第四章电磁振荡电磁波 单元检测（Word版含解析）

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．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学历史的是（　　）
A．麦克斯韦预言了并实验证明了电磁波的存在
B．卡文迪许通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像
D．安培提出了分子电流假说，并且发现了电流的磁效应
2．某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（ ）
A．小球在塑料管中加速度随线圈中电流的增大而增大
B．在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能
C．适当加长塑料管可使小球获得更大的速度
D．在的时间内，顺着发射方向看小球中产生的涡流是逆时针方向的
3．LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．t1时刻线圈中自感电动势最小 B．t2时刻线圈中电流方向不发生变化
C．t1~t2中某时刻与图乙状态相对应 D．t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向
4．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
5．关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是（　　）
A．均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场
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．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
6．下列说法正确的是（　　）
A．原子从低能态向高能态跃迁时放出光子能量等于前后两个能级之差
B．爱因斯坦提出了能量子的假设，得出了黑体辐射强度按波长分布的公式
C．变化的磁场能产生电场，变化的电场不能产生磁场
D．电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
7．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
8．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （　　）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
9．电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　）
A．线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B．电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小
D．若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短
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．下列说法正确的是：（ ）
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，但变化的电场不能产生磁场
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在
C．爱因斯坦首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的
D．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
12．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在内，下列说法正确的是（ ）
A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电
C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大
13．下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（　　）
A．变化的磁场产生的电场一定是变化的
B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场
C．稳定的磁场产生不稳定的电场
D．周期性变化的磁场在周围空间产生的变化电场
14．如图所示，家用微波炉中使用的微波频率为2450 MHz，则它的波长是（　　）
A．1.2×10-1 m B．7.35×10-17 m
C．1.2×10-4 m D．7.35×10-11 m
15．“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作．下列说法正确的是（ ）
A．“小蜜蜂”只接收到了来自麦克风的信号
B．麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出蓝牙信号
C．“小蜜蜂”接收电磁波时，通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高振荡电路发射电磁波的本领
二、填空题
16．在电场中，将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能________（选填“增加”或“减少”）；如图所示，a为某导体的图像，则该导体的电阻R=________Ω；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，最早预言电磁波存在的科学家是________（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
17．电磁波谱的概念及分类：
（1）概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫作电磁波谱。
（2）分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、______、可见光、______、______、γ射线。
18．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”）。
19．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。
三、解答题
20．据研究发现，响尾蛇能感知红外线。那么它能在夜里“看见”东西吗？为什么？“响尾蛇”导弹是一种被动制导的空对空导弹。导弹本身不发射电磁波，而是靠探测敌方飞机发动机辐射的红外线来确定攻击目标的。“隐形”飞机能躲过一般的雷达，它能躲过“响尾蛇”导弹吗？为什么？
21．回答以下关于微波炉的问题。
（1）微波是频率为的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，从同样使用微波的其他设备角度考虑，为什么微波炉要选用这样的频率？
（2）微波炉门上一般都安装有安全联锁开关，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样设计的原因。
（3）为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用？
（4）为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热？
22．若某广播电台发射无线电波的频率是6.0×105Hz，请计算无线电波的波长是多少？（无线电波传播速度c=3.0×108m/s）
23．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，哪些是能产生电场的？哪些是能产生电磁波的？说明你判断的理由。
24．中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称，九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则（计算结果保留两位有效数字）
（1）求“中国之声”电台发出的电磁波波长；
（2）如果收音机的接收装置是由LC电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L=4mH，此时产生电谐振的电容多大？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，选项A错误；
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，选项B错误；
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像，选项C正确；
D．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，选项D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A． 磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比。根据乙图可知，线圈中的磁感应强度变化情况与电流的变化情况相同，在0~时间内，电流i在增大，但变化率却逐渐减小，线圈的磁通量变化率也逐渐减小，由法拉第电磁感应定律
可知，感应电动势逐渐减小，所以小球受到的感应电场的电场力也逐渐较小，由牛顿第二运动定律可知，小球的加速度逐渐减小，故A错误；
B．电容器的放电过程中，变化的磁场在空间产生了变化的电场，然后以电磁波的形式传递出去，散失了一部分能量，所以0~时间内，电容器储存的电能没有全部转化为小球的动能，故B错误；
C．适当增加塑料管的长度，增长后，小球会在电流减小的过程中离开塑料管，当电流减小时，磁场也会减小，通过楞次定律判断可知，此时线圈的作用力向左，阻碍小球运动，所以适当加长塑料管，小球速度会在减小，故C错误；
D．时间内，电流逐渐增大，产生的磁场也会增强，通过楞次定律判断可知，原磁场增大，感应磁场与原磁场方向相反，由右手螺旋定则判断可得，小球中产生的涡流是逆时针方向的，故D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A错误；
B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B正确；
C．时间内电量减少，而乙图电路电流为逆时针，电容器下极板带正电，电容器处于充电状态，电荷量变大，故C错误；
D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D错误。
故选B。
4．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。
5．C
【解析】
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故A正确；B．因电磁波是横波，所以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，且与波的传播方向垂直，故B正确；
C．电磁波不需要和机械波一样依赖于介质传播，故C错误；
D．有振荡的电场或磁场时，就会由近向远逐渐传播，即形成了电磁波，故D正确。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．原子从低能态向高能态跃迁时吸收光子能量等于前后两个能级之差，故A错误；
B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故B错误；
C．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，故C错误；
D．电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故D正确。
故选D。
7．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。
8．D
【解析】
【详解】
BD．由螺线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；
AC．根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
A．由图可知电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，A正确；
B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在减小，B错误；
C．若在电场中插入铁芯，则L变大，根据
则发射的电磁波频率变小，C正确；
D．若减小板间的正对面积，则电容器的C减小，根据
则发射的电磁波波长变短，D正确。
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．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，变化的电场也能产生磁场，A错误；
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，B正确；
C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
由图像可知，在内，极板上电荷量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，回路中振荡电流正在减小，磁场能向电场能转化。
故选B。
13．D
【解析】
【详解】
A．均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项A错误；
B．不均匀变化的电场不一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项B错误；
C．稳定的磁场不产生电场，选项C错误；
D．周期性变化的磁场在周围空间产生的同频率变化电场，选项D正确。
故选D。
14．A
【解析】
【详解】
微波的波长为
故选A。
15．D
【解析】
【详解】
A．因为蓝牙属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号，故A错误；
B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能产生电磁波信号，故B错误；
C．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐；故C错误；
D．减小发射电磁波的波长，则会提高频率，可以提高振荡电路发射电磁波的本领，故D正确。
故选D。
16． 减少 3 麦克斯韦
【解析】
【详解】
[1] 将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能减少；
[2]根据图像可得导体的电阻
[3]最早预言电磁波存在的科学00.510A家是麦克斯韦。
17． 红外线 紫外线 X射线
【解析】
【分析】
【详解】
(2)[1][2][3]分类：按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、γ射线。
18． 热 20 赫兹
【解析】
【详解】
[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。
19． 介质 横波 垂直 垂直 横波 λf 3.0×108 折射 衍射
【解析】
略
20．见解析
【解析】
【详解】
因响尾蛇能能感知红外线的话，它就能在夜里看见东西，因为一切物体都会辐射红外线。
响尾蛇导弹本身不发射电磁波，而是靠接收目标辐射的红外线制导；而雷达是本身发射电磁波，电磁波遇到被测物体后又反射回来被雷达接收，因此“隐形”飞机能躲过一般的雷达，但它能辐射红外线，则不能躲过“响尾蛇”导弹。
21．（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热，雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统。
（2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，目的防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其它物体造成伤害。
（3）微波炉是利用电磁波来加热食物的。微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生大量的热量，会损坏微波炉和器皿。
（4）对于盒装牛奶，盒子的内壁有铝箔，由于金属能屏蔽电磁波，所以电磁波无法达到盒内的牛奶中。
【解析】
【详解】
（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热，雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统。
（2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，目的防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其它物体造成伤害。
（3）微波炉是利用电磁波来加热食物的。微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生大量的热量，会损坏微波炉和器皿。
（4）对于盒装牛奶，盒子的内壁有铝箔，由于金属能屏蔽电磁波，所以电磁波无法达到盒内的牛奶中。
22．500m
【解析】
【详解】
由公式
23．见解析
【解析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。可以判断出
该图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
该图的磁场是均匀变化的，可以产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因而不能产生连续的电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
24．（1）2.83m；（2）5.6×10-16F
【解析】
【分析】
【详解】
（1）依题意，有
f=106.1兆赫=1.061×108Hz，λ=
代入数据可得
λ=2.83m
（2）振动电路的周期为
，
带入数据，可得
C=5.6×10-16F
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页