第四章 电磁震荡与电磁波 单元测试1（word解析版）

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1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．德国科学家赫兹对人类最大的贡献是（　　）
A．用实验证实了电磁波存在
B．预言了电磁波的存在
C．建立了完整的电磁场理论
D．揭示了电、磁、光现象的本质上的统一
2．下列叙述中符合物理学史的有（　　）
A．玻尔通过研究阴极射线实验，发现了电子存在
B．汤姆孙通过α粒子散射现象，提出了原子核式结构模型
C．卢瑟福发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦有关光的电磁理论
3．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化电场
B．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有高频和开放性的特点
C．从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫调制
D．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
4．高三复学时班级都配有额温枪，用来检测同学们的体温是否正常，你认为额温枪用到了（　　）
A．红外线
B．紫外线
C．伦琴射线
D．超声波
5．一般雷达发出的电磁波频率多在200MHz-1000MHz的范围内，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
B．上述频率范围的电磁波的波长约在0.3m~1.5m之间
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．若测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，就可以确定障碍物的体积
6．与早期的电缆传输信息相比，光纤通信具有各方面压倒性的优势。基于传输效率的考量，目前光纤信号传输主要采用850nm、1310nm、1550nm三种波长的激光，其波长均大于红光波长（630
~760nm）。下列说法正确的有（
）
A．光纤中采用的激光的波长小于X射线的波长
B．波长为850nm的激光的频率约为
C．波长为1550
nm的激光的频率比波长为1310
nm的激光的频率高
D．相同时间内，波长为1550nm的激光传递的信息量比波长为1310
nm的激光传递的信息量大
7．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　）
A．
B．
C．
D．
8．在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则（　　）
A．电路中的电流正在增大
B．电路中的电场能正在增加
C．电路中的电流正在减小
D．电路中的电场能正在向磁场能转化
9．关于电磁波，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有关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
10．如图所示，平行金属板AB与线圈L组成一理想的LC振荡电路，E为电源，当单刀双掷开关K从1倒向2的同时有一电子恰从中央水平向右飞入AB间，则电子（　　）
A．可能从a点飞出
B．可能从o点飞出
C．可能从b点飞出
D．飞出时动能一定增大
11．下列说法中正确的是（
）
A．夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最弱的
B．医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的
C．科学家关注南极臭氧层空洞是因为它将使气候恶化
D．在热学中所说的热辐射就是指红外线辐射
E.医院里的病房利用紫外线消毒，是因其有杀菌作用
12．电磁波与声波比较（
）
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大
D．电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与频率无关
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．收音机的调谐电路中线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电磁波，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)多少？
14．科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样，它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染，频率超过的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。按照有关规定，人体所受的电磁辐射强度（即单位时间内垂直通过单位面积的电磁波的能量）不得超过某一规定值。已知某无线通信设备发射电磁波的功率为P，设该通信设备向四面八方均匀地发射电磁波，且电磁波在传播过程中无能量损失。由数学知识可知，球面的面积（式中r为球半径），球半径与球面总是垂直的。根据上述资料，可估算出人体到该通信设备发射电磁波处的安全距离至少应为多少时，人体所受的电磁辐射强度才不会超过规定值？
15．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为，则它的频率为是多少？已知光从真空中进入水中频率不变，但波长变短，若这种可见光进入水的波长变为，那么此光在水中的传播速度将变为多少？
16．一个电路产生电磁振荡。以横坐标轴表示时间，纵坐标轴既表示电流又表示电压，试在同一坐标系内，从某一次放电开始，画出该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的图像和图像。
参考答案
1．A
【详解】
AB．麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波存在，A正确，B错误；
C．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并揭示了电、磁、光现象的本质上的统一，CD错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子存在，故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子散射现象，提出了原子核式结构模型，故B错误；
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，故C错误；
D．1886年，德国科学家赫兹做了《赫兹的电火花》等一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，而均匀变化的磁场产生稳定的电场；故A错误；
B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率，故B正确；
C．从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫解调，故C错误；
D．用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应；红外线不具有该效应，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
人们利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，因为红外线波长长，更容易发生衍射，体温越高人体发射的红外线越强，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．由麦克斯韦电磁理论，周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波，A错误；
B．由波长
知200MHz电磁波的波长为
1000MHz电磁波的波长为
B正确；
C．波长越短的电磁波波动性越小，越不易绕过障碍物，C错误；
D．测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，可以测出障碍物与雷达间的距离，并不能确定障碍物的体积，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．X射线的波长范围为0.001~10nm，故光纤中采用的激光的波长大于X射线的波长，A错误；
B．由可知，波长为850nm的激光的频率
B正确；
C．由可知，频率与波长成反比，波长越长，频率越低，则波长为1550nm的激光的频率比波长为1310
nm的激光的频率低，C错误；
D．频率越高，传递的信息量越大，则相同时间内，波长为1550nm的激光传递的信息量比波长为1310mm的激光传递的信息量小，D错误。
故选B。
7．B
【详解】
设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为
解得
则引起神经混乱时有
引起心肺功能衰竭时有
所以B正确；ACD错误；
故选B。
8．BC
【详解】
AC．在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，说明电容器正在充电，此时由磁场能转化为电场能，磁场能减少，电路中电流正在减小，
A错误，C正确；
BD．电路中的磁场能转化为电场能，磁场能减少，电场能正在增加，B正确，D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】
A、电磁波在真空中的传播速度恒为，A错误；
B、根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；
C、变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波是横波，电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直，且与传播方向垂直，C正确；
D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，D错误．
10．AB
【详解】
当K接1时，金属板A带正电，当K由1拨向2的时候，在时间内电子在电场力作用下向A板加速运动，在时间内电子向A板减速运动，当在竖直方向上的速度减到0后，由于对称，在时间内电子又回到中央线，在一个周期内电子飞出时可能从a点飞出，在一个周期以后，电子在竖直方向上又向A板运动，所以电子不可能从b点飞出，如果电子在平行板中运动时间恰好等于振荡周期的整数倍时，电子可能从O点飞出，当电子从O点飞出时，由动能定理知，动能不变。
故选AB。
11．CDE
【详解】
AD．热效应最强的是红外线，热辐射即红外线辐射，A不正确，D正确；
B．穿透本领最强的是γ射线，B错误；
C．臭氧层可吸收、阻挡过强的紫外线，使地球上的动植物免受过强紫外线的伤害，另外臭氧层空洞可引起气候恶化，C正确；
E．紫外线具有杀菌作用，E正确；
故选CDE．
12．ABC
【详解】
A．电磁波的传播过程是：电场激发磁场，磁场激发电场，一环套一环的传播，因此不需要介质，而声波是机械波，它的传播是需要介质的，A正确；
B．电磁波由空气进入水中，水对电磁波属于光密介质，因此电磁波的传播速度会变小；而水分子间的相互作用力比空气的大，因此声波的传播速度会变大，B正确；
C．根据
电磁波速度变小，频率不变，波长变小，声波速度变大，频率不变，波长变大，C正确；
D．电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，D错误。
故选ABC。
13．
【解析】
【详解】
接收电磁波必须进行调谐，使接收回路产生电谐振，由产生电谐振的条件f固＝f电磁波得
解得
C＝
【点睛】
解决本题的关键知道当接收电路的固有频率和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，发生电谐振．以及掌握电磁振荡的频率f＝.
14．
【详解】
设人到发射电磁波处的距离为r.以发射电磁波处为球心，以r为半径作一球面。若球面上电磁波的辐射强度为，则
所以
即人离波源的距离至少为才是安全区。
15．；；
【详解】
根据波长、波速和频率的关系可知，所以
频率不变，波长变成；则波速：
；
【点睛】
本题要求记住真空中电磁波速等于光速．还要知道公式c=λf，同时明确光进入不同介质时频率不变，速度及波长发生变化．
16．
【详解】
电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的图像和图像如下图
t=0时刻，电容器刚要放电的瞬间，电容器两极板间电压最大，电路中电流为0，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大。t=时刻，放电完毕，电路中电流达到最大，电容器两极板上没有电荷，其电压为0.电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而是保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷并且电荷逐渐增多。t=时刻，充电完毕，电流减小为0，电容器两极板上的电荷最多，其电压也达到最大。此后，电容器再放电，电路中电流逐渐增大，电容器两极板间电压逐渐减小。t=时刻，放电完毕，电路中电流达到最大，电容器两极板上电压为0。接着，电流继续给电容器充电，电流逐渐减小，电容器两极板间电压逐渐增大。t=T时刻，充电完毕，电流减小为0，电容器两极板上的电荷最多，其电压也达到最大。由图可知，两条图线的相位不相同，电压的相位超前电流的相位。