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.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
2.WiFi无线网络实质是一种短程无线传输技术,能够在一定范围内支持互联网接入的电磁波信号。最新的WiFi6技术使用或电磁波,属于电磁波谱中的某个波段,如图所示。下列关于电磁波和WiFi的说法,错误的是( )
A.麦克斯韦预言了电磁波,楞次首次用实验证实了电磁波的存在
B.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C.WiFi信号使用的电磁波属于无线电波
D.WiFi信号使用的电磁波中,的波长比的更长
3.“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
4.“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
5.物理学重视逻辑,崇尚理性,下列说法正确的是( )
A.库仑通过油滴实验,最早测出元电荷e的数值
B.密立根通过扭称实验,定量的研究出真空中两点电荷的相互作用关系
C.麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热量之间的转换关系
6.我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段,4G网络使用的通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段,5G网络比4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是( )
A.5G信号比4G信号的波长更长
B.5G信号是纵波,4G信号是横波
C.5G信号传播不需要介质,4G信号传播需要介质
D.相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大
7.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
8.在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中,不能产生电场的是( )
A. B.
C. D.
9.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
10.如图为公交车上车时刷卡的情景,当听到“嘀”的声音,表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时,读卡机向外发射某一特定频率的电磁波,IC卡内的LC振荡电路产生电谐振,线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B.IC卡是通过X射线工作的
C.读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则IC卡内不会产生感应电流
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能
11.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
12.如图为公交车上车时刷卡的情景,当听到“嘀”的声音,表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时,读卡机向外发射某一特定频率的电磁波,IC卡内的LC振荡电路产生电谐振,线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B.IC卡是通过X射线工作的
C.读卡机在发射电磁波时,需要进行调谐和解调
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能
13.哈尔滨工程大学科研团队研发的“悟空号”全海深AUV,于当地时间2021年11月6日15时47分,在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜,最大下潜深度达10896米,再次刷新下潜深度纪录。在幽深的海底,要想知道潜水器所在位置并不容易,因为海水是导电媒质,电磁波在海水中的传播衰减很大,且频率越高衰减越大,导致使用无线电波的GPS的定位手段无计可施。声波是最有效的水下远距离传播信息的载体。“悟空号”AUV就是通过装载的高速水声通信系统来传输信息的。声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分,而且频率越高吸收就越厉害,对于频率低的声波海水反而吸收少。结合以上信息,下列说法正确的是( )
A.无线电波在海水中传播时,不会使海水产生感应电流
B.若海水清澈,光波在海水中的传播衰减就会很小
C.无线电波在介质中的传播速度,除了与介质有关外,还与本身的频率有关
D.声波的频率越低,在海水中传播的距离越远,但传播的速度越小
14.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
15.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
二、填空题
16.实际应用中的开放电路,线圈的一端用导线与_________相连,这条导线叫作地线;线圈的另一端与高高地架在空中的_________相连。
17.丹麦物理学家____________通过实验发现通电导线周围存在磁场;英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,后来德国物理学家____________通过实验证实了电磁波的存在。
18.电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108 m/s,某电台的频率是6.0×106 Hz,该电磁波在空气中的波长为________m。
19.电视广播信号是一种无线电信号,实际传播中需要通过载波将信号调制成_________信号再进行传播。
三、解答题
20.我们通常听到的声音是靠声波来传播的,而手机接收的是电磁波。请你小结一下:声波和电磁波有哪些地方是相同的?有哪些地方存在着差异?
21.如图甲、乙所示是发射电磁波时常用的信号调制方式,请问这两种调制方式有什么不同?
22.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?
23.简述通过莱顿瓶实验来观察电谐振。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
微波的波长为
故选A。
2.A
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹首次用实验证实了电磁波的存在,故A错误;
B.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关,都等于真空中光速,故B正确;
C.WiFi信号使用的电磁波的波长为
或者为
由电磁波的波长范围可知属于无线电波,故C正确;
D.WiFi信号使用的电磁波中,的频率比的低,所以前者波长比后者波长长,故D正确。
本题选错误的,故选A。
3.D
【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。
4.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。
5.D
【详解】
A.密立根通过油滴实验,最早测出元电荷e的数值,选项A错误;
B.库仑通过扭称实验,定量的研究出真空中两点电荷的相互作用关系,选项B错误;
C.麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项C错误;
D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热量之间的转换关系,选项D正确。
故选D。
6.D
【详解】
A.5G信号比4G信号的频率更大,则波长更短,选项A错误;
B.电磁波是横波,即5G信号和4G信号都是横波,选项B错误;
C.电磁波传播不需要介质,即5G信号和4G信号传播都不需要介质,选项C错误;
D.相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大,选项D正确。
故选D。
7.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。
8.D
【详解】
因为由麦克斯韦电磁理论知变化的磁场可以产生电场,由图可知D中磁场恒定,不能产生电场。
故选D。
9.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。
10.D
【详解】
A.读卡机发射的电磁波能在真空中传播,选项A错误;
B.IC卡工作肯定不是依靠X射线,X射线的辐射能量比较大,长时间接触对人体有害,选项B错误;
C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则IC卡内仍会产生感应电流,只不过不能产生电谐振,从而不能产生较大的感应电流,选项C错误;
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能,选项D正确。
故选D。
11.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。
12.D
【详解】
A.电磁波能在真空中传播,故A错误;
B.IC卡工作肯定不是依靠X射线,X射线的辐射能量较大,长时间接触对人体有害,故B错误;
C.读卡机发射的电磁波到IC卡的距离很近,所以不需要进行调谐和解调,故C错误;
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】
A.因为海水是导电媒质,无线电波在海水中传播时,会使海水产生感应电流,故A错误;
B.光波在海水中的传播衰减,主要是由于产生感应电流而导致的,故B错误;
C.根据折射率与速度公式可知无线电波在介质中的传播速度,除了与介质有关外,还与本身的频率有关,故C正确;
D.根据声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分,而且频率越高吸收就越厉害,对于频率低的声波海水反而吸收少,可知频率越低,在海水中传播的距离越远,但传播的速度不变,故D错误。
故选C。
14.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。
15.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。
16. 大地 天线
略
17. 奥斯特 赫兹
【详解】
[1][2] 丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场;英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,后来德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在。
18.50
【详解】
根据
解得
19.高频
略
20.相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
【详解】
相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
21.见解析
【详解】
甲为调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。乙为调频:使高频电磁波的频率随信号而改变。
22.见解析
【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。
23.见解析
【详解】
取两个相同的莱顿瓶(一种电容器),一个和固定的金属框相连,中间有一个间隙A、B;另一个和有可移动边的金属框相连,可动边上有一个氖管,给第一个莱顿瓶充电,当电压足够高时,在间隙中产生火花放电,辐射出电磁波。移动第二个莱顿瓶金属框上的可动边,观察它在不同位置时接收电磁波的情况,根据氖管发光的亮度找出振荡电流最强的位置。实验结果表明,当两个矩形框大小相等时,振荡电流最强。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页