第四章电磁振荡电磁波练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 第四章 电磁振荡电磁波
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线
B．紫外线杀菌能力较强
C．可见光比红外线容易发生衍射现象
D．射线可以在磁场中偏转
2．下列有关说法正确的是（ ）
A．安培发现电流的磁效应
B．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波
C．库仑发现库仑定律并测出静电力常量
D．法拉第发现电磁感应现象并得出法拉第电磁感应定律
3．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正在增强 D．磁场能正在向电场能转化
4．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是（　　）
A．麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速
C．空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波
D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不到电磁波信号而无法接通
5．下列说法正确的是（　　）
A．狭义相对论效应指出质量变大、长度变长、时间变长
B．赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在
C．没有三角插座时，可将三角插头的一脚折弯后，插入两孔插座中使用
D．法拉第发现了电流的周围存在磁场
6．如图所示，某振荡电路此时电容器上极板带正电荷，接下来极短时间内（　　）
A．振荡电流增大
B．电路中的一部分能量会以电磁波的形式辐射出去
C．线圈内磁通量变化率减少
D．电场能向磁场能转化
7．如图所示，后车安装了“预碰撞安全系统”，其配备的雷达会发射毫米级电磁波（毫米波），并对前车反射的毫米波进行运算，则（　　）
A．毫米波的频率比可见光高
B．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
C．经前车反射后毫米波的速度将比反射前大
D．前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流
8．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．
9．电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系，Wi-Fi、非接触式公交卡、导航、雷达、微波加热、射电天文学、遥感遥测也都与电磁波有关。频率是电磁波的一个重要参量，不同频率的电磁波在空中互不干扰，保证了各项无线电应用的顺利开展。例如，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约为2450MHs。家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率约为572SMHz。对于家用5GWi-Fi的信号，下列说法中正确的是（　　）
A．一定不会产生偏振现象
B．从一个房间穿越墙壁进入另一个房问后，频率保持不变
C．与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象
D．与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显衍的射现象
10．关于汽车中的物理知识，下述说法正确的是（　　）
A．打雷时，呆在汽车里要比呆在木屋里危险
B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后可快速清除霜雾
C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
D．汽车上坡要换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力
11．下列关于电磁波的说法，不正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s
B．电磁波不能传播能量
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
12．对下列电器或设备的工作原理的描述，正确的是（　　）
A．微波炉是利用电磁感应原理使食物温度升高的
B．手机无线充电的过程利用了电磁感应原理
C．雷达是利用超声波的多普勒效应进行测距和定位的
D．红外体温计是通过接收人体发射的X射线来测体温的
13．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=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时，下列判断正确的是（　　）
A．电容器中的电场能最大
B．线圈中的磁场能最大
C．电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D．电流沿逆时针方向，电容器正在放电
14．下列说法正确的是（　　）。
A．楞次在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系
B．安培提出了分子电流假说
C．麦克斯韦预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
D．法拉第提出了法拉第电磁感应定律
15．关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波传播需要介质，机械波传播不需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，各种机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都不能发生干涉
D．电磁波和机械波都能发生衍射
二、填空题
16．变化的电场产生磁场，麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生_________。
17．麦克斯韦电磁理论指出___________周围会产生电场；电磁波是__________（填“纵波”或“横波”）。
18．LC振荡电路的放电、充电过程
（1）电容器放电：由于线圈的______作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐______。放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到______。该过程电容器的______全部转化为线圈的______。
（2）电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的______作用，电流并不会立刻减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始______，极板上的电荷逐渐______，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷最多．该过程中线圈的______又全部转化为电容器的______。
19．热辐射∶
（1）定义∶一切物体都在辐射____，这种辐射与物体的____有关，所以叫作热辐射。
（2）特点∶物体在热辐射中随温度的升高，辐射的_______的电磁波的成分越来越大。
三、解答题
20．对应于7.4×10-19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？（普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中的光速c=3.00×108 m/s）
21．机械波可以发生共振，电磁波同样也可以，当电磁波的频率和振荡电路自已的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大。这个现象叫做电谐振。通过莱顿瓶做实验可以观察到电谐振现象，简述其原理。
22．某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20 cm，每秒发射的脉冲数为n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs，求电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？
23．猫头鹰在夜间能看到东西是因为它对红外线产生视觉，根据辐射理论，物体发出的最大波长与物体的绝对温度间的关系满足λmT = 2.90 × 10 - 3m·K，若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为t = 27℃，则它发出的光的最大波长为多少？属于哪个波段？（其中T = t + 273K）
24．发射电磁波时为什么要使用开放电路？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，故A错误；
B．紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用，其中化学作用主要用于杀菌消毒，故B正确；
C．可见光的波长小于红外线的波长，故可见光相对红外线不容易发生衍射现象；故C错误；
D．X射线是电磁波，不带电，不能在磁场中偏转，故D错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现电流的磁效应，安培提出分子电流假说，故A错误；
B．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波，故B正确；
C．库仑发现库仑定律，但他没有测出静电力常量，故C错误；
D．法拉第发现电磁感应现象，纽曼和韦伯得出法拉第电磁感应定律，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
由题图中磁场的方向可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，故D正确，ABC错误。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，B错误；
C．只有周期性变化的电场才能形成电磁波，均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，将不能再产生电磁波，C正确；
D．电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．狭义相对论效应指出质量变大、长度变短、时间变长，所以A错误；
B．赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在，所以B正确；
C．大功率或带有金属外壳的用电器，使用两孔插座，没有接地功能，用电器外壳带电，会危及人身安全，所以C错误；
D．奥斯特发现了电流的周围存在磁场，所以D错误；
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
ACD．由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，线圈内磁通量变化率减少，AD错误C正确；
B．振荡电路中，电场能和磁场能之间主要在不同元件之间的相互转化，辐射出去的能量很少很少，B错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
A．从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低，故A错误；
B．毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误；
C．电磁波在空中传播的速度不会变化，故C错误；
D．系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流，故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【详解】
由题意，根据LC电路频率公式可得
解得
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
A．电磁波是横波，可以发生偏振现象，故A错误；
B．电磁波的频率由振源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，故B正确；
C．只有频率相同的两列光才能发生干涉，Wi-Fi信号不会在北斗导航信号叠加时，产生明显的干涉现象，故C错误；
D．家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率高于微波炉的频率，因此其波长较短，不易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
A．由于汽车金属外壳的静电屏蔽作用，打雷时呆在汽车里要比呆在木屋里安全。故A错误；
B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后快速发热，用于清除霜雾。故B正确；
C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来接收无线电信号的。故C错误；
D．汽车上坡要换低速挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力。故D错误。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s，选项A正确；
B．电磁波能传播能量，选项B错误；
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波，选项C正确；
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，选项D正确。
此题选择不正确的选项，故选B。
12．B
【解析】
【详解】
A．微波炉是一种利用微波加热食物的家电，通过加热食物中的水，从而实现加热目的，故A错误；
B．手机无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的只能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实线充电，故B正确；
C．雷达是利用电磁波的多普勒效应进行测距和定位的，故C错误；
D．红外体温计是通过接收人体发射的红射线来测体温的，故D错误。
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
AB．LC回路中，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，线圈及导线电阻均不计，先闭合开关S，稳定后，线圈两端没有电压，电容器不带电，线圈具有磁场能，在t=0时刻，关闭开关S，线圈产生自感电动势，对电容器充电，使右极板带正电，后开始放电，再充电，当t1=0.03s时，电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是，则有=0.03s，可得T=0.04s，此时再经，电容器又放电，完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时，对电容器第7次充电，使电容器右极板带正电，且电荷量最大，由LC振荡回路的充放电规律可知，电容器带电荷量最大时，电容器中的电场能最大，线圈中的磁场能最小， A正确，B错误；
CD．在3T～3T+时，电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电，使电容器右极板带正电，在t2=0.13s时刻，充电完毕，且电荷量最大，CD错误。
故选A。
14．B
【解析】
【详解】
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系。故A错误；
B．安培提出了分子电流假说，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，但提出法拉第电磁感应定律是纽曼和韦伯，故D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质，A错误；
B． 电磁波在不同介质中传播速率不相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同，B错误；
CD．干涉和衍射是波特有的性质，故电磁波和机械波都能发生干涉和衍射，C错误，D正确。
故选D。
16．磁场
【解析】
略
17． 变化的磁场 横波
【解析】
【详解】
[1]麦克斯韦电磁理论指出变化的磁场周围会产生电场；
[2]电磁波是横波。
18． 自感 减少 最大值 电场能 磁场能 自感 反向充电 增多 磁场能 电场能
【解析】
【分析】
【详解】
略
19． 电磁波 温度 较短波长
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] [2]根据热辐射的定义可知，一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。
（2）[3]热辐射的特点是物体在热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越大。
20．，
【解析】
【详解】
根据
可得
则
21．见解析
【解析】
【详解】
电磁系统中，储能元件内电能与磁能不断相互转换，形成电谐振。 若系统受到外界周期性的电磁激励,且激励的频率等于系统的自由振荡频率,则系统与激励源间形成电谐振。 产生电磁振荡的最简单的实例:是由电阻 R、电感线圈L和电容器C 所组成的振荡回路,使其电容器C中储存的电能与电感线圈 L中储存的磁能不断地相互转换。
22．1.5×109 Hz；30 km
【解析】
【分析】
【详解】
由c＝λf，可得电磁波的振荡频率
f＝＝ Hz＝1.5×109 Hz
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为x，则
2x＝cΔt
而
Δt＝－t
所以
x＝≈30 km.
23．9.7 × 10 - 6m；红外线
【解析】
【分析】
【详解】
由t = 27℃，知
T = （27 + 273）K = 300K
由公式
λmT = 2.90 × 10 - 3m·K
得
λm = m ≈ 9.7 × 10 - 6m
故属于红外线。
24．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
发生电磁波过程要向外辐射能量，为有效地把电磁场的能量辐射出去，发射电磁波时要使用开放电路。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页