第四章 电磁震荡与电磁波 单元测试题（Word版含解析）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
第四章
电磁震荡与电磁波
单元测试题（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下不符合物理学历史的是（　　）
A．库仑在前人工作的基础上通过扭秤实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且他用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，还揭示了电、磁、光现象的统一性，而且他通过实验进行了证实
D．惠更斯发现单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方根成正比，与重力加速度的二次方根成反比
2．关于电磁场的理论，下列说法正确的是（
）
A．变化的电场周围产生磁场一定是变化的
B．变化的磁场周围产生的电场一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生电场是均匀变化的
D．预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦
3．电磁波频率的单位是（　　）
A．安培
B．赫兹
C．欧姆
D．伏特
4．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是（　　）
A．红外线的频率最大，可见光的频率最小
B．可见光的频率最大，红外线的频率最小
C．X射线频率最大，红外线的频率最小
D．X射线频率最大，可见光的频率最小
5．在电磁波中，波长按从长到短排列的是（
）
A．无线电波、可见光、红外线
B．无线电波、γ射线、可见光
C．红光、黄光、绿光
D．X射线、γ射线、紫外线
6．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电磁感应现象
B．法拉第创造性地用“场线”形象地描述“场”
C．根据麦克斯韦电磁场理论，磁场变化时会在空间激发一种变化的电场
D．多普勒发现波源与观察者存在相对运动时，接收到的波的频率会发生变化
7．如果收音机调谐电路是采用改变电容器电容的方式来改变回路固有频率的，则当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，电容器的最大电容与最小电容之比为（　　）
A．3：1
B．9：1
C．
D．
8．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁场由发生区域向远处传播，形成了电磁波
B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波会产生污染
9．振荡电路在和时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若，则（
）
A．在时刻电容器正充电
B．在时刻电容器两极板间电场正在增强
C．在时刻电路中电流正在增大
D．在时刻自感线圈中磁场正在增强
10．图甲为LC振荡电路，图乙为振荡电路中电流的周期性变化图像，下列判断正确的是（　　）
A．时刻，电容器带电量最大
B．时刻，电容器两极板间的电压最大
C．时间内，电容器处于放电过程
D．时间内，电场能逐渐转化为磁场能
11．下列说法正确的是（
）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．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
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
E.在空气中传播的声波是横波
12．关于电磁波及其应用下列说法正确的是（
）
A．麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在
B．电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象
C．电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程
D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的
E.红外线是一种光波，在军事、医疗、勘测，甚至日常生活中都有广泛的应用
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线？
14．(1)红外体温计不与人体接触就能测体温，为什么？
(2)一切物体都在不停地辐射红外线，为什么在冰窖中我们会感到很冷？
(3)红外遥感有哪些方面的应用？
15．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，）
16．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3
mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
参考答案
1．C
【详解】
A．1769年英国苏格兰人罗宾逊设计了一个杠杆装置，他把实验结果用公式表述出来，即力与距离的n次方成反比，1784年至1785年库仑通过扭秤实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，故A正确，不符合题意；
B．英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础，故B正确，不符合题意；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，还揭示了电、磁、光现象的统一性，是德国科学性赫兹通过实验进行了证实，故C错误，符合题意；
D．惠更斯导出了单摆周期公式，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．D
【分析】
考察电磁场的相关理论。
【详解】
A．均匀变化的电场周围产生恒定磁场，A错误；
BC．均匀变化的磁场周围产生恒定电场，BC错误；
D．麦克斯韦预言了电磁波存在，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
电磁波频率的单位是赫兹（Hz）。
故选B。
4．C
【详解】
红外线、可见光和伦琴射线（X射线）三个波段的波长是从长到短，所以其频率是从低到高。则频率最高的是伦琴射线（X射线），频率最小的红外线。
故选C。
【总结】
电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。它们的波长越来越短，频率越来越高
5．C
【详解】
电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）→紫外线→X射线→γ射线，由此可知C选项正确，ABD错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，A错误；
B．法拉第创造性地用“电场线”“磁感线”来形象的描述电场和磁场，B正确；
C．根据麦克斯韦电磁场理论，磁场变化时会在空间激发一种电场，电场可能变化，也可能不变，C错误；
D．多普勒发现波源与观察者相互靠近或远离时，接收到的波的频率会发生变化，而若运动方向与波的传播方向垂直时，接收到的频率不变，比如观察者绕着波源做匀速圆周运动，接受到的频率不变，D错误。
故选B。
7．B
【详解】
调谐电路固有频率
当接收电磁波的频率为f时，调谐电路发生电谐振，接收电磁波的波长
可见与成正比，即与C成正比，又因为
即
所以
故选B。
8．AD
【详解】
A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确；
B．恒定的电场不会产生磁场，恒定的磁场也不会产生电场，故B错误；
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故C错误；
D．电磁波污染是指天然和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射，故D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】
AC．由知，从题图可看出、t2两个时刻自感线圈处的电流都是从左向右穿过自感线圈，与电容器放电电流方向相同，故电容器处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，A错误C正确；
B．时刻，电流从左向右通过自感线圈，与电容器放电电流方向相反，所以时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两极板间电场增强，B正确；
D．又由于充电过程振荡电流总是减小的，故线圈中磁场也减弱，D错误．
【点睛】
明确振荡电路的产生过程，知道振荡电路充电时电流越来越小，自感线圈阻碍它减小，磁场能转化为电场能，放电时电流越来越大，电场能转化为磁场能．
10．BD
【详解】
A．在t1时刻，电路中的电流最大，则q最小，说明放电完毕，电容器所带电荷量最小，故A错误；
B．在t2时刻，电路中的电流最小，则q最大，说明刚开始放电，则电容器两极板间的电压最大，故B正确；
C．时间内，电路中电流减小，电容器处于充电过程，故C错误；
D．时间内，电路中电流增大，则电场能逐渐转化为磁场能，故D正确。
故选BD。
11．ACD
【详解】
电磁波在真空中传播的速度是光速，和频率无关，A正确；
电磁波可由电磁振荡产生，当波源停止振动，已经产生的电磁波会继续向前传播，不会消失，B错误；
光由水中射入空气中进入人的眼睛，折射角比入射角大，因此人眼看见的是折射光线的反向延长线的物体，比鱼的实际深度低，因此鱼的实际深度更深，C正确；
由干涉条纹的间距公式可知波长越大，产生的条纹间距越宽，红光的的波长大于蓝光的波长，因此红光的条纹宽度更宽，D正确；
在空气中传播的声波是纵波，E错误．
12．BDE
【详解】
赫兹首先通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；
电磁波的振动方向与传播方向相互垂直，因此为横波，干涉和衍射现象是波特有的现象，故B正确；
调制是电磁波发射过程中的操作，故C错误；微波能使食物中的水分子热运动快速加剧从而加热食物，这就是微波炉的工作原理，故D正确；
生物体和非生物体都可以辐射红外线，因此红外遥感技术应用十分广泛，在军事、医疗、勘测，甚至日常生活中都有广泛的应用，故E正确．
13．见解析
【详解】
无线电波：收音机；红外线：红外线理疗仪；可见光：人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机；γ射线：γ射线探伤
14．（1）一切物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越强，人体当然也是这样，这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温；（2）在冰窑中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，人体同样时间内向外辐射的红外线比接收的冰辐射的红外线还要多，因此会感觉越来越冷；（3）红外遥感技术有着广泛的应用。如在飞机或卫星上用之勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等。红外遥感在军事上也十分重要。
【详解】
(1)一切物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越强，人体当然也是这样，这就是红外体温计的原理。因此红外体温计不与人体接触就可测体温；
(2)在冰窑中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，人体同样时间内向外辐射的红外线比接收的冰辐射的红外线还要多，因此会感觉越来越冷；
(3)红外遥感技术有着广泛的应用。如在飞机或卫星上用之勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等。红外遥感在军事上也十分重要。
15．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
16．①
530
kHz　②
566
m
【详解】
①根据T＝2π得
f＝
代入数值得，
f≈530
kHz.
②根据λ＝c/f
得
λ＝566
m.