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．在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦最早提出用电场线描述电场
B．法拉第发现了电流的磁效应
C．爱因斯坦提出了能量子假说
D．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
2．LC振荡电路中，某时刻电容器上、下极板的带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示，则此时（　　）
A．电容器正在充电 B．电容器两端的电压正在减小
C．磁场能正在转化为电场能 D．线圈中的自感电动势在增加
3．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
4．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
5．电磁波与声波比较，下列说法中正确的是（　　）
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，电磁波速度变大，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长不变，声波波长变小
D．电磁波和声波在介质中的传播速度都等于光速
6．下列选项符合物理学史的是（　　）
A．奥斯特提出了分子电流假说，能成功解释一些磁现象
B．库仑最早用实验测得元电荷的数值
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出，闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并用实验证实了电磁波的存在
7．一个振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电路的振荡周期为T。从电容器上电压达到最大值开始计时，则有（　　）
A．至少经过，磁场能达到最大
B．经过，磁场能达到最大
C．在时间内，电路中的平均电流是
D．在时间内，电容器放电量为
8．物理来源于生活又服务于生活，下列生活和科技现象中涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）
A．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小
B．光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
C．篮球运动员伸出双手迎接传来的篮球，然后两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以减小篮球对手的冲量
D．电磁波在生活中有着广泛的应用，例如紫外线的波长比可见光的波长长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
9．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示（上方为侧视图，下方为真空室的俯视图），当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B．电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D．根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
10．下列选项正确的是（　　）
A．电磁波的传播速度一定是
B．雷达探测物体的基本原理是利用了电磁波的衍射现象
C．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
D．麦克斯韦是证实电磁波理论的第一人
11．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　）
A．射线是波长最短的电磁波，它比射线的频率还要高
B．光也是电磁波，电磁波是横波
C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波
D．紫外线有显著的热作用，常用于遥感技术中
12．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直
C．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在
D．频率为的电磁波在真空中传播时，其波长为600m
13．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
14．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列说法正确的是（　　）
A．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
B．高温物体和低温物体都能辐射红外线
C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长短
D．在新冠肺炎诊断中，要用射线扫描肺部，是因为在电磁波中射线的穿透能力最强
15．在如图所示的LC电磁振荡电路中，若想增大电磁振荡的频率，可采取的措施是（　　）
A．保持电感器的电感不变，只增大电容器的电容 B．保持电容器的电容不变，只增大电感器的电感
C．同时增大电感器的电感和电容器的电容 D．同时减少电感器的电感和电容器的电容
二、填空题
16．可见光：可见光的波长在________nm之间。
17．电磁振荡的产生及能量变化
（1）振荡电流：大小和方向都做___________迅速变化的电流。
（2）振荡电路：能产生___________的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
（3）LC振荡电路电容器的放电、充电过程
a.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，极板上没有电荷，放电电流达到___________。该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能。
b.电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的___________作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，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。该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能。
（4）电磁振荡的实质
在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在___________，电场能和磁场能也随着做周期性的___________。
18．无线电波的发射
（1）要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：
①要有_____的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。
②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用_____电路。
（2）实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与_____相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的_____相连。
（3）电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种_____而改变的技术。
①调幅（AM）：使高频电磁波的_____随信号的强弱而变的调制方法。
②调频（FM）：使高频电磁波的_____随信号的强弱而变的调制方法。
19．光也是电磁波：
（1）电磁波的传播速度恰好与真空中的光速____。
（2）麦克斯韦指出，光是以波动形式传播的一种_________。
三、解答题
20．我国第一颗人造卫星用20.009 MHz和19.995 MHz的电磁波发送信号，求这两种电磁波的波长。
21．某无线电广播的中波波段波长限定在的范围内。为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少应相差104Hz。此波段中最多能容纳的电台数约为多少个？
22．红外线在现代生产生活中有着广泛的应用。请举说明。
23．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）
24．变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播需要介质吗？它传播的速度是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．法拉第最早提出用电场线描述电场，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C．普朗克提出了能量子假说，故C错误；
D．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
A．由图根据右手螺旋定则可知，螺线管中电流方向为从上往下看逆时针，而电容器上极板带正电，则电容器正在放电，故A错误；
B．电容器放电过程中，电容器两端电压正在减小，故B正确；
C．电容器放电过程中，电能正在转化为磁场能，故C错误；
D．电容器放电过程中，电流增大的越来越慢，则线圈中的自感电动势在减小，故D错误。
故选B。
3．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。
4．D
【解析】
【详解】
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。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，声波属于机械波，只能在介质中传播，A正确；
B．由
可知，由空气进入水中时，电磁波的波速变小，而声波的波速变大，B错误；
C．频率由波源决定，均不变，由
可知，由空气进入水中时，电磁波的波长变小、声波的波长均变大，C错误；
D．电磁波只有在真空中传播的速度等于光速，在介质中传播的速度小于光速，声波在介质中的传播速度远小于光速，D错误。
故选A。
6．C
【解析】
【详解】
A．安培提出了分子电流假说，能成功解释一些磁现象，故A错误；
B．密立根最早用实验测得元电荷的数值，故B错误；
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出，闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D错误；
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
AB．振荡电路周期
电容器电压最大时开始放电，经时间放电结束，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，故AB错误；
CD．因为
所以在时间内电容器放电量
电路中平均电流
故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
A．由多普勒效应可知，波在波源移向观察者时接收频率变高，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比变高，A错误；
B．光只有从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时才有可能发生全反射，为保证信息的高效传播，光导纤维其内芯的折射率大于外套的折射率，B正确；
C．根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，接球过程中动量变化量一定，冲量不变，两手随球迅速收缩至胸前增加的作用时间，减小篮球对手的冲击力，C错误；
D．紫外线的波长比可见光的波长短、频率高，具有较高的能量，D错误。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
A．当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B．洛伦兹力恒不做功，B错误；
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D．电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
A．电磁波的传播速度受介质影响，A错误；
B．雷达探测物体的基本原理是利用了电磁波的反射现象，B错误；
C．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场， C正确；
D．赫兹是最早用实验证实麦克斯韦电磁波理论的科学家。D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A．在电磁波谱中，射线是波长最短的电磁波，它比射线的频率还要高，故A正确；
B．光是电磁波，电磁波是横波，故B正确；
C．电磁波谱中，无线电波的波长最长，最易发生干涉、衍射现象，故C正确；
D．红外线有显著的热作用，常用于遥感技术中，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A．电磁波不需要依赖介质传播，故A错误；
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直，故B正确；
C．赫兹用实验证明了电磁波存在，故C错误；
D．频率为的电磁波在真空中传播时，其波长为
故D错误。
故选B。
13．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。
14．B
【解析】
【详解】
A．银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的光是红外线，故A错误；
B．高温物体和低温物体都能辐射红外线，故B正确；
C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长长，故C错误；
D．在新冠肺炎诊断中，要用X射线扫描肺部，故D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
根据
可知要使f增大，可以减小电容和电感，故ABC错误，D正确。
故选D。
16．400～760
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． 周期性 振动电流 自感电动势 减小 最大 自感电动势 增加 做周期性变化 变化
【解析】
【详解】
（1）[1]振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流；
（2）[2]振荡电路：能产生振动电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
（3）LC振荡电路电容器的放电、充电过程
a.[3][4][5]电容器放电：由于线圈的自感电动势作用，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减小。放电完毕时，极板上没有电荷，放电电流达到最大。该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能。
b.[6][7]电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感电动势作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增加，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷最多。该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能。
（4）电磁振荡的实质
[8][9]在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在做周期性变化，电场能和磁场能也随着做周期性的变化。
18． 足够高 开放 大地 天线 信号 振幅 频率
【解析】
【详解】
略
19． 相同 电磁振动
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电磁波的传播速度恰好与真空中的光速相同。
(2)[2]麦克斯韦指出，光是以波动形式传播的一种电磁振动。
20．14.993m，15.004m
【解析】
【详解】
f1=20.009MHz=2.0009×107Hz
f2=19.995MHz=1.9995×107Hz
根据波速公式c=λf得
这两种频率的电磁波的波长各是14.993m，15.004m。
21．91个
【解析】
【详解】
频率
可知，当波长为300m时，频率
当波长为3000m时，频率
电台数
个
22．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等；根据红外线可以进行遥控制成电视、空调遥控器等。
23．1000m，600m
【解析】
【详解】
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
24．不需要，
【解析】
【详解】
依据电磁波的产生原理可以知道，变化的电场和变化的磁场交替产生形成不可分割的统一体，称为电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播不需要介质，它传播的速度与光速相同即为。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页