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.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)
2.新冠肺炎防控中,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。关于红外线和紫外线的说法正确的是( )
A.在同一介质中,红外线的波长比红光的波长大
B.只有热的物体才能辐射红外线
C.在同一介质中,紫外线的波长比紫光的波长大
D.红外线和紫外线都是可见光
3.关于电磁波和麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.电磁波是一种物质,可以在真空中传播
B.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
C.变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
D.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
4.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
5.如图所示,后车安装了“预碰撞安全系统”,其配备的雷达会发射毫米级电磁波(毫米波),并对前车反射的毫米波进行运算,则( )
A.毫米波的频率比可见光高
B.毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
C.经前车反射后毫米波的速度将比反射前大
D.前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流
6.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
7.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.
8.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
9.“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”直接接收到了来自麦克风的声波信号
B.为了将信号发射出去,先要进行调制
C.“小蜜蜂”接收电磁波时,通过解调来使接收电路中出现电谐振现象
D.载波频率越高,经调制后发射出来的电磁波传播的越快
10.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘,关于电磁波下列陈述中符合事实的是( )
A.麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B.在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速
C.空间有变化的电场(或磁场)存在,不一定能形成电磁波
D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中,拨打该手机号码,手机由于接收不到电磁波信号而无法接通
11.下列关于电磁场说法正确的是( )
A.只要空间某处有变化的电场或磁场,就会在其周围产生电磁场,从而形成电磁波
B.匀速运动的电子束周围一定存在电磁场,即能产生电磁波
C.周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场
D.历史上电磁场的实践在先,理论证明在后
12.下列光学现象说法正确的是( )
A.泊松亮斑是由于光线偏离了原来的直线传播方向,即发生了光的折射
B.胸透又称为X光透视,是利用了光的衍射
C.观看3D电影时,佩戴的偏振眼镜的两个镜片的透振方向相互垂直
D.两束频率不同的激光能产生明暗相间的干涉条纹
13.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
14.下列说法正确的是( )
A.原子从低能态向高能态跃迁时放出光子能量等于前后两个能级之差
B.爱因斯坦提出了能量子的假设,得出了黑体辐射强度按波长分布的公式
C.变化的磁场能产生电场,变化的电场不能产生磁场
D.电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
15.如图所示,线圈的自感系数0.1H,线圈的阻值忽略不计,电容器的电容40F,电阻的阻值2.5 ,电源电动势1.5V,内阻0.5 。闭合开关S,待电路达到稳定状态后断开开关S,LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正,断开开关的时刻t=0,则下列振荡电流i与时间t的图像正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
16.(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)。
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.雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生_____,以此来测定物体位置的无线电设备,其利用的是波长_____的微波。
19.电视广播的发射和接收
(1)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。
(2)高频电视信号的三种传播方式:地面_____传输、有线网络传输以及_____传输。
(3)电视信号的接收:电视机接收到的高频电磁波信号经过_____将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号。
三、解答题
20.我国“嫦娥三号”探测器在进行首次软着陆和自动巡视勘察时,地面工作人员通过电磁波实现对月球车的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为λ=30km,地面上的工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被月球车接收所用的时间为t=1.3s,电磁波的速度为c=3×108m/s。则在发射器与月球车之间的距离相当于多少个波长?
21.收音机选台时,如果调谐不准就会出现“串台”现象,这是为什么?
22.如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2,
(1)电容器通过线圈放电过程中,线圈中的电流怎样变化?电容器的电场能转化为什么形式的能?
(2)在电容器反向充电过程中,线圈中电流如何变化?电容器和线圈中的能量是如何转化的?
(3)线圈中自感电动势的作用是什么?
23.简述通过莱顿瓶实验来观察电谐振。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.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。
2.A
【详解】
A.电磁波谱按波长由长到短排序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。根据电磁波谱可知,在同一介质中,红外线的波长比红光的波长大,故A正确;
B.一切物体都在不停地辐射红外线,故B错误;
C.根据电磁波谱可知,在同一介质中,紫外线的波长比紫光的波长小,故C错误;
D.红外线和紫外线都不是可见光,故D错误。
故选A。
3.A
【详解】
A.电磁波是一种物质,可以在真空中传播,故A正确;
B.变化电场周围才一定产生磁场,变化磁场周围才一定产生电场,故B错误;
CD.均匀变化的电场周围将产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围将产生恒定的电场,故CD错误。
故选A。
4.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。
5.D
【详解】
A.从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低,故A错误;
B.毫米波的波长远小于车的大小,所以遇到前车时不会发生明显衍射现象,故B错误;
C.电磁波在空中传播的速度不会变化,故C错误;
D.系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号,说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流,故D正确。
故选D。
6.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。
7.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。
8.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。
9.B
【详解】
A.“小蜜蜂”接收到了来自麦克风的电磁波波信号,A错误;
B.为了将信号发射出去,先要进行调制,B正确;
C.把信号从高频电流中还原出来的过程,叫作解调;接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫作电谐振,C错误;
D.电磁波传播速率不会受到载波频率的影响,D错误。
故选B。
10.C
【详解】
A.麦克斯韦首先预言电磁波,而赫兹用实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速,B错误;
C.只有周期性变化的电场才能形成电磁波,均匀变化的电场只能产生恒定的磁场,将不能再产生电磁波,C正确;
D.电磁波在真空中也能传播,把手机放在抽成真空的玻璃盒中,手机能接收到电磁波的信号,D错误。
故选C。
11.C
【详解】
A.变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替,会在其周围产生电磁场,从而形成电磁波,故A错误;
B.匀速运动的电子束形成稳定的电流,在周围空间产生稳定的磁场,不会再激发出电场,即不会产生电磁波,故B错误;
C.周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场,故C正确;
D.麦克斯韦提出了电磁场的理论,后来赫兹用实验证实了电磁场的存在,故D错误。
故选C。
12.C
【详解】
A.泊松亮斑是由于光的衍射,即光可以绕过障碍物继续传播,而光的折射是光从一种介质射向另一种介质的过程中,传播方向发生偏转的一种现象,故A错误;
B.胸透又称为X光透视,是利用了X射线的穿透性,故B错误;
C.观看3D电影时,佩戴的偏振眼镜的两个镜片的透振方向相互垂直,使双眼分别观察到两幅独立的画面并进行叠加,形成立体的视觉感受,故C正确;
D.两束激光产生干涉现象的条件是频率相同,所以两束频率不同的激光不能产生明暗相间的干涉条纹,故D错误。
故选C。
13.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。
14.D
【详解】
A.原子从低能态向高能态跃迁时吸收光子能量等于前后两个能级之差,故A错误;
B.普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元,故B错误;
C.变化的磁场能产生电场,变化的电场也能产生磁场,故C错误;
D.电磁波按波长由大到小的顺序排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,故D正确。
故选D。
15.D
【详解】
闭合开关时,电流从a到b,通过线圈的电流为
电容器左侧为正极板,断开开关后,电流在LC电路中振荡,t=0时刻从a到b,电流周期为
故D正确,ABC错误。
故选D。
16. 周期性变化 周期性变化 固有 固有
【详解】
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. 反射 较短
【详解】
略
19. 高频 无线电 卫星 解调
【详解】
略
20.1.3×104个
【详解】
发射器与月球车之间的距离
x=ct=3.9×108m
相当于电磁波波长的个数
21.见解析
【详解】
收音机选台时,我们调至具体频道时调谐器将相对应的频率信号进行调谐,使这一频率产生的电流达最大,然后输送给调谐器;如果调谐不准,就可能出现两种不同频率的信号都会在电路中产生,即出现“串台”现象。
22.见解析
【详解】
(1)电容器放电过程中,线圈中的电流逐渐增大,电容器的电场能转化为磁场能.
(2)在电容器反向充电过程中,线圈中电流逐渐减小,线圈中的磁场能转化为电容器的电场能.
(3)线圈中电流变化时,产生的自感电动势阻碍电流的变化.
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。
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