第四章电磁振荡电磁波 单元测试 （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．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
2．如图甲所示为小明爷爷的收音机的调谐电路图，图乙为调谐电路中可变电容器对应的工作原理图。当调谐电路中可变电容器的电容为时，接收到波长为的信号，如果要接收到波长为的信号，则可变电容器的电容应调整为（　　）
A． B． C． D．
3．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的传播也就是能量的传播
B．只要有电场和磁场，就能形成电磁波
C．载有信号的电磁波只能在真空中传播
D．电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波随即消失
4．2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，如图所示。已知神舟十三号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，则航天员讲课的实时画面从神舟十三号空间实验室发至地面接收站需要的时间最少为（ ）
A． B．
C． D．
5．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%
6．第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中不正确的是（　　）
A．5G和4G使用的电磁波都是横波
B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
7．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
8．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
9．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
10．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
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．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
13．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
14．下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，并发现了电磁感应现象
B．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C．楞次发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波
15．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（　　）
A．电容器储存电量的本领越强，电磁波的发射效率越高
B．振荡电路的频率越高，发射的电磁波速度越快
C．调制和调谐，目的分别是提高电磁波信号的发射效率和接收效率
D．振荡电路能够发射可见光
二、填空题
16．电磁波的特点及应用:
（1）无线电波:波长大于1 mm（频率小于300 GHz）的电磁波是无线电波。
①无线电波中的中长短波:广播及其他信号传输。
②无线电波中的微波:卫星通信、电视等。
（2）红外线:
①红外线是一种光波,波长比无线电波______,比可见光______,其主要特点是______效应。
②所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射______。
③红外线主要用于______、______和红外______等。
（3）可见光:可见光的波长在______ nm到______ nm之间,可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。
（4）紫外线:
①波长范围在______到________nm之间,其主要特点是______效应。
②具有______的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的______效应,用来激发______物质发光。
（5）X射线和γ射线:
①X射线频率比紫外线_____,穿透力较______,用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于______。
②γ射线频率比X射线还要高,具有______的能量,穿透力______,医学上用来治疗______,工业上用于探测______部件内部是否有缺陷。
17．按照波长从长到短依次排列为无线电波、_____、可见光、_____、X射线、γ射线，不同的电磁波由于具有不同的_____具有不同的特性。
18．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_________。
19．电磁波的产生:周期性变化的____周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的____周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的____,这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了_______。
三、解答题
20．在LC振荡电路中，线圈L的自感系数为30μH，可调电容器C的可调范围为1.2~270pF。求振荡电路的频率范围。
21．无线电波有哪些传播途径 这些途径分别适用传播什么波段的无线电波
22．一个电路产生电磁振荡。以横坐标轴表示时间，纵坐标轴既表示电流又表示电压，试在同一坐标系内，从某一次放电开始，画出该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的图像和图像。
23．发射电磁波时为什么要使用开放电路？
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．A
【详解】
由电磁波的波长公式
由和谐电路的频率公式
联立得
所以有
故选A。
3．A
【详解】
A．电磁波的传播的本质也就是能量的传播，故A正确；
B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发形成电磁波，故B错误；
C．载有信号的电磁波不仅能在真空中传播，也可以在介质中传播，故C错误；
D．电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波还会继续传播一段时间，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
光的传播速度为，需要的时间最少为
故选A。
5．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。
6．D
【详解】
A．5G和4G使用的电磁波都是横波，A正确；
B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同，均为光速3×108 m/s，B正确；
C．任何波均能发生干涉和衍射现象，故5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象，C正确；
D．因5G使用的电磁波频率更高，根据公式
得，当速度一样时，波长与频率成反比，即5G使用的电磁波的波长比4G的短，D错误。
故选 D。
7．D
【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。
8．D
【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。
9．B
【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。
10．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。
11．B
【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
【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。
13．B
【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。
14．D
【详解】
AC．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，故AC错误；
B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故B错误；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波，故D正确。
故选D。
15．C
【详解】
A．由电磁振荡的周期公式可知，自感系数L和电容C越大，周期越长，发射的电磁波频率越低，发射效率也越低，A错误：
B．真空中电磁波速度恒定，与频率无关，B错误：
C．调制，是为了提高图像或声音等低频电磁波信号的发射效率，调谐，是为了更有效获取目标波段的电磁波信号，C正确：
D．振荡电路只能够发射无线电波和微波，不能发射可见光，D错误。
故选C。
16． 短 长 热 强 加热理疗 红外遥感 高速摄影 400 760 5 370 化学 较高 荧光 荧光 高 强 人体透视 很高 更强 癌症 金属
【详解】
（2）①[1][2][3]红外线是一种光波,波长比无线电波短，比可见光长，其主要特点是热效应。
②[4]所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
③[5][6][7]红外线主要用于加热理疗、红外遥感和红外高速摄影等。
（3）[8][9]可见光:可见光的波长在400 nm到760nm之间,可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。
（4）①[10][11][12]紫外线:波长范围在5到370nm之间,其主要特点是化学效应。
②[13][14][15]具有较高的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光。
（5）①[16][17][18]X射线频率比紫外线高，穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于人体透视。
②[19][20][21][22]γ射线频率比X射线还要高,具有很高的能量，穿透力更强，,医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷。
17． 红外线 紫外线 波长（频率）
【详解】
略
18．磁场
略
19． 磁场 电场 电磁场 电磁波
【详解】
[1][2][3][4]电磁波的产生:周期性变化的磁场周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁振动，这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。
20．
【详解】
根据LC振荡电路的频率公式
故此振荡电路的频率范围是
21．见解析
【详解】
无线电波的传播方式有：地波传播、直射波（空间波）传播和天波传播。
地波传播：沿地球表面空间传播的无线电波叫地波，由于地波在传播过程中能量逐渐被大地吸收，因此传播距离不远，由于不受天气影响，可靠性高，超长波、长波、中波的无线电信号一般利用地波传播。
直射波传播：直射波的传播距离一般在视距范围内，传播过程中强度衰减较慢，一般用于超短波和微波。
天波传播：由于大气电离层只对短波波段的电磁波产生反射，天波传播一般主要用于短波远距离通信。
22．
【详解】
电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的图像和图像如下图
t=0时刻，电容器刚要放电的瞬间，电容器两极板间电压最大，电路中电流为0，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大。t=时刻，放电完毕，电路中电流达到最大，电容器两极板上没有电荷，其电压为0.电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而是保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷并且电荷逐渐增多。t=时刻，充电完毕，电流减小为0，电容器两极板上的电荷最多，其电压也达到最大。此后，电容器再放电，电路中电流逐渐增大，电容器两极板间电压逐渐减小。t=时刻，放电完毕，电路中电流达到最大，电容器两极板上电压为0。接着，电流继续给电容器充电，电流逐渐减小，电容器两极板间电压逐渐增大。t=T时刻，充电完毕，电流减小为0，电容器两极板上的电荷最多，其电压也达到最大。由图可知，两条图线的相位不相同，电压的相位超前电流的相位。
23．见解析
【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。
24．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。
答案第1页，共2页
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