。由 c= fλ可得λ= 0.1m 13、解：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这 时电容器正在充电；因为充电过程电场能增大， 所以磁场能减小，电流在减小。 14、解：先由周期公式求出 LCT 2 =1.2π×10－4s， t=3.14×10－4s 时刻是开始振 荡后的 T6 5 。再看与左图对应的 q-t 图象（以上极板带正电为正）和 与右图对应的 i-t 图象（以 LC 回路中有逆时针方向电流为正），图象都 为余弦函数图象。在 T6 5 时刻，从左图对应的 q-t 图象看出，上极板 正在充正电；从右图对应的 i-t 图象看出，L2 中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增 大。 15． 1 1 2 LCc   2 2 2 LCc   )(2 21 3 CCLc   解得 2 2 2 13   16．（1）利用 F - mg=ma，得 a=3.81m/s2，再有 s=at2/2，得 t=7.25s。 （2）电视信号 电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射。 17． 0.40 18．解：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期 T=3600×24s，设卫星离地面距 6 离为 h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即 2 2 )2)(( )( ThRm hR mMG   ， 代入，h=3.59×107m。最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波 传播的最短距离为 s=2h，所以最短时间为 t=2×2h/c=0.48s。