第四章电磁振荡与电磁波 单元综合练（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 第四章电磁振荡与电磁波 单元综合练（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-17 00:38:12 | ||
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文档简介
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．下列情景中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是（ ）
A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波
B． “CT”利用紫外线检查多种疾病
C． “B超” 中的超声波属于电磁波
D．遥控器发出的红外线有很高的穿透本领
2．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。若接收电路是由LC电路组成的，其中该接收装置内线圈的电感L=4.0mH，下列说法正确的是（ ）
A．黑匣子发出的电磁波波长是8000m B．黑匣子发出的电磁波波长是800m
C．产生电谐振的电容 D．该电磁波不易发生明显的衍射现象
3．下列说法中，正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律并测定了万有引力常量
B．法拉第电磁感应定律是法拉第在前人工作基础上独立总结出来的
C．质点做曲线运动时，在相等的时间内速度变化可能相等
D．测温枪接收到人体辐射的红外线而测温，红外线比红光光子能量大，所以热效应显著
4．在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（ ）
A．安培首先引入电场线和磁感线
B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷电量e的数值
C．法拉第提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
5．下列说法中正确的是（ ）
A．将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则电阻丝的电阻变为原来的2倍
B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，说明该处磁感应强度一定为零
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
D．变化的电场周围一定会产生变化的磁场
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．下列关于电磁波的说法，不正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s
B．电磁波不能传播能量
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
8．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列说法正确的是（ ）
A．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
B．高温物体和低温物体都能辐射红外线
C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长短
D．在新冠肺炎诊断中，要用射线扫描肺部，是因为在电磁波中射线的穿透能力最强
9．电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系，Wi-Fi、非接触式公交卡、导航、雷达、微波加热、射电天文学、遥感遥测也都与电磁波有关。频率是电磁波的一个重要参量，不同频率的电磁波在空中互不干扰，保证了各项无线电应用的顺利开展。例如，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约为2450MHs。家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz。对于家用5GWi-Fi的信号，下列说法中正确的是（ ）
A．一定不会产生偏振现象
B．从一个房间穿越墙壁进入另一个房问后，频率保持不变
C．与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象
D．与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显衍的射现象
10．在如图所示的LC电磁振荡电路中，若想增大电磁振荡的频率，可采取的措施是（ ）
A．保持电感器的电感不变，只增大电容器的电容 B．保持电容器的电容不变，只增大电感器的电感
C．同时增大电感器的电感和电容器的电容 D．同时减少电感器的电感和电容器的电容
11．如图所示为一理想LC电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带电灰尘（图中末画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，重力加速度为。当电路中的开关闭合以后，则（ ）
A．灰尘将在两极板间做往复运动 B．灰尘运动过程中加速度方向可能会向上
C．电场能最大时灰尘的加速度一定为零 D．磁场能最大时灰尘的加速度一定为
12．关于微波炉使用下列说法正确的是（ ）
A．微波炉可以加热鸡蛋，罐头等物品
B．利用微波炉加热食物的原理和烤箱相同
C．微波炉加热食物，内外同时快速加热
D．微波炉可以空转
13．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示（上方为侧视图，下方为真空室的俯视图），当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B．电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D．根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
14．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
15．关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是（ ）
A．均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场
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．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
二、填空题
16．在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是___（选填“红外线”或“X射线”）。1831年，英国物理学家___（选填“牛顿”或“法拉第”）发现了电磁感应现象。放在磁场中某点的小磁针静止时，其___极（选填“N”或“S”）所指的方向为该点的磁场方向。
17．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。如图所示，已知传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，为了不让山脉挡住信号的传播，城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________（填“无线电广播信号”或“电视信号”），原因是______________________________。
18．甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻，电容器C1正在___________（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带___________（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为___________（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在___________（选填“增大”或“减小”）。
19．电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的______效应（选填“热”或“磁”）；在远距离输电过程中，若输电功率为1000kW，输电电压为50kV，则输电线上的电流为______A；我国“北斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息，最早通过实验证实电磁波存在的科学家是______（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
三、解答题
20．空间中传播的电磁波有哪些特点？_________
21．一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
22．我们平时可能会有这样的经历：雷雨天在家收听广播节目时，我们会先听到收音机里发出“咔嚓、咔嚓……”的声音，然后才听到雷声。
（1）打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音？
（2）为什么会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声？
23．一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。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波，A正确；
B．“CT”利用X线束对身体部位进行扫描，检查多种疾病，B错误；
C．“B超” 中的超声波属于声波，C错误；
D．遥控器发出的红外线，频率比可见光低，波长长，穿透本领较弱，D错误；
故选A。
2．A
【详解】
AB．由波长、频率、波速的关系可知，黑匣子发出的电磁波波长为
A正确，B错误；
C．由振荡电路周期公式及可知
故产生电谐振的电容为
解得
C错误；
D．该电磁波波长较长，比较容易发生衍射现象，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律，建立完整的经典力学体系，但没有测出万有引力常量，故A错误；
B．法拉第电磁感应定律是由纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出来的，B错误；
C．比如质点做平抛运动，只受重力，加速度恒定，在相等的时间内速度变化相等，C正确；
D．红外线比红光光子的能量小，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．法拉第首先引入电场线和磁感线，选项A错误；
B．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷电量e的数值，选项B错误；
C．安培提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献，选项C错误；
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，选项D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则横截面积变为原来的二分之一，根据
可知则电阻丝的电阻变为原来的4倍，故A错误；
B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度不一定为零，例如电流方向与磁场方向平行，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确；
D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，非均匀变化的电场周围产生非均匀变化的磁场，故D错误。
故选C。
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．B
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s，选项A正确；
B．电磁波能传播能量，选项B错误；
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波，选项C正确；
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，选项D正确。
此题选择不正确的选项，故选B。
8．B
【详解】
A．银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的光是红外线，故A错误；
B．高温物体和低温物体都能辐射红外线，故B正确；
C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长长，故C错误；
D．在新冠肺炎诊断中，要用X射线扫描肺部，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．电磁波是横波，可以发生偏振现象，故A错误；
B．电磁波的频率由振源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，故B正确；
C．只有频率相同的两列光才能发生干涉，Wi-Fi信号不会在北斗导航信号叠加时，产生明显的干涉现象，故C错误；
D．家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率高于微波炉的频率，因此其波长较短，不易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】
根据
可知要使f增大，可以减小电容和电感，故ABC错误，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
ABC．当开关断开时，灰尘静止，则有
此时电场能最大，极板间电场强度最大，若开关闭合，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动，振荡回路磁场能和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力变为向下，和重力方向相同，灰尘的此时的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故ABC错误；
D．当磁场能最大时，电场能为0，极板间电场强度为0，灰尘只受重力，加速度一定为g，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．微波炉加热金属罐头会发生爆炸，故A错误；
B．微波炉加热食物的原理是利用微波能量加热食物，而烤箱是利用电流的热效应加热食物，两者原理不同，故B错误；
C．微波炉加热食物，食物的内外部能同时快速加热，故C正确；
D．微波炉不可以空转，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】
A．当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B．洛伦兹力恒不做功，B错误；
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D．电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
故选A。
14．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。
15．C
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故A正确；B．因电磁波是横波，所以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，且与波的传播方向垂直，故B正确；
C．电磁波不需要和机械波一样依赖于介质传播，故C错误；
D．有振荡的电场或磁场时，就会由近向远逐渐传播，即形成了电磁波，故D正确。
故选C。
16． X射线 法拉第 N
【详解】
[1]在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是X射线；
[2] 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象；
[3] 放在磁场中某点的小磁针静止时，其N极所指的方向为该点的磁场方向。
17． 电视信号 电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡
【详解】
[1][2]传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，两者相比较，传输电视信号所用的电磁波更不容易绕过一般高度的山头，则要让城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须转发波长较短的电视信号。
18． 充电 正电 向左 增大
【详解】
[1][2]由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。
[3][4]从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
19． 热 20 赫兹
【详解】
[1]电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的热效应；
[2]输电线上的电流为
[3]最早通过实验证实电磁波存在的科学家是赫兹。
20．见解析
【详解】
（1）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E的方向和磁感应强度B的方向总是互相垂直的，并且它们都和电磁波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
（2）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度 B都随时间做周期性变化。变化的规律与电磁振源的振荡规律相同。例如，当振荡电流按正弦规律变化时E和B也以相同的频率按正弦规律变化。
（3）在电磁波传播过程中，空间中任一点的电场强度E和磁感应强度B的相位相同。
21．1739kHz；173m．
【详解】
由
知，当C最小时，则f最大
所以
fmax=1739kHz
由v=λf知，当f最大时，λ最小，所以
22．见解析
【详解】
（1）打雷时，会在空间产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间激起电磁波，电磁波被收音机接收后，收音机就发出“咔嚓”的声音；
（2）电磁波在空气中的传播速度远大于声速，所以我们会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声。
23．
【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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．下列情景中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是（ ）
A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波
B． “CT”利用紫外线检查多种疾病
C． “B超” 中的超声波属于电磁波
D．遥控器发出的红外线有很高的穿透本领
2．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。若接收电路是由LC电路组成的，其中该接收装置内线圈的电感L=4.0mH，下列说法正确的是（ ）
A．黑匣子发出的电磁波波长是8000m B．黑匣子发出的电磁波波长是800m
C．产生电谐振的电容 D．该电磁波不易发生明显的衍射现象
3．下列说法中，正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律并测定了万有引力常量
B．法拉第电磁感应定律是法拉第在前人工作基础上独立总结出来的
C．质点做曲线运动时，在相等的时间内速度变化可能相等
D．测温枪接收到人体辐射的红外线而测温，红外线比红光光子能量大，所以热效应显著
4．在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（ ）
A．安培首先引入电场线和磁感线
B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷电量e的数值
C．法拉第提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
5．下列说法中正确的是（ ）
A．将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则电阻丝的电阻变为原来的2倍
B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，说明该处磁感应强度一定为零
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
D．变化的电场周围一定会产生变化的磁场
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．下列关于电磁波的说法，不正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s
B．电磁波不能传播能量
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
8．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列说法正确的是（ ）
A．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
B．高温物体和低温物体都能辐射红外线
C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长短
D．在新冠肺炎诊断中，要用射线扫描肺部，是因为在电磁波中射线的穿透能力最强
9．电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系，Wi-Fi、非接触式公交卡、导航、雷达、微波加热、射电天文学、遥感遥测也都与电磁波有关。频率是电磁波的一个重要参量，不同频率的电磁波在空中互不干扰，保证了各项无线电应用的顺利开展。例如，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约为2450MHs。家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz。对于家用5GWi-Fi的信号，下列说法中正确的是（ ）
A．一定不会产生偏振现象
B．从一个房间穿越墙壁进入另一个房问后，频率保持不变
C．与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象
D．与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显衍的射现象
10．在如图所示的LC电磁振荡电路中，若想增大电磁振荡的频率，可采取的措施是（ ）
A．保持电感器的电感不变，只增大电容器的电容 B．保持电容器的电容不变，只增大电感器的电感
C．同时增大电感器的电感和电容器的电容 D．同时减少电感器的电感和电容器的电容
11．如图所示为一理想LC电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带电灰尘（图中末画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，重力加速度为。当电路中的开关闭合以后，则（ ）
A．灰尘将在两极板间做往复运动 B．灰尘运动过程中加速度方向可能会向上
C．电场能最大时灰尘的加速度一定为零 D．磁场能最大时灰尘的加速度一定为
12．关于微波炉使用下列说法正确的是（ ）
A．微波炉可以加热鸡蛋，罐头等物品
B．利用微波炉加热食物的原理和烤箱相同
C．微波炉加热食物，内外同时快速加热
D．微波炉可以空转
13．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示（上方为侧视图，下方为真空室的俯视图），当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B．电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D．根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
14．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
15．关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是（ ）
A．均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场
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．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
二、填空题
16．在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是___（选填“红外线”或“X射线”）。1831年，英国物理学家___（选填“牛顿”或“法拉第”）发现了电磁感应现象。放在磁场中某点的小磁针静止时，其___极（选填“N”或“S”）所指的方向为该点的磁场方向。
17．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。如图所示，已知传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，为了不让山脉挡住信号的传播，城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________（填“无线电广播信号”或“电视信号”），原因是______________________________。
18．甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻，电容器C1正在___________（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带___________（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为___________（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在___________（选填“增大”或“减小”）。
19．电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的______效应（选填“热”或“磁”）；在远距离输电过程中，若输电功率为1000kW，输电电压为50kV，则输电线上的电流为______A；我国“北斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息，最早通过实验证实电磁波存在的科学家是______（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
三、解答题
20．空间中传播的电磁波有哪些特点？_________
21．一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
22．我们平时可能会有这样的经历：雷雨天在家收听广播节目时，我们会先听到收音机里发出“咔嚓、咔嚓……”的声音，然后才听到雷声。
（1）打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音？
（2）为什么会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声？
23．一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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波，A正确；
B．“CT”利用X线束对身体部位进行扫描，检查多种疾病，B错误；
C．“B超” 中的超声波属于声波，C错误；
D．遥控器发出的红外线，频率比可见光低，波长长，穿透本领较弱，D错误；
故选A。
2．A
【详解】
AB．由波长、频率、波速的关系可知，黑匣子发出的电磁波波长为
A正确，B错误；
C．由振荡电路周期公式及可知
故产生电谐振的电容为
解得
C错误；
D．该电磁波波长较长，比较容易发生衍射现象，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律，建立完整的经典力学体系，但没有测出万有引力常量，故A错误；
B．法拉第电磁感应定律是由纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出来的，B错误；
C．比如质点做平抛运动，只受重力，加速度恒定，在相等的时间内速度变化相等，C正确；
D．红外线比红光光子的能量小，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．法拉第首先引入电场线和磁感线，选项A错误；
B．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷电量e的数值，选项B错误；
C．安培提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献，选项C错误；
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，选项D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则横截面积变为原来的二分之一，根据
可知则电阻丝的电阻变为原来的4倍，故A错误；
B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度不一定为零，例如电流方向与磁场方向平行，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确；
D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，非均匀变化的电场周围产生非均匀变化的磁场，故D错误。
故选C。
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．B
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s，选项A正确；
B．电磁波能传播能量，选项B错误；
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波，选项C正确；
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，选项D正确。
此题选择不正确的选项，故选B。
8．B
【详解】
A．银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的光是红外线，故A错误；
B．高温物体和低温物体都能辐射红外线，故B正确；
C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长长，故C错误；
D．在新冠肺炎诊断中，要用X射线扫描肺部，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．电磁波是横波，可以发生偏振现象，故A错误；
B．电磁波的频率由振源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，故B正确；
C．只有频率相同的两列光才能发生干涉，Wi-Fi信号不会在北斗导航信号叠加时，产生明显的干涉现象，故C错误；
D．家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率高于微波炉的频率，因此其波长较短，不易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】
根据
可知要使f增大，可以减小电容和电感，故ABC错误，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
ABC．当开关断开时，灰尘静止，则有
此时电场能最大，极板间电场强度最大，若开关闭合，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动，振荡回路磁场能和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力变为向下，和重力方向相同，灰尘的此时的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故ABC错误；
D．当磁场能最大时，电场能为0，极板间电场强度为0，灰尘只受重力，加速度一定为g，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．微波炉加热金属罐头会发生爆炸，故A错误；
B．微波炉加热食物的原理是利用微波能量加热食物，而烤箱是利用电流的热效应加热食物，两者原理不同，故B错误；
C．微波炉加热食物，食物的内外部能同时快速加热，故C正确；
D．微波炉不可以空转，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】
A．当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B．洛伦兹力恒不做功，B错误；
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D．电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
故选A。
14．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。
15．C
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故A正确；B．因电磁波是横波，所以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，且与波的传播方向垂直，故B正确；
C．电磁波不需要和机械波一样依赖于介质传播，故C错误；
D．有振荡的电场或磁场时，就会由近向远逐渐传播，即形成了电磁波，故D正确。
故选C。
16． X射线 法拉第 N
【详解】
[1]在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是X射线；
[2] 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象；
[3] 放在磁场中某点的小磁针静止时，其N极所指的方向为该点的磁场方向。
17． 电视信号 电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡
【详解】
[1][2]传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，两者相比较，传输电视信号所用的电磁波更不容易绕过一般高度的山头，则要让城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须转发波长较短的电视信号。
18． 充电 正电 向左 增大
【详解】
[1][2]由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。
[3][4]从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
19． 热 20 赫兹
【详解】
[1]电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的热效应；
[2]输电线上的电流为
[3]最早通过实验证实电磁波存在的科学家是赫兹。
20．见解析
【详解】
（1）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E的方向和磁感应强度B的方向总是互相垂直的，并且它们都和电磁波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
（2）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度 B都随时间做周期性变化。变化的规律与电磁振源的振荡规律相同。例如，当振荡电流按正弦规律变化时E和B也以相同的频率按正弦规律变化。
（3）在电磁波传播过程中，空间中任一点的电场强度E和磁感应强度B的相位相同。
21．1739kHz；173m．
【详解】
由
知，当C最小时，则f最大
所以
fmax=1739kHz
由v=λf知，当f最大时，λ最小，所以
22．见解析
【详解】
（1）打雷时，会在空间产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间激起电磁波，电磁波被收音机接收后，收音机就发出“咔嚓”的声音；
（2）电磁波在空气中的传播速度远大于声速，所以我们会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声。
23．
【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。
答案第1页，共2页
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