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.某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示,能发射电磁波的是( )
A. B.
C. D.
2.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
3.如图所示,2021年12月9日下午,神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站,下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.麦克斯韦证实了电磁波的存在
B.电磁波可以在真空中传播
C.电磁波在各种介质中传播的速度都是
D.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
4.电磁波与我们的日常生活和生产息息相关.下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦在实验室证实了电磁波的存在
B.在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐
C.银行的验钞机和家用电器的遥控器及CT透视时发出的都是紫外线
D.射线的杀伤作用和穿透能力及能量都很强,可用于金属探伤及肿瘤治疗
5.当前,新型冠状病毒在威胁着全世界人民的生命健康,红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列关于红外测温枪的说法中正确的是( )
A.红外测温枪的工作原理是利用电磁波的反射制成的
B.红外测温枪能接收到的是身体的热量,通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温
C.红外测温枪利用了物体辐射红外线强度与温度有关的规律
D.红外线也属于电磁波,其波长小于紫外线的波长
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.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
8.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
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.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.如图为LC振荡电路,某时刻,电容器上极板带正电,线圈中电流产生的磁场方向向上,此时刻下列说法中正确的是( )
A.电容器正在充电
B.电感线圈中的磁场能正在增加
C.电感线圈中的电流正在减小
D.该时刻自感电动势正在阻碍电流减小
12.以下关于物理学史叙述中正确的是( )
A.开普勒观念的基础是日心说
B.牛顿根据电磁场理论预言了电磁波的存在
C.伽利略在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
D.开普勒提出,行星和地球绕太阳做匀速圆周运动
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.有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜,它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置.下列有关电磁波的说法,正确的是( )
A.恒定电场可以在其周围产生电磁波
B.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
C.电磁波的传播不需要介质
D.电磁波具有能量,但没有质量
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.英国物理学家______预言了电磁波的存在,德国物理学家______通过实验证实了电磁波的存在;医院利用______灭菌消毒(选填“紫外线”或“红外线”)。
17.将①红外线、②紫外线、③无线电波、④可见光、⑤γ射线、⑥X射线,按波长由大到小的排列顺序是___________;其中___________最容易发生明显衍射现象,___________的穿透能力最强。(每空均填写电磁波前的序号即可)
18.(1)2019年6月,工信部正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电4家公司发放5G正式商用牌照,这标志着我国正式进入了5G商用元年。据悉此次中国电信和中国联通获得3500 MHz频段试验频率使用许可,该频段的波长约为________mm。
(2)在收音机接收中波段时其LC振荡电路的电感L是固定的,当可变电容器电容为C1=270pF时可接收频率为535kHz的电磁波,当可变电容器的电容为C2时可接收频率为1605kHz的电磁波,则可变电容器的电容C2=________ pF。
19.为了满足通讯需要,人们建设了很多无线电波发射塔,通过研究发现,发射电磁波的频率越大,电磁波的能量就越大,为了实现以比较大的功率向外发射电磁波,那么振荡电路的电容器的电容应该足够______(选填“大”或“小”);现在正在收听频率为500kHz附近的广播节目,若想收听频率为800kHz附近的广播节目,需要调整接收电路中可变电容器的电容,应该将可变电容器的电容适当______(选填“调大”或“调小”)。
三、解答题
20.雷达是一种无线电探测装置,除了军用方面外,人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道。雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的,当雷达向目标发射无线电波时,在指示器荧光屏上出现一个尖形波;在收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波。如图所示,该图只记录了时间,每一小格表示1.0×10-4s,那么根据此图,雷达与被测目标的距离约为多少?
21.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。
22.波长为0.6的红光,从10m外的交通信号灯传到你的眼睛,大约需要多长时间?这个距离是波长的多少倍?
23.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?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
非均匀变化的电场产生变化的磁场,非均匀变化的磁场再产生变化的电场,从而形成电磁场,电磁场由近及远地传播,形成电磁波,故要求电流或电压是变化的,但不能是均匀变化的,C正确。
故选C。
2.A
【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。
3.B
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,A错误;
BC.电磁波可以在真空中传播,在真空中传播的速度是m/s,一般在不同的介质中传播的速度不同,C错误,B正确;
D.恒定的电场周围不产生磁场,恒定的磁场周围不产生电场,D错误。
故选B。
4.D
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹在实验室证实了电磁波的存在,故A错误;
B.在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制,故B错误;
C.银行的验钞机发出的都是紫外线,家用电器的遥控器发出的是红外线, CT透视时发出的是X射线,故C错误;
D.射线的杀伤作用和穿透能力及能量都很强,可用于金属探伤及肿瘤治疗,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】
ABC.一切物体均在辐射红外线,温度不同的人体辐射的红外线强弱不同,红外测温枪接收到人体辐射出的红外线,通过波长、强度与温度的关系,就可以得到人体的温度,这就是红外测温枪的工作原理,AB错误,C正确;
D.红外线属于电磁波,根据电磁波谱的排列顺序可知,红外线的波长大于紫外线的波长,D错误。
故选C。
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.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。
8.B
【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。
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.B
【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
【详解】
ABC.图示可知,电容器上极板带正电,由右手定则可知,电流正在增大,有电流方向可知,电容器正在放电, 电容器的带电量减少,电能转化为线圈的磁场能,故AC错误,B正确;
D.由楞次定律可知,线圈中的感应电动势正在阻碍电流的增大,故D错误。
故选B。
12.A
【详解】
A.开普勒观念的基础是日心说。故A正确;
B.麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在。故B错误;
C.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律。故C错误;
D.开普勒提出,行星和地球绕太阳沿椭圆运动。故D错误。
故选A。
13.D
【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.C
【详解】
A.由电磁场理论可知,周期性变化的电场在空间引起周期性变化的磁场,这个变化的磁场又引起变化的电场,于是变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播,产生电磁波,因此恒定电场不可以在其周围产生电磁波,A错误;
B.麦克斯韦建立了电磁场理论,赫兹用电火花实验证实了电磁波的存在,B错误;
C.由电磁波可以脱离电荷独立存在可知,不需要借助媒质传播,因此电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播,C正确;
D.电场和磁场本身就是一种物质,因此电磁波是一种物质,具有能量,由质能方程可知,电磁波也有质量,D错误。
故选C。
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. 麦克斯韦 赫兹 紫外线
【详解】
[1][2]英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在;
[3]医院利用紫外线灭菌消毒。
17. ③①④②⑥⑤ ③ ⑤
【详解】
[1]按波长由大到小的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
[2]波长最长的无线电波最容易发生明显衍射现象。
[3]波长最短的γ射线穿透能力最强。
18. 85.7 30
【详解】
(1)[1]根据公式,可得该频段的波长为
(2)[2]当收音机的LC振荡电路的频率等于电磁波的频率时,收音机就能接收该频率的电磁波。根据LC振荡电路频率公式
电感L是固定的,故有
所以
由题意
C1=270 pF
可解得
C2=30 pF
19. 小 调小
【详解】
[1] 由题意可知为了实现以比较大的功率发射电磁波,需要电磁波的频率足够大,而电磁振荡的频率
由此可知若要电磁波的频率足够大,则振荡电路中电容器的电容要足够小;
[2]当接收频率从500kHz调到800kHz时,接收电路的频率变大
可变电容器的电容应该调小。
20.1.2×105m
【详解】
设雷达与被测目标的距离为s,来回的时间为t,则有
2s=ct
解得
s==m=1.2×105m
21.(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。
22.,
【详解】
红光在真空中的速度为c=3×108m/s,从10m外的传来需要时间为
在这个距离中有波长的个数为
23.,
【详解】
人体辐射的红外线波长约为10μm,其频率
其能量子的值
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