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
1.2021年10月16日,“神舟十三号”载人飞船成功发射,将3名航天员送入中国空间站开展为期6个月的科学实验。在空间站,航天员与地面通信采用的是( )
A.超声波 B.无线电波 C.有线通信 D.声波
2.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘,你认为下列陈述中符合事实的是( )
A.麦克斯韦从理论上预言了电磁波,并通过实验证实了电磁波的存在
B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
C.空间有变化的电场(或磁场)存在,一定能形成电磁波
D.将手机放在真空玻璃盒中,拨打该手机号码,手机会响铃(或振动)
3.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
4.是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。信号一般采用频段的无线电波,而第四代移动通信技术的频段范围是,则下列说法错误的是( )
A.信号相比于信号更不容易绕过障碍物,所以通信需要搭建更密集的基站
B.信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快
C.空间中的信号和信号相遇不会产生干涉现象
D.信号所用的无线电波具有波粒二象性
5.关于电磁波与机械波,下列说法正确的是( )
A.电磁波传播需要介质,机械波传播不需要介质
B.电磁波在任何介质中传播速率都相同,各种机械波在同一种介质中传播速率都相同
C.电磁波和机械波都不能发生干涉
D.电磁波和机械波都能发生衍射
6.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
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
8.19世纪60年代,麦克斯韦建立了电磁场理论,按照该理论,以下情形中不能产生磁场的是( )
A.交变电场
B.运动中的电荷
C.静止的电荷
D.恒定电流
9.“4G改变生活,5G改变社会”。现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘,关于电磁波下列说法正确的是( )
A.赫兹首先预言了电磁波的存在
B.5G信号比4G信号在真空中的传播速度更大
C.划亮一根火柴,就形成了电磁波
D.空间只要有变化的电场存在,就一定能形成电磁波
10.电磁场理论预言了什么( )
A.预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场
B.预言了电磁波的存在,电磁波在真空中的速度为光速
C.预言了变化的电场能够在周围产生磁场
D.预言了电能够产生磁,磁能够产生电
11.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
12.如图所示为振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线,则下列判断中错误的是( )
A.在b和d时刻,电路中电流最大 B.在时间内,电场能转变为磁场能
C.a和c时刻,磁场能为零 D.在和时间内,电容器被充电
13.下列说法正确的是( )
A.光的偏振现象说明了光是纵波
B.光从一种介质进入另外一种介质时一定能够发生全反射
C.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关
D.手机通话时涉及的波只有电磁波
14.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
15.关于物理学史,下列说法中正确的是( )
A.奥斯特实验发现了电磁感应现象
B.惠更斯确定了单摆周期公式
C.法拉第预言了电磁波的存在
D.麦克斯韦率先在实验室中制造出激光
二、填空题
16.可见光:可见光的波长在________nm之间。
17.(1)电磁振荡的周期T:电磁振荡完成一次______需要的时间;
(2)电磁振荡的频率f:周期的倒数,数值等于单位时间内完成的______的次数.
如果振荡电路没有能量损失,也不受其他外界条件影响,这时的周期和频率分别叫作振荡电路的______周期和______频率.
(3)LC电路的周期和频率公式:______,______,其中:周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。
18.判断下列说法的正误.
(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时,回路中磁场能最小,电场能最大.( )
(2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时,电场能最大.( )
(3)LC振荡电路中电流增大时,电容器上的电荷一定减少.( )
(4)LC振荡电路的电流为零时,线圈中的自感电动势最大.( )
(5)LC振荡电路中,电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止,这一段时间为一个周期.( )
19.某家用白炽灯标有“220V,40W”字样,此白炽灯的额定电压是______V、额定功率为______W。所有电磁波在真空中传播时都有相同的______(填“频率”或“波速”)。
三、解答题
20.麦克斯韦电磁场理论的基本思想是什么?
21.除了可见光外,红外线、紫外线、无线电波(中波、短波、微波)、X射线、射线,都是电磁波大家族的成员。请在这些看不见的电磁波中,每种选一个与你关系最密切的,或者令你印象最深的实例,按照波长由长至短的顺序列举出来。
22.一个 LC 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,在同一坐标系内画出的该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的 i t 图像和 u t 图像。在图像中的一周期内,哪段时间电场能在增大?电场能最大时电流和电压的大小有什么特点?哪段时间磁场能在增大,磁场能最大时电流和电压的大小有什么特点?
23.某收音机中的LC电路,由固定线圈和可调电容器组成,能够产生535kHz到1605 kHz的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】
空间站与地面之间有段距离没有空气,声波、超声波不能够传播;地面和太空之间距离太远,也不可能通过有线的方式来通信,只能通过电磁波(无线电波)来通信。
故选B。
2.D
【详解】
A.麦克斯韦从理论上预言了电磁波,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,选项A错误;
B.常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,选项B错误;
C.若是均匀变化的磁场产生恒定的电场,则不能形成电磁波;同样均匀变化的电场产生恒定的磁场,不能形成电磁波,选项C错误;
D.电磁波可以在真空中传播,将手机放在真空玻璃盒中,拨打该手机号码,手机能接收到信号,选项D正确。
故选D。
3.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。
4.B
【详解】
A.信号采用的无线电波频段高于的频段范围,由电磁波波长公式
可知信号的波长更短,所以相比于信号更不易发生衍射现象,更不容易绕过障碍物,所以通信需要搭建更密集的基站,故A正确,不符合题意;
B.信号比信号所用的无线电波在真空中传播的速度一样快,都等于光线c,故B错误,符合题意;
C.信号和信号相遇,由于频率不等,所以不会产生干涉现象,故C正确,不符合题意;
D.所有的无线电波都具有波粒二象性,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】
A.电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质,A错误;
B. 电磁波在不同介质中传播速率不相同,机械波在同一种介质中传播速率都相同,B错误;
CD.干涉和衍射是波特有的性质,故电磁波和机械波都能发生干涉和衍射,C错误,D正确。
故选D。
6.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。
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.C
【详解】
麦克斯韦的电磁场理论是变化的电场产生磁场,所以交变电场的变化产生磁场,恒定电流的流动也能产生磁场,电荷的运动形成电流也能产生磁场,不能形成磁场的只有静止的电荷。
故选C。
9.C
【详解】
A.预言了电磁波的存在的科学家是麦克斯韦,故A错误;
B.5G信号和4G信号在真空中的传播速度一样大,都等于光速,故B错误;
C.划亮一根火柴,产生热和光,光是电磁波,故C正确;
D.变化的电场不一定能产生磁场,只有交变的电场和交变的磁场在空间相互激发,才能在空间产生电磁波,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】
AC.变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围产生磁场;这是电磁场理论内容之一,并不是预言的,故AC错误;
B.麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在,电磁波在真空中的速度为光速,故B正确;
C.麦克斯韦提出的电磁场理论:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。故C错误;故选B。
11.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。
12.D
【详解】
A.在b、d两时刻,电量为零,故电场能为零,故电流最大,A正确;
B.在a→b时间内,电荷量减小,电场能转变为磁场能,B正确;
C.a、c时刻,电荷量最大,此时电场能最大,磁场能为零,C正确;
D.在O→a时间内,电荷量在增加,故电容器被充电;而c→d时刻,电荷量在减小,电容器在放电,D错误。
故选D。
13.C
【详解】
A.光的偏振现象说明了光是横波,选项A错误;
B.光从一种介质进入另外一种介质时若能够发生全反射,则必须满足:从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角,则光从一种介质进入另外一种介质时不一定能够发生全反射,选项B错误;
C.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关,选项C正确;
D.在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,故D错误。
故选C。
14.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。
15.B
【详解】
A.法拉第发现了电磁感应现象。故A错误;
B.惠更斯确定了单摆周期公式。故B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在。故C错误;
D.梅曼率先在实验室中制造出激光。故D错误。
故选B。
16.400~760
【详解】
略
17. 周期性变化 周期性变化 固有 固有
【详解】
略
18. 错误 正确 正确 正确 错误
【详解】
略
19. 220 40 波速
【详解】
[1][2]某家用白炽灯标有“220V,40W”字样,此白炽灯的额定电压是220V、额定功率为40W。
[3]所有电磁波在真空中传播时都有相同的波速,均为3×108m/s。
20.见解析
【详解】
麦克斯韦电磁场理论的基本思想是:
1、变化的磁场产生电场;
2、变化的电场产生磁场。
其核心思想是: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。
21.见解析
【详解】
收音机或者手机接收无线电波,空调、电视机遥控器发射红外线,学校食堂用紫外线灯杀菌消毒,地铁站利用X射线进行安检,医院用射线杀死肿瘤细胞等。
22.见详解
【详解】
在同一坐标系内画出的该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的 i t 图像和 u t 图像。
t1-t2、t3-t4电场能增大,电场能最大时电流为零和电压最大;0-t1、t2-t3磁场能增大,磁场能最大时电流最大和电压为零。
23.
【详解】
由LC电路固有频率公式得
解得
所以
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