2023-2024学年粤教版选择性必修2第四章《电磁振荡电磁波》单元测试B卷（后附解析）

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2023-2024学年 粤教版选择性必修2 第四章《电磁振荡电磁波》单元测试B卷
B测试卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定在周围空间产生磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并且最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
2．下列电磁波符合波长由短到长顺序的是（ ）
A．微波、红外线、紫外线 B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、红外线、X射线 D．紫外线、X射线、γ射线
3．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．由于电磁波和机械波本质上相同，故这两种波的波长、频率和波速间具有相同的关系
B．电磁波和机械波的传播过程都传递了能量
C．电磁波和机械波都需要通过介质传播
D．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和检波
4．下列选项关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是（ ）
A．库仑利用图甲的实验装置测出了万有引力常量
B．奥斯特利用图乙的实验，发现了“磁生电”现象
C．法拉第通过图丙的实验线圈，发现了电磁感应现象
D．麦克斯韦通过图丁的实验捕捉到了电磁波，并证实了自己关于“电磁波”的预言
5．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大
D．电磁波无法发生衍射现象
6．车载预碰撞安全系统在工作时，雷达发射毫米级的电磁波，不间断地探测前方障碍物，当检测到安全距离内出现障碍物时，会发出声音警报，同时收紧前排座椅安全带。关于毫米级电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．波长比声波的长
B．由原子核的跃迁产生
C．遇到前方障碍物时会发生明显的衍射现象
D．传播时不需要介质
7．振荡电路的电流随时间变化的图像如图所示。在时刻，电容器的M板带负电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带负电，则这段时间对应图像中（　　）
A．段 B．段 C．段 D．段
评卷人得分
二、多选题
8．在LC振荡电路中，某时刻线圈中产生如图所示的磁场，且磁场正在逐渐增强，则该时刻（　　）
A．电容器的带电量正在减少
B．电容器的上极板带正电
C．电容器极板间的电场向上
D．振荡电路中磁场能正在向电场能转化
9．关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是（　　）
A．必须对信号进行调制
B．必须使信号产生电谐振
C．必须把传输信号加到高频电流上
D．必须使用开放电路
10．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型
C．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
D．铀核裂变中放出新的中子又引起新的裂变，形成链式反应
11．图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s，LC振荡回路的振荡周期为，则下列说法正确的是（　　）

A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为340Hz
B．两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有10个悬浮点
C．两列波稳定叠加后，波源P、Q之间振幅为2A的点共有8个
D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数
第II卷（非选择题）
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评卷人得分
三、实验题
12．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点。（结果保留三位有效数字）
（1）、L、C的关系为 ；
（2）根据图中给出的数据点作出与C的关系图线 ；
（3）求得的L值是 。
13．如图所示用A、B两只莱顿瓶来演示电磁波的发射和接收.将A的振子a、b接在感应圈（感应圈是产生高压电的装置）输出端，接通感应圈电源，使A的振子a、b产生火花，并发射 .将带有氖灯的莱顿瓶B靠近A，调节滑动杆的位置，当A和B的滑动杆位置 时，可观察到氖灯 .实验表明，尽管A和B这两个电路之间没有导线相连，但B的能量显然可由A通过 传播过来.
评卷人得分
四、解答题
14．若你用通过同步卫星转发的无线电话与对方通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话 (已知同步卫星离地面的高度 )
15．若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：
(1)该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为）
(2)该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm）
(3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？
16．类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：如图1所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，小球相对平衡位置的位移x随时间t的变化规律可用方程描述，其中xm为小球相对平衡位置O时的最大位移，m为小球的质量，k为弹簧的劲度系数。请在图2中画出弹簧的弹力F随位移x变化的示意图，并借助F-x图像证明弹簧的弹性势能。
（2）情境2：如图3所示，把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成电路。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，组成LC振荡电路，同时发现电容器极板上电荷量q随时间t的变化规律与情境1中小球位移x随时间t的变化规律类似。已知电源的电动势为E，电容器的电容为C，线圈的自感系数为L。
a、类比情境1，证明电容器的电场能；
b、类比情境1和情境2，完成下表。
情境1 情境2
小球的位移
线圈的磁场能 （i为线圈中电流的瞬时值）
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．A
解析：A．变化的电场一定在周围空间产生磁场，A正确；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，B错误；
C．电磁波可以在真空中传播，C错误；
D．各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同等于光速，D错误。
答案：A。
2．B
解析：A．微波、红外线、紫外线的波长从长到短排列。故A错误。
B．γ射线、X射线、紫外线波长由短到长排列。故B正确。
C．X射线的波长比紫外线波长短。故C错误。
D．紫外线、X射线、γ射线波长由长到短顺序排列。故D错误。
答案：B。
3．B
思路：电磁波是交变电磁场在空间的传播，机械波是机械振动在介质中的传播；电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质．
解析：A、电磁波是交变电磁场在空间的传播，机械波是机械振动在介质中的传播，本质不同．但是波长、频率和波速间具有相同的关系，故A错误．B、电磁波和机械波的传播过程中都传递了能量，故B正确．C、电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故C错误．D、发射无线电波时，需要对电磁波进行调制，检波是接收时步骤，故D错误．答案：B．
点拨：解决本题的关键知道电磁波和机械波的特点，知道它们的联系和区别．
4．C
解析：A．该实验是库仑发现库仑定律的实验，故A错误；
B．该实验是奥斯特研究电流磁效应的实验；奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，故B错误；
C．法拉第通过图丙的实验线圈，发现了电磁感应现象，故C正确；
D．赫兹通过图丁的实验捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦关于“电磁波”的预言，故D错误。
答案：C。
5．B
解析：A．根据电磁场理论，变化的电场会产生磁场，变化的磁场产生电场；同时均匀变化的电场产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场；周期变化的电场产生周期磁场，周期变化的磁场产生周期电场，故A错误；
B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小，故B正确；
C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度相同，故C错误；
D．电磁波可以发生衍射现象，故D错误；
答案：B。
6．D
解析：A．人耳可听的声波从20Hz到20kHz，相应的波长从17m到17mm不等；毫米波是波长为1~10毫米的电磁波，通常所指频段为30-300GHz，所以毫米级的电磁波波长比声波的短，故A错误；
B．由电磁振荡产生的，故B错误；
C．毫米波波长较小，所以遇到前方障碍物 不会发生明显的衍射现象，故C错误；
D．毫米波是电磁波，电磁波的传播时不需要介质，故D正确。
答案：D。
7．D
解析：某段时间里，回路的磁场能在减小，说明回路中的电流在减小，电容器充电，而此时M带负电，那么一定是给下极板充电，电流方向逆时针。
由题意知t=0时，电容器开始放电，且M极板带负电，结合i-t图像可知，电流以顺时针方向为正方向，因此这段时间内，电流为负，且正在减小，符合条件的只有图像中的cd段。
答案：D。
8．AC
解析：AD．磁场正在逐渐增强，说明电场能正在转化为磁场能，即电容器在放电，电容器的带电量正在减少。故A正确；D错误；
BC．由安培定则可知，电路中电流方向为逆时针，而此时正在放电，所以电容器的上极板带负电，电容器极板间的电场向上。故B错误；C正确。
答案：AC。
9．ACD
解析：无线电波的发射过程中，一定要把传输信号加到高频电流上，对低频输入信号进行调制，用开放电路发射。
答案：ACD。
10．AD
解析：A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故A正确．
B．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立玻尔原子模型，不是原子的核式结构模型，故B错误．
C．由德布罗意公式 ，则微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故C错误．
D．铀核裂变中放出新的中子又引起新的裂变，形成链式反应，故D正确．
11．CD
解析：A．由丙图可知超声波的波长，超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为
代入数据得
故A错误；
B．波源P、Q振动步调相反，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源P、Q之间某一点坐标为，悬浮点为振动减弱点，满足
解得
故两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有9个悬浮点，故B错误；
C．波源P、Q之间振幅为2A的点为振动减弱点，当波程差为半波长的奇数倍时，该点是振动加强点，满足
解得
两列波稳定叠加后，波源P、Q之间振幅为2A的点共有8个，故C正确；
D．拔出图乙线圈中的铁芯，LC振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故D正确。
答案：CD。
12．
解析：（1）[1]根据
得
（2）[2]如图所示
（3）[3]图线斜率为
得
13． 电磁波 相同 发光 电磁波
解析：[1]由麦克斯韦电磁场理论可知，接通感应圈电源，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生电场，并由近向远传播形成电磁波；
[2][3]当A和B的滑动杆位置相同时，两电路中的电流相同，即两路中电流的频率相同，B电路中可接收A中的能量，可观察到氖灯发光，实验表明，尽管A和B这两个电路之间没有导线相连，但B的能量显然可由A通过电磁波传播过来。
14．0.24s
解析：最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为
可得需要的时间
15．(1)；(2)紫外线波段；(3)
解析：（1）由波速公式得
（2）该电磁波属于紫外线波段。
（3）由得
16．（1） ，证明过程见解析；（2）a、证明过程见解析；b、
情境1 情境2
电容器的电荷量
小球的动能 （v为小球的瞬时速度）
解析：（1）弹力取向右为正，由可得，弹簧弹力F随位移x变化的示意图如图甲所示。F-x图中，图线与x轴围成的面积等于弹力做的功。则小球从位移为x处回到平衡位置的过程中，弹簧弹力做功
设小球的位移为x时，弹簧的弹性势能为Ep，根据功能关系有
所以
（2）a.根据电容器的定义式
可作出电容器电压U随电荷量q变化的关系图线，如图乙所示
图线与q轴围成的面积等于充电时电源对电容器做的功，也就等于电容器内储存的电场能，所以
b.
情境1 情境2
小球的位移 电容器的电荷量
小球的动能 （v为小球的瞬时速度） 线圈的磁场能(i为线圈中电流的瞬时值）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页