第4章 电磁波 单元综合测试（word版含答案）

第4章 电磁波 单元综合测试
一、单选题
1．（2022·全国·高三课时练习）下列有关电磁波的说法，正确的是（　　）
A．夏天太阳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强的
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
D．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
2．（2021·山东无棣·高二期中）关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　）
A．紫外线是一种波长比紫光波长更长的电磁波，能够灭菌
B．变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场
C．电磁波是横波，可以在真空中传播
D．麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
3．（2022·全国·高二专题练习）红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是（　　）
A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B．红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线
C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．紫外线、红外线、γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光
4．（2022·全国·高三专题练习）“4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8GHz~2.7GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（　　）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．5G信号比4G信号波长更长
C．5G信号比4G信号传播速度更快
D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播
5．（2021·山东烟台·高二期中）Wi-Fi（无线通信技术）是当今使用最广的一种无线网络传输技术，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网，Wi-Fi信号的本质就是电磁波，波长约7~12厘米，通过无线路由器发射后将信号传递到设备上，使设备实现无线上网能力，下列对Wi-Fi信号的判断正确的是（　　）
A．其信号波是横波 B．不能在真空中传播
C．波长比可见光短 D．不能产生干涉和行射现象
6．（2021·全国·高二期末）中国4G牌照发放是在2014年，比发达国家晚了整整三年；但在5G时代，中国已经赢在了起跑线。已知5G信号使用频率更高的电磁波，每秒传送的数据量是4G的50~100倍，则相比4G信号（　　）
A．5G信号的光子能量更小 B．5G信号的波长更短
C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波动性更明显
7．（2021·上海奉贤·二模）我国研制的反隐身米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，该无线电波与可见光相比，有（　　）
A．更长的波长 B．更高的频率 C．更大的速度 D．更多的能量
8．（2022·全国·高三课时练习）关于电磁场与电磁波的描述，正确的是（　　）
A．变化的电场产生变化的磁场
B．光是以波动形式传播的一种电磁振动
C．电磁波与机械波一样可以是横波也可以是纵波
D．无线电波必须借助电视机、收音机、手机等工具才能传播
9．（2022·黑龙江·哈九中高二期末）如图所示的振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈中的磁场方向如图所示，则此时（　　）
A．线圈中的自感电动势在增大
B．电容器两端电压正在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．在电容器内放入绝缘物质，可以减小电路的振荡频率
10．（2022·全国·高三课时练习）雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波发射时需要进行调谐和解调
C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
11．（2021·全国·高二期末）下列说法中正确的是（　　）
A．受迫振动的物体总以它的固有频率振动
B．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的干涉现象
C．电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关
D．照相机镜头涂有增透膜，各种颜色的可见光能几乎全部透过镜头
12．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端，已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，不考虑振荡过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　）
A．电容器两端电压与其所带电荷量成反比
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最小
C．t=1.005s时，M点与N点的电势相等
D．t=1.00s至t=1.01s内，电容器一直放电
二、填空题
13．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）英国物理学家______预言了电磁波的存在，德国物理学家______通过实验证实了电磁波的存在；医院利用______灭菌消毒（选填“紫外线”或“红外线”）。
14．（2022·云南·高二学业考试）电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的______效应（选填“热”或“磁”）；在远距离输电过程中，若输电功率为1000kW，输电电压为50kV，则输电线上的电流为______A；我国“北斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息，最早通过实验证实电磁波存在的科学家是______（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
15．（2021·全国·高二专题练习）电磁波的特点：
（1）电磁波在空间传播不需要_________；
（2）电磁波是_________：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相_________，而且二者均与波的传播方向_________，因此电磁波是_________。
（3）电磁波的波长、频率、波速的关系：v=________，在真空中，电磁波的速度c=_________ m/s。
（4）电磁波能产生反射、_________、干涉、偏振和_________等现象。
16．（2021·陕西·永寿县中学高二阶段练习）甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻，电容器C1正在___________（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带___________（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为___________（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在___________（选填“增大”或“减小”）。
三、解答题
17．（2022·全国·高三课时练习）实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少 （假设此时粉尘未到达极板）
（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大
（2021·吉林·长春外国语学校高二期中）某广播电台两档节目发射的电磁波频率分别为300kHz和500kHz，则该广播电台两档节目发射的电磁波波长分别为多少？（电磁波传播速度c=3.0×108m/s）
19．（2021·全国·高二专题练习）我国“嫦娥三号”探测器在进行首次软着陆和自动巡视勘察时，地面工作人员通过电磁波实现对月球车的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为λ=30km，地面上的工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被月球车接收所用的时间为t=1.3s，电磁波的速度为c=3×108m/s。则在发射器与月球车之间的距离相当于多少个波长？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
A．在各种电磁波中热效应最强的是红外线，A错误；
B．通信中的无线电波是电磁波谱中波长较长的波，B错误；
C．声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的，C正确；。
D．电磁波谱中比X射线波长短的γ射线，更难发生衍射，D错误。
故选C。
2．C
【解析】
A．紫外线是一种波长比紫光波长更短的电磁波，能够灭菌，故A错误；
B．变化的电场产生的磁场不一定是变化的，当均匀变化时，则产生恒定的。当非均匀变化时，则产生非均匀变化的。故B错误；
C．电磁波是横波，可以在真空中传播，故C正确；
D．赫兹第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
3．A
【解析】
按波长由大到小的排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。
故选A。
4．A
【解析】
A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；
B．5G信号比4G信号频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，但其波长要比4G信号短，故B错误；
C．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故C错误；
D．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，便于远距离传播，故D错误；
故选A。
5．A
【解析】
A．电磁波均为横波，A正确；
B．电磁波的传播不需要介质，故电磁波可以在真空中传播，B错误；
C．根据电磁波波普可知无线电波波长比可见光更长，C错误；
D．折射和反射，干涉和衍射均为波的属性，D错误。
故选A。
6．B
【解析】
A．因为5G信号使用的电磁波频率比4G高，根据
可知5G信号的光子能量更小，故A错误；
B．由
可知频率越高的电磁波，信号的波长更短，故B正确；
C．任何电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中要看折射率，故C错误；
D．因5G信号的电磁波频率更高，波长更短，波动性比4G的差，故D错误。
故选B。
7．A
【解析】
A.可见光的波长在760nm到400nm之间，所以该无线电波与可见光相比，有更长的波长，故A正确；
B.根据可知，该无线电波的频率比可见光的频率低，故B错误；
C.该无线电波和可见光在空气中的传播速度相同，故C错误；
D.该无线电波的能量比可见光的能量低，故D错误。
故选A。
8．B
【解析】
A．只有周期性变化的电（磁）场才能产生周期性变化的磁（电）场；均匀变化的磁场只能产生恒定的电场；而均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A错误；
B．电磁波是电磁场的传播，光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的传播速度等于光速，B正确；
C．电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，电磁波是横波，C错误；
D．无线电波传播不需要介质，D错误。
故选B。
9．D
【解析】
ABC．由电路可知，电容器正在放电，则电流的变化率正在减小，感应电动势在减小，电容器带电量减小，则两端的电压在减小，电场能正在转化为磁场能；选项ABC错误；
D．在电容器内放入绝缘物质，则电容器的电容变大，根据
可知，可以减小电路的振荡频率，选项D正确。
故选D。
10．D
【解析】
A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；
B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；
C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；
D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确；
故选：D。
11．C
【解析】
A．受迫振动的物体的振动频率由驱动力的频率决定。A错误；
B．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的色散。B错误；
C．磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关。C正确；
D．照相机镜头涂有增透膜，选择可见光中能量最强、人眼最敏感的绿光来增透，所以绿光几乎全部透过镜头。D错误。
故选C。
12．C
【解析】
A．由电容定义式可得，电容器两端电压与其所带电荷量成正比，所以A错误；
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最大，所以B错误；
C．已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，则周期，，电流达到最大值，电容器放电完毕，电荷量为0，则M点与N点的电势相等，所以C正确；
D． t=1.00s至t=1.01s内，,电容器先放电后反向充电，所以D错误。
故选C。
13． 麦克斯韦 赫兹 紫外线
【解析】
[1][2]英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在；
[3]医院利用紫外线灭菌消毒。
14． 热 20 赫兹
【解析】
[1]电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的热效应；
[2]输电线上的电流为
[3]最早通过实验证实电磁波存在的科学家是赫兹。
15． 介质 横波 垂直 垂直 横波 λf 3.0×108 折射 衍射
【解析】
略
16． 充电 正电 向左 增大
【解析】
[1][2]由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。
[3][4]从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
17．（1）0；（2）g
【解析】
（1）LC振荡电路的周期为
因此t=2π×10-5 s时，LC振荡电路恰好经历一个周期，此时电容器两极板间场强的大小、方向均与初始时刻相同，所以此时粉尘所受合外力为0，加速度大小为0。
（2）电容器放电过程中，两极板的电荷量减小，电路中的电流增大，当电流最大时，两极板的电荷量为零，极板间电场强度为零，此时粉尘只受重力，其加速度大小为g。
18．1000m，600m
【解析】
频率为300kHz电磁波对应的波长为
频率为500kHz电磁波对应的波长为
19．1.3×104个
【解析】
发射器与月球车之间的距离
x=ct=3.9×108m
相当于电磁波波长的个数
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页