第四章 电磁振荡电磁波 单元综合测试（word版含答案）

第四章 电磁振荡电磁波 单元综合测试
一、单选题
1．（2022·北京西城·高二期末）收音机的调谐（选台）回路是一个LC振荡电路，一般是由固定的线圈和可变电容器组成的。所以收音机的“选台”往往采用只改变电容的方式选择收听不同播音频率的电台。某收音机在收听频率为f的电台时可变电容器的电容为C0，那么当收听频率为2f的电台时，该可变电容器的电容为（　　）
A． B． C． D．
2．（2022·海南·高二期末）下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦最早通过实验捕捉到电磁波
B．电流的磁效应是法拉第发现的
C．奥斯特在前人的实验基础上总结出电磁感应规律
D．元电荷e的数值是由物理学家密立根测定的
3．（2022·河北·石家庄二中高二期末）物理学中最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家（　　）
A．法拉第、安培和麦克斯韦 B．奥斯特、安培和麦克斯韦
C．法拉第、奥斯特和赫兹 D．安培、奥斯特和赫兹
4．（2021·全国·高二专题练习）当LC振荡电路中的电流达到最大值时，电感L中磁场的磁感应强度B和电容器C中电场的场强E是（　　）
A．B和E都达到最大值
B．B和E都为零
C．B达到最大值而E为零
D．B为零而E达到最大值
5．（2021·全国·高二课时练习）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并用实验证实了电磁波的存在。
B．医院里“手术刀”和超“超声波”都能在真空中传播并能发生干涉、衍射和多普勒效应。
C．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫调制
D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
6．（2021·全国·高二课时练习）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
7．（2021·江苏·泰州中学高二阶段练习）一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值开始计时，则下列说法错误的是（ ）
A．至少经过，磁场能达到最大
B．至少经过，电场能达到最小
C．电路中电流的周期为
D．在时间内，电容器放电电荷量为CUm
8．（2022·浙江·高三专题练习）光纤光缆是信息传输网络的重要基石，2021年10月12日，中国电信发布了2021年室外光缆集采信息，预估采购规模为4300万芯公里；除了光纤光缆集采，此前运营商还进行了设备集采，2021年6月25日，中国移动发布 无线网主设备集采招标公告，涉及48万个基站发标，信号比信号使用更高频率的传输波段。则下列说法正确的是（　　）
A．光纤光缆利用了全反射，内壳的折射率比外壳小
B．单个基站的信号覆盖范围比信号的更大，更利于信号绕过障碍传播
C．信号和信号相遇能产生稳定的干涉现象
D．信号和信号都能发生偏振现象
9．（2021·浙江省春晖中学高三阶段练习）太赫兹波是一种电磁波，波长在3mm-0.03mm之间，不少专家确信太赫兹波将颠覆未来绝大多数行业，甚至还有人认为太赫兹波将是6G或者7G通信的基础，因为太赫兹波波长短，穿透力强于雷达波。下列说法正确的是（　　）
A．当观察者不动，波源朝着观察者运动时，波源的频率增大
B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程
C．变化的电场必能产生变化的磁场，变化的磁场必能产生变化的电场，这样交替产生电磁波
D．雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短，衍射不明显的特点，太赫兹波有望用于测定物体的位置
10．（2022·山西·朔州市朔城区第一中学校高二开学考试）手机发射和接收的信号属于电磁波。手机将信号通过天线发送到最近的一个移动基站，基站通过有线连接到机房的交换机，交换机再通过线连接到另一部手机最近的基站，基站将信号发送出去，通过已知信道被另一部手机接收。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．只要有电场和磁场，并且发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波的传播必须在介质中才能进行
C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播
D．电磁波的传播也就是能量的传播
11．（2021·浙江省诸暨市第二高级中学高二期中）物理学中发现电荷之间的相互作用规律、最早提出利用电场线描述电场、发现电流的热效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家（　　）
A．牛顿、奥斯特、焦耳和赫兹 B．牛顿、法拉第、伏特和安培
C．库伦、奥斯特、伏特和安培 D．库仑、法拉第、焦耳和赫兹
12．（2021·全国·高二课时练习）2021年7月4日，我们在电视中看到湖南湘潭籍航天员汤洪波走出离地面高约为的中国空间站，标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　）
A．生活中用微波炉来加热食物，可见电磁波具有能量
B．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约
C．1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路
D．英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，在此基础上，他最终建立了经典电磁场理论
二、填空题
13．（2021·全国·高二专题练习）电磁场与电磁波
（1）麦克斯韦电磁场理论
a.变化的磁场产生电场
①在变化的磁场中放入一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生____。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了____。
②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生___ 。
b变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生___，即_____的电场在空间产生磁场。
（2）电磁场：变化的___ 和____所形成的不可分割的统一体。
（3）电磁波
a.电磁波的产生：____变化的电场和____变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。
b.电磁波的特点
①电磁波____在真空中传播。
②电磁波的传播速度等于____。
③光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。
c.电磁波的波速
①波速、波长、频率三者之间的关系：波速=___ ×_____。
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=____。
②电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
14．（2021·全国·高二专题练习）电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率_________时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的_________。
（1）调谐：使接收电路产生_________的过程。
（2）解调：把声音或图像信号从_________中还原出来的过程。调幅波的解调也叫检波。
15．（2021·全国·高二课时练习）图为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图像，由图可知，在OA时间内________能转化为________能，在AB时间内电容器处于________（填“充电”或“放电”）过程，在时刻C，电容器带电荷量________（填“为零”或“最大”）。
三、解答题
16．（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）
（2021·全国·高三课时练习）在隔离防治新型冠状病毒期间，火车站、地铁站、各小区等处常使用红外线测温仪测体温，以达到早发现、早隔离的效果。与可见光一样，红外线是一种波。人体辐射的红外线波长约为，其频率约为多少？其能量子的值为多少？
18．（2021·全国·高二专题练习）某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间，该收音机LC电路的可变电容器的动片全部旋出时，电路总电容为39 pF，试分析：（计算结果均保留三位有效数字）
（1）动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC电路的线圈的电感为多少？
（2）该收音机LC电路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
由题意，根据LC电路频率公式可得
解得
故选D。
2．D
【解析】
A．赫兹最早通过实验捕捉到电磁波，故A错误；
B．电流的磁效应是奥斯特发现的，故B错误；
C．法拉第在前人的实验基础上总结出电磁感应规律，故C错误；
D．元电荷e的数值是由物理学家密立根通过油滴实验测定的，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】
物理学中最早提出利用电场线描述电场的是法拉第；发现电流的磁效应的是奥斯特；用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。
故选C。
4．C
【解析】
当LC振荡电路中的电流达到最大值时，由振荡电路的工作规律可知，电容器C放电完毕，则电容器C中电量是零，电场强度E是零，而此时电场能正好向磁场能转化完毕，电感L中磁场能最大，磁感应强度B最大，ABD错误，C正确。
故选C。
5．C
【解析】
A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B．超声波是机械波，必须有介质，所以无法在真空中传播，故B错误；
C．使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制，故C正确；
D．红外线的显著作用是热作用，所有物体都能辐射红外线，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不变化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电场，故A错误；
BD．均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场，故BD错误；
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故C正确。
故选C。
7．A
【解析】
ABC．振荡电路的振荡周期
电容器上电压达到最大值Um时，充电完毕，电场能最大，磁场能最小，至少要经过
磁场能达到最大，电场能最小，A错误，符合题意；BC正确，不符合题意；
D．电压最大时，电容器上的电荷量为
在时间内，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，电容器放电量为CUm，D正确，不符合题意。
故选A。
8．D
【解析】
A．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率，故A错误；
B．5G信号的频率大于4G信号的频率，所以5G信号的波长小于4G信号的波长，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故B错误
C．空间中的5G信号和4G信号频率不同，故不会产生干涉现象，故C错误；
D．信号和信号都能发生偏振现象，因为都是波，故D正确。
故选D。
9．D
【解析】
A．多普勒效应，声源频率不变，观察者接受到的频率发生改变，故A错误；
B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫调谐，解调是调制的逆过程，故B错误；
C．均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故C错误；
D．雷达测物体位置就是利用无线电波中的微波，波长短，衍射不明显，有利于波的直线传播，有利于确定物体位置，太赫兹波，波长更短，可能有利于测物体位置，故D正确。
故选D。
10．D
【解析】
A．均匀变化的电场和磁场不能产生电磁波， A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，B错误；
C．基站停止工作，发射出去的电磁波继续传播，C错误；
D．电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，D正确。
故选D。
11．D
【解析】
物理学中发现电荷之间的相互作用规律的物理学家是库仑，最早提出利用电场线描述电场的物理学家是法拉第，发现电流的热效应的物理学家是焦耳，用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。
故选D。
12．B
【解析】
A．生活中用微波炉来加热食物，可见电磁波具有能量，故A正确，不符合题意；
B．电磁波在真空中或空气中传播的速度，空间站到地球表面的距离，电磁波从空间站传播到地面的时间
故B错误，符合题意；
C．1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路，故C正确，不符合题意；
D．英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，在此基础上，他最终建立了经典电磁场理论，故D正确，不符合题意。
故选B。
13． 感应电流 电场 电场 生磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 可以 光速 波动 波长 频率 λf
【解析】
略
14． 相同 共振 电谐振 高频电流
【解析】
略
15． 电场 磁场 充电 为零
【解析】
[1][2]由图可知，振荡电流随时间做正弦规律变化。在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能。
[3]在AB时间内电流减小，电容器正在充电。
[4]在时刻C电流最大，为电容器放电完毕瞬间，带电荷量为零。
16．1000m，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
17．，
【解析】
人体辐射的红外线波长约为10μm，其频率
其能量子的值
18．（1）182 m，0.239 mH；（2）392 pF
【解析】
（1）由
λ＝c·T
得
T＝2π
可得
λ＝2πc
动片完全旋出时，电容器极板正对面积最小，由
C＝
可知，此时电容器的电容最小，电容为
C＝39 pF
所以此时对应的接收电磁波的波长最小，为182 m，由上面关系式可导出
L＝
代入数据可求出
L≈0.239 mH
（2）由
λ＝2πc
得
＝
所以
Cmax＝Cmin＝×39 pF≈392 pF
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