第四章 电磁振荡与电磁波 单元综合练（Word版含解析）

人教版（2019）选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波 单元综合练
一、单选题
1．关于电磁波下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以发生干涉现象 B．电磁波无法携带信息
C．电磁波的传播必须依赖介质 D．电磁波无法发生衍射现象
2．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
3．“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（　　）
A．微波 B．X射线 C．紫外线 D．超声波
4．关于电磁场，下列说法不正确的是（　　）
A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场
B．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
C．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场
D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
5．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
6．一个振荡电路中，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
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．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
9．5G时代移动通信技术采用3300×106Hz~5000×106Hz频段的电磁波，相比于现有的4G移动通信技术采用的1880×106Hz~2635×106Hz频段而言，具有更大的优势，下列说法正确的是（　　）
A．4G和5G信号相遇可能发生稳定干涉
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播
C．5G信号比4G信号遇到相同障碍物时衍射现象更明显
D．在真空中5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
10．某时刻振荡电路的自感线圈L中的电流产生的磁场的磁感应强度方向如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．若电容器上极板带正电，则电容器正在放电
B．若电容器上极板带负电，则线圈中的电流正在增大
C．若磁场正在增强，则电容器两极板间的电场强度正在增大
D．若磁场正在减弱，则线圈的自感电动势正在减小
11．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
12．下列说法中正确的有（　　）
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了偏振现象
B．第五代移动通信（5G）采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号的传播速度大
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率小于飞机发出的信号频率
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差
13．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
14．随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有发射线圈和电源）将电能传送至电动车底部的感应装置（主要装置是接收线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传送效率只能达到90%左右。下列说法正确的是（　　）
A．只有将地面供电装置接到直流电源上才能对电动车进行充电
B．车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化
C．车身接收线圈中感应电流磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D．若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到100%
15．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
二、填空题
16．在电视信号发送和接收的过程中，要用到许多电学部件，将元件名称和它们在电路中的作用连接起来_______。
摄像机 将声信号还原后放出
话筒 向空中发射电磁波
发射天线 接收空中的电磁波
显像管 将光信号转变为电信号
扬声器 将声信号转变为电信号
接收天线 将电信号转变为光信号
17．电磁感应现象中的感生电场
（1）感生电场
___________认为，磁场变化时会在空间激发一种___________，这种电场叫作感生电场。
（2）感生电动势
由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
（3）电子感应加速器
电子感应加速器是利用___________使电子加速的设备，当电磁铁线圈中___________的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
18．如图所示，为某品牌四旋翼无人机，其控制系统主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS 定位模块、超声波传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。超声波传感器可准确探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是因为超声波具有 _______（ 选填“指向性强”或“传播速度最快”）的特点；无人机是悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由控制系统下达，其中 GPS 定位模块利用______ 波传递信息。
19．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
20．请向你的同学描述：调幅波（经调幅后的电磁波）图像的形状是怎样的？描述时，要求用到“载波”“音频信号”这两个名词。
21．有4个容易混淆的名词：调制、调幅、调频、解调。请设计一个结构图来表明它们的关系，并说明调幅与调频的区别。
22．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
23．如图所示是一台收音机的波段调谐窗，调节收音机侧面的调谐旋钮，移动窗口中的波段指针，即可以收听自己想听的电台。请在图中找出有关这台收音机至少两条以上的信息。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AD．一切波都能发生干涉和衍射，故A正确，D错误；
B．电磁波能够携带信息，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，故C错误。
故选A。
2．A
【详解】
微波的波长为
故选A。
3．A
【详解】
在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波。
故选A。
4．A
【详解】
A．电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合，故A错误；
BC．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，电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场，故BC正确；
D．由电磁理论可知，振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场，振荡的磁场在其周围空间产生同频率的振荡电场，因此电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的，故D正确；
本题选择错误选项；故选A。
5．B
【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。
6．D
【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。
7．C
【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．B
【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．B
【详解】
A．4G和5G信号频率不同，则相遇时不可能发生稳定干涉，选项A错误；
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播，选项B正确；
C．5G信号比4G信号的波长短，则遇到相同障碍物时4G信号衍射现象更明显，选项C错误；
D．在真空中5G信号的传播速度与4G信号的传播速度相等，选项D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．根据磁感应强度的方向可知，回路中的电流为逆时针方向，则若电容器上极板带正电，则电容器正在放电，选项A正确；
B．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电，则线圈中的电流正在减小，选项B错误；
C．若磁场正在增强，则回路中电流正在变大，电容器在放电，即电容器两极板间的电场强度正在减小，选项C错误；
D．若磁场正在减弱，则回路中电流正在变小，电容器在充电，电流减小的越来越快，则线圈的自感电动势正在增加，选项D错误。
故选A。
11．B
【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。
12．D
【详解】
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了明显的衍射现象，故A错误；
B．无论是哪种频率的电磁波，在真空中的传播速度都相同，即都等于光速，所以第五代移动通信（5G）中低频段和高频段的电磁波信号的传播速度相等，故B错误；
C．根据多普勒效应可知，航天飞机靠近卫星时卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率，故C错误；
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，相对最高点来说，相等位移下所用的时间较短，误差较小，故可以减小实验误差，故D正确。
故选D。
13．B
【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。
14．B
【详解】
A．大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。所以只有将地面供电装置接到周期性变化的交流电源上，才能使车身接收线圈中有感应电流产生，对电动车充电，A错误；
B．由楞次定律可知，车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化，B正确；
C．地面装置线圈中电流增加时，车身接收线圈中的磁通量也增加，由楞次定律可知，车身接收线圈中感应电流的磁场与地面装置线圈中电流的磁场方向相反，当地面线圈中电流减小时，车身接收线圈中的磁通量也减小，由楞次定律可知，此时车身接收线圈中感应电流的磁场与地面线圈中电流的磁场方向相同，C错误；
D．由于无线电波传播时有电磁辐射，所以地面装置线圈和车身接收线圈中的能量传输不能达到百分之百，D错误。
故选B。
15．C
【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。
16．答案见解析
【详解】
相应的连线如下
只要根据课本上有关电视方面知识的介绍即可作出正确解答
17． 见详解 见详解 见详解 见详解
【详解】
(1)[1][2]麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场角感生电场；
(3)[3][4]电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向变化时，产生的感生电场使电子加速。
18． 指向性强 电磁
【详解】
[1]超声波具有方向性好、穿透力强，所以利用超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物。
[2] GPS定位模块利用电磁波来传递信息。
19． 电场 磁场 充电 为零
【详解】
[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。
20．调幅波就是让载波的振幅随音频信号的波形改变而改变。
【详解】
调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，波形如图；
即调幅波就是让载波的振幅随音频信号的波形改变而改变。
21．见解析
【详解】
把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程，叫做调制；而调制共有两种方式：一是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一是调频，即通过改变频率来实现信号加载电磁波；解调是指接受电磁波时，将音频信号从高频载波信号中筛选出来的过程。
22．
【详解】
根据运动公式得
23．（1）波段即MW频率范围是400KHz～1600KHz； （2）短波段（FM）的频率范围是84MHz～108MHz；（3）通过调频率可以收听到不同的电台。（任选其二作答）
【详解】
由图可知中波段即MW频率范围是400KHz～1600KHz，短波段的频率范围是84MHz～108MHz，同时通过调节波段指针即调节频率可以收听到不同的电台。
答案第1页，共2页
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