第四章 电磁波 单元检测（word解析版）
文档属性
| 名称 | 第四章 电磁波 单元检测（word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 180.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-29 17:30:48 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册
第四章
电磁波
单元检测（解析版）
一、选择题（共48分）
1．无线电广播需要对电磁波进行调制的原因是（ ）
A．未经调制的高频电磁波无法向外界辐射
B．调制后的电磁波在空间传播的波长保持不变
C．调制后的电磁波在空间传播得更快
D．调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去
2．第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将一一实现。5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，相比于现有的4G（1880MH~2635MHz频段）而言，5G所应用的无线电波（ ）
A．频率更低
B．在真空中的传播速度更大
C．在真空中的传播速度更小
D．在真空中的波长更短
3．有关电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）
A．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．使用空间波来传播信息时主要是应用了无线电波波长、衍射现象明显的特点
D．频率为750kHz的电磁波在真空中传播时，其波长为400m
4．下列关于传感器的结论中错误的是（ ）
A．热敏电阻可以作为温度传感器
B．电子秤使用应变片作为测力传感器
C．话筒是一种常见的红外线传感器
D．电熨斗内一般装有双金属片温度传感器
5．下列关于无线电广播的叙述正确的是（ ）
A．发射无线电广播信号必须采用调频方式
B．发射无线电广播信号必须进行调谐
C．接收无线电广播信号必须进行调制
D．接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放
6．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.01s时，LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，则（ ）
A．LC回路的振荡周期为0.02s
B．LC回路中电流最大时电场能最大
C．t2=0.12s时线圈中磁场能最大
D．t3=0.125s时回路中电流沿顺时针方向
7．为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温仪对进出人员进行体温检测。红外线测温仪利用（ ）
A．红外线是可见光的特点
B．红外线的穿透本领比X射线强的特点
C．人体温度越高辐射出的红外线越强的特点
D．被红外线照射的某些物体可以发出荧光的特点
8．关于麦克斯韦电磁场理论，无线通信技术，电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．均匀变化的磁场一定产生恒定的电场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C．把信息加到载波上的过程叫做调制
D．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性
9．LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示，则（ ）
A．在时刻t1，电路中的电流最大
B．在时刻t2，电路的磁场能最大
C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容的带电量不断增多
10．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波
B．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
C．红外线的波长比射线的波长短
D．电磁波不仅能传播信息，而且能传播能量
11．如图所示，为一电阻可忽略的线圈，为一灯泡，为电容器，开关处于闭合状态，灯泡正常发光，现突然断开，并开始计时，能正确反映电容器极板上电荷量及回路中电流（规定顺时针方向为正）随时间变化的图象是（图中为正值表示极板带正电）（
）
A．
B．
C．
D．
12．下列说法正确的有（ ）
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理
B．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
C．在光的折射中介质折射率可以大于1也可小于1
D．若一物体以光速运动，则在其运动方向发射出的光速度为
E.长波（LW，Long
Wave）沿地表传播利用了衍射原理
二、解答题（共52分）
13．我们通常听到的声音是靠声波来传播的，而手机接收的是电磁波。请你小结一下：声波和电磁波有哪些地方是相同的？有哪些地方存在着差异？
14．某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示。该发射站可发送频率为的中波和频率为的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少；
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处；
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？
15．波长50～10
m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1
500
km的远处最少需要多长时间？
16．如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的回答？（设对方听到话后立即回话，已知，）
参考答案
1．D
【详解】
A．未经调制的高频电磁波也能向外界辐射，但是传递目的地不确定，所以A错误；
B．调制后的电磁波不同频率在空间传播的波长不同，所以B错误；
C．电磁波在空间传播速度一般不变，所以C错误；
D．经过调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去，所以D正确；
故选D。
2．D
【详解】
A．5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，4G应用1880MH~2635MHz频段的无线电波传送信号，则5G信号的频率比4G信号高，A错误；
BC．根据麦克斯韦电磁场理论，可知任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，BC错误；
D．由公式
则5G信号的频率比4G信号高，则波长比4G信号短，
D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，A错误；
B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，B错误；
C．使用空间波来传播信息时主要是应用了微波波长短、频率高的特点，C错误；
D．根据公式可得，频率为750kHz的电磁波在真空中传播时的波长为400m，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，A正确；
B．电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小，属于力传感器，B正确；
C．动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，C错误；
D．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，D正确。
故选C。
5．D
【详解】
AB．发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，AB错误；
C．接收无线电广播必须经过调谐（即选台），C错误；
D．无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号捡出，才能由扬声器播放，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．t=0时，线圈中电流向右，断开开关S后，电容器右极板充电。在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.01s时LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充电一次，则周期为0.04s，选项A错误；
B．根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，选项B错误；
C．t2=0.12s=3T，此时线圈中电流向右最大，磁场能最大，选项C正确；
D．t3=0.125s=时线圈中电流向右给电容器充电，回路中电流沿逆时针方向，选项D错误。
故选C。
7．C
【详解】
红外线测温仪主要是为测出人体温度，因此是利用了物体都在不停地辐射红外线，且温度越高的物体辐射红外强度越强的特点，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．AC
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的磁场一定产生恒定的电场，故A正确；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C．信息加到载波上的技术叫调制，则有调幅与调频两种，故C正确；
D．红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故D错误。
故选AC。
9．BC
【详解】
在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误；
在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确．
从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；
从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．
10．AD
【详解】
A．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波，选项A正确；
B．电磁波是一种物质，能在真空中传播，选项B错误；
C．红外线的波长比射线的波长长，选项C错误；
D．电磁波不仅能传播信息，而且能传播能量，选项D正确。
故选AD。
11．BC
【详解】
S闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零，
AB.断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L-C振荡电路，电量随时间周期性变化；故A项不合题意，B项符合题意.
CD.当突然断开S，线圈中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线圈因阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C项符合题意，D项不合题意.
12．ABE
【详解】
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，A正确；
B．照相机镜头的偏振滤光片，从而阻碍水面反射光的进入，使得所拍影像清晰，B正确；
C．介质对光的折射率都大于1，C错误；
D．光的速度都是，D错误；
E．长波信号能绕过障碍物传递到接收终端，是利用了衍射原理，E正确。
故选ABE。
13．相同点：都有波的一切特性，比如都能产生反射、干涉、衍射等现象，波速、波长、频率具有同样的关系；
不同的：产生的机理不一样，声波是由机械振动产生的；电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，光由电子的激发产生，射线由原子核衰变产生；还有电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
【详解】
相同点：都有波的一切特性，比如都能产生反射、干涉、衍射等现象，波速、波长、频率具有同样的关系；
不同的：产生的机理不一样，声波是由机械振动产生的；电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，光由电子的激发产生，射线由原子核衰变产生；还有电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
14．（1）750m，1m
（2）衍射（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显
【详解】
（1）根据，解得：
；
（2）衍射是波绕过障碍物的现象。无线电波绕过山脉到达A处，发生了衍射现象；
（3）频率为400kHz的中波线接收效果更好，因为它的波长长，波长更接近山体的尺寸，衍射现象更明显。
15．0.6×107～3×107
Hz
，5×10－3
s
【详解】
根据公式
得
所以，这些无线电波的频率范围是0.6×107～3×107
Hz.
传到相隔1
500
km的远处需要的最少时间
16．另一方至少要等0.477s才能听到对方的回答
【详解】
要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少。
设卫星的质量为m，离地高为h，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同。
由牛顿第二定律得
所以
无线电传播的最短距离为
传播的最短时间为
第四章
电磁波
单元检测（解析版）
一、选择题（共48分）
1．无线电广播需要对电磁波进行调制的原因是（ ）
A．未经调制的高频电磁波无法向外界辐射
B．调制后的电磁波在空间传播的波长保持不变
C．调制后的电磁波在空间传播得更快
D．调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去
2．第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将一一实现。5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，相比于现有的4G（1880MH~2635MHz频段）而言，5G所应用的无线电波（ ）
A．频率更低
B．在真空中的传播速度更大
C．在真空中的传播速度更小
D．在真空中的波长更短
3．有关电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）
A．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．使用空间波来传播信息时主要是应用了无线电波波长、衍射现象明显的特点
D．频率为750kHz的电磁波在真空中传播时，其波长为400m
4．下列关于传感器的结论中错误的是（ ）
A．热敏电阻可以作为温度传感器
B．电子秤使用应变片作为测力传感器
C．话筒是一种常见的红外线传感器
D．电熨斗内一般装有双金属片温度传感器
5．下列关于无线电广播的叙述正确的是（ ）
A．发射无线电广播信号必须采用调频方式
B．发射无线电广播信号必须进行调谐
C．接收无线电广播信号必须进行调制
D．接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放
6．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.01s时，LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，则（ ）
A．LC回路的振荡周期为0.02s
B．LC回路中电流最大时电场能最大
C．t2=0.12s时线圈中磁场能最大
D．t3=0.125s时回路中电流沿顺时针方向
7．为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温仪对进出人员进行体温检测。红外线测温仪利用（ ）
A．红外线是可见光的特点
B．红外线的穿透本领比X射线强的特点
C．人体温度越高辐射出的红外线越强的特点
D．被红外线照射的某些物体可以发出荧光的特点
8．关于麦克斯韦电磁场理论，无线通信技术，电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．均匀变化的磁场一定产生恒定的电场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C．把信息加到载波上的过程叫做调制
D．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性
9．LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示，则（ ）
A．在时刻t1，电路中的电流最大
B．在时刻t2，电路的磁场能最大
C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容的带电量不断增多
10．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波
B．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
C．红外线的波长比射线的波长短
D．电磁波不仅能传播信息，而且能传播能量
11．如图所示，为一电阻可忽略的线圈，为一灯泡，为电容器，开关处于闭合状态，灯泡正常发光，现突然断开，并开始计时，能正确反映电容器极板上电荷量及回路中电流（规定顺时针方向为正）随时间变化的图象是（图中为正值表示极板带正电）（
）
A．
B．
C．
D．
12．下列说法正确的有（ ）
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理
B．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
C．在光的折射中介质折射率可以大于1也可小于1
D．若一物体以光速运动，则在其运动方向发射出的光速度为
E.长波（LW，Long
Wave）沿地表传播利用了衍射原理
二、解答题（共52分）
13．我们通常听到的声音是靠声波来传播的，而手机接收的是电磁波。请你小结一下：声波和电磁波有哪些地方是相同的？有哪些地方存在着差异？
14．某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示。该发射站可发送频率为的中波和频率为的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少；
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处；
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？
15．波长50～10
m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1
500
km的远处最少需要多长时间？
16．如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的回答？（设对方听到话后立即回话，已知，）
参考答案
1．D
【详解】
A．未经调制的高频电磁波也能向外界辐射，但是传递目的地不确定，所以A错误；
B．调制后的电磁波不同频率在空间传播的波长不同，所以B错误；
C．电磁波在空间传播速度一般不变，所以C错误；
D．经过调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去，所以D正确；
故选D。
2．D
【详解】
A．5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，4G应用1880MH~2635MHz频段的无线电波传送信号，则5G信号的频率比4G信号高，A错误；
BC．根据麦克斯韦电磁场理论，可知任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，BC错误；
D．由公式
则5G信号的频率比4G信号高，则波长比4G信号短，
D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，A错误；
B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，B错误；
C．使用空间波来传播信息时主要是应用了微波波长短、频率高的特点，C错误；
D．根据公式可得，频率为750kHz的电磁波在真空中传播时的波长为400m，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，A正确；
B．电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小，属于力传感器，B正确；
C．动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，C错误；
D．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，D正确。
故选C。
5．D
【详解】
AB．发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，AB错误；
C．接收无线电广播必须经过调谐（即选台），C错误；
D．无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号捡出，才能由扬声器播放，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．t=0时，线圈中电流向右，断开开关S后，电容器右极板充电。在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.01s时LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充电一次，则周期为0.04s，选项A错误；
B．根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，选项B错误；
C．t2=0.12s=3T，此时线圈中电流向右最大，磁场能最大，选项C正确；
D．t3=0.125s=时线圈中电流向右给电容器充电，回路中电流沿逆时针方向，选项D错误。
故选C。
7．C
【详解】
红外线测温仪主要是为测出人体温度，因此是利用了物体都在不停地辐射红外线，且温度越高的物体辐射红外强度越强的特点，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．AC
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的磁场一定产生恒定的电场，故A正确；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C．信息加到载波上的技术叫调制，则有调幅与调频两种，故C正确；
D．红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故D错误。
故选AC。
9．BC
【详解】
在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误；
在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确．
从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；
从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．
10．AD
【详解】
A．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波，选项A正确；
B．电磁波是一种物质，能在真空中传播，选项B错误；
C．红外线的波长比射线的波长长，选项C错误；
D．电磁波不仅能传播信息，而且能传播能量，选项D正确。
故选AD。
11．BC
【详解】
S闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零，
AB.断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L-C振荡电路，电量随时间周期性变化；故A项不合题意，B项符合题意.
CD.当突然断开S，线圈中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线圈因阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C项符合题意，D项不合题意.
12．ABE
【详解】
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，A正确；
B．照相机镜头的偏振滤光片，从而阻碍水面反射光的进入，使得所拍影像清晰，B正确；
C．介质对光的折射率都大于1，C错误；
D．光的速度都是，D错误；
E．长波信号能绕过障碍物传递到接收终端，是利用了衍射原理，E正确。
故选ABE。
13．相同点：都有波的一切特性，比如都能产生反射、干涉、衍射等现象，波速、波长、频率具有同样的关系；
不同的：产生的机理不一样，声波是由机械振动产生的；电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，光由电子的激发产生，射线由原子核衰变产生；还有电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
【详解】
相同点：都有波的一切特性，比如都能产生反射、干涉、衍射等现象，波速、波长、频率具有同样的关系；
不同的：产生的机理不一样，声波是由机械振动产生的；电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，光由电子的激发产生，射线由原子核衰变产生；还有电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
14．（1）750m，1m
（2）衍射（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显
【详解】
（1）根据，解得：
；
（2）衍射是波绕过障碍物的现象。无线电波绕过山脉到达A处，发生了衍射现象；
（3）频率为400kHz的中波线接收效果更好，因为它的波长长，波长更接近山体的尺寸，衍射现象更明显。
15．0.6×107～3×107
Hz
，5×10－3
s
【详解】
根据公式
得
所以，这些无线电波的频率范围是0.6×107～3×107
Hz.
传到相隔1
500
km的远处需要的最少时间
16．另一方至少要等0.477s才能听到对方的回答
【详解】
要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少。
设卫星的质量为m，离地高为h，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同。
由牛顿第二定律得
所以
无线电传播的最短距离为
传播的最短时间为