郑州市第四十七中学高中物理选修二第四章《电磁震荡与电磁波》检测卷(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID：129179]关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）
A．把带电体和永磁体放在一起，可在其周围空间中产生电磁波
B．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的
C．医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理
D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线
2．(0分)[ID：129178]关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）
A．麦克斯韦认为变化的电场产生变化的磁场
B．红外线、可见光和紫外线是由原子的外层电子受激发产生的
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长变大
D．电磁波按频率由高到低的正确排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线，γ射线
3．(0分)[ID：129177]如图所示，储罐中有不导电液体，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成电容为C的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与自感系数为L线圈或电源相连．当开关从a拨到b开始计时，L与C构成的回路中产生振荡电流，则
2LC t LC
π
π
<<时间内（）
A．线圈中的电流增大
B．线圈中的自感电动势减小
C．电容器极板间的电场强度增大
D．电容器极板上的电荷量减小
4．(0分)[ID：129169]调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，如果要接收到这个电台的信号，应该采取的措施是（）A．增大调谐电路中线圈的匝数B．加大电源电压
C．增加调谐电路中的电容D．将线圈中的铁芯抽出
5．(0分)[ID：129168]下列有关电磁波的说法正确的是（）
A．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在
B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场
C．电磁波在所有介质中的传播速度均为8
310m/s
c=⨯
D．微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物
6．(0分)[ID：129164]2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。

2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。

所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MH Z频段的无线电波。

现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MH Z。

5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。

根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（）
A．4G信号是纵波，5G信号是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
7．(0分)[ID：129160]微波炉是通过微波加热食物的。

所谓的微波是指频率在
300MHz~3000GHz之间的电磁波。

若某微波的频率为1500MHz，电磁波在真空中的速度8
310m/s
c=⨯，则该微波的波长为（）
A．0.002m B．0.02m C．0.2m D．2m
8．(0分)[ID：129148]如图所示，LC振荡电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700Hz 变为1400Hz，则可以采用的办法有（）
A．把电容增大到原来的4倍B．把电容增大到原来的2倍
C．把电容减小到原来的1
2
D．把电容减小到原来的
1
4
9．(0分)[ID：129125]下列说法正确的是（）
A．超声波测速仪利用的是多普勒效应
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐
C．汽车减振系统的固有频率一般都比较高
D．机场和车站用红外线检查行李箱内的物品
10．(0分)[ID：129117]下列说法正确的是（）
A．由于真空中没有介质，因此电磁波不能在真空中传播
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，而光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理C．无影灯利用的是光的衍射原理，雨后的彩虹是光的干涉现象
D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理
11．(0分)[ID：129115]下列说法正确的是（）
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．在LC振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最多，电路电流最小12．(0分)[ID：129102]LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带
电情况如图所示，若
21π2
t t LC
-=，则（）
A．在t1时刻电容器正充电
B．在t2时刻电容器两极板间电场正在增强
C．在t1时刻电路中电流正在减小
D．在t2时刻自感线圈中磁场正在增强
二、填空题
13．(0分)[ID：129246]如果在太空设立太阳能卫星电站，可24小时发电，且不受昼夜气候的影响。

利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的。

可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过。

预计在21世纪初地球上空将建起卫星电站。

(地球半径R＝6400km)
（1）太阳能电池将实现哪种转换_____
A．光能——微波 B．光能——热能 C．光能——电能 D．电能——微波
（2）在1100km高空的电站卫星的速度约为_____
A．3.1km/s B．7.2km/s C．7.9km/s D．11.2km/s
（3）微波指（____）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．机械波
（4）飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙_____
A．反射 B．折射 C．衍射 D．干涉
（5）微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的_____
A．电离作用 B．穿透作用 C．生物电作用 D．产生强涡流
14．(0分)[ID：129226]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分
___________.我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了_______________.
15．(0分)[ID：129223]产生电磁波的电场方向和磁场方向相互垂直,即电磁波是
_______________
16．(0分)[ID：129219]红外线、紫外线、X射线都有着广泛的应用，如图所示。

下面的判断中正确的打"√"，错误的打“×”。

A． B． C．
D．
A．医院透视用到的是X射线___
B．电视遥控器用到的是紫外线___
C．非接触式体温计用到的是红外线___
D．夜间作战使用的夜视仪用到的是红外线___
17．(0分)[ID：129198]某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为____________，在此处，每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为____________．
18．(0分)[ID：129192]电磁波的频率范围很广，不同频率的电磁波具有不同的特性，请从电磁波谱中任选两种，分别写出它们的名称和一种用途．
(1)名称________，用途______________________________________________．
(2)名称________，用途_________________ ____________________________．
19．(0分)[ID：129261]20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空设立太阳能卫星电站，可24h发电，且不受昼夜气候的影响。

利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的，可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过.预计在21世纪初地球上空将建起卫星电站。

（地球半径R km）
6400
（1）太阳能电池将实现_______转换。

A．光能——微波B．光能——热能C．光能——电能D．电能——微波
（2）在1100km高空的卫星电站的速度约为__________。

A．3.1km/s B．7.3km/s C．7.9km/s D．11.2km/s
（3）微波指__________。

A．超声波B．次声波C．电磁波D．机械波
（4）飞机可以安全无恙是因为飞机外壳对微波的__________作用。

A．反射B．折射C．衍射D．干涉
（5）微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的___________。

A．电离作用B．穿透作用C．生物电作用D．产生强涡流
20．(0分)[ID：129249]_____________预言了电磁波的存在，___________设计实验证明了电磁波的存在，并用实验测得电磁波在真空中传播的速度。

三、解答题
21．(0分)[ID：129367]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？ 22．(0分)[ID ：129354]请向你的同学描述：调幅波（经调幅后的电磁波）图像的形状是怎样的？描述时，要求用到“载波”“音频信号”这两个名词。

23．(0分)[ID ：129303]可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.6μm ，则它的频率为是多少？已知光从真空中进入水中频率不变，但波长变短，若这种可见光进入水的波长变为0.5μm ，那么此光在水中的传播速度将变为多少？
24．(0分)[ID ：129338]一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，有可能发射电磁波吗？
25．(0分)[ID ：129323]有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。

例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期2m T k π
=，式中m 为振动物体的质量，k 为回复力与位移间的比例系数。

(1)试证明在小角度下，单摆做简谐运动，并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f 的表达式（已知单摆的摆长为L 、摆球质量为m 、当地重力加速度为g ）；
(2)在弹吉他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f 由琴弦的质量m 、长度L 和张力F 共同决定，假设琴弦振动时，振幅很小，且琴弦的张力保持不变， a ．请通过分析，写出琴弦振动的频率f 与琴弦的质量m 、长度L 和张力F 的关系式； b ．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，试求琴弦振动的频率将变为多少？
（注：严格的说，琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。

此题中我们不考虑其他驻波的影响，即只需关注琴弦上基波的频率。

不懂驻波的同学可以不用管这一条注释，不影响解题）
(3)简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v 与其偏离平衡位置的位移x 之间的关系就都可以表示为2220v v ax =-，其中0v 为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a 为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。

我们曾利用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。

现在对一个LC 振荡电路，请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律），并求出电磁振荡频率f 的表达式。

已知电感线圈中磁场能的表达式为
212LI ，式中L 为线圈的自感系数，I 为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为212
CU 。

26．(0分)[ID ：129293]某LC 振荡电路中，振荡电流变化规律i=0.14sin （1000t ）A ，已知电
路中线圈的自感系数L=50mH，求：
（1）该振荡电流的周期为多少；
（2）电容器的电容C．
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
2．B
3．C
4．D
5．B
6．C
7．C
8．D
9．A
10．B
11．B
12．B
二、填空题
13．CBCAD
14．若干波段电磁波谱
15．横波
16．√×√√
17．600m2×10-6J【解析】【分析】电磁波传播过程中的频率是不变的根据求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量
18．微波微波炉电视雷达宇航通信略略略
19．CBCAD
20．麦克斯韦赫兹
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
解析：B
A．变化的磁场、电场才能产生电磁波，A错误；
B．手机、电视、光纤通信都可以用电磁波来传递信息，B正确；
C．医院中用于检查病情的“B超”利用了超声波的反射原理，C错误；
D ．车站、机场“透视”行李箱的安检装置是利用X 射线的穿透性来成像的，D 错误。

故选B 。

2．B
解析：B
A ．变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，A 错误；
B ．红外线、可见光和紫外线是由原子的外层电子受激发产生的，B 正确；
C ．由电磁波波速公式v =λf 可知，电磁波由真空到介质传播时，速度变小，频率不变，波长变小，C 错误；
D ．电磁波按频率由高到低的正确排列顺序是：γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，D 错误。

故选B 。

3．C
解析：C
D ．L 与C 构成的回路，振荡的周期
2T LC π= 电容器电量随时间变化如图所示
在2LC t LC π
π<<时间内，即是42
T T t << 时间内，电容器极板上的电荷量增加，D 错误；
AB ．电容器电量随时间变化如图所示
则线圈中的电流关系如图所示
t <<42
T T t << 时间内，电流在减小，自感电动势 E n t
∆Φ=∆ 图像的斜率在增大，故自感电动势在增大，AB 错误；
C ．根据
Q C U = U E d
=
解得 Q E Cd =
电容器极板上的电荷量增加，则场强增大，C 正确。

故选C 。

4．D
解析：D
当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中接收不到信号的原因是调谐电路的固有频率较低，由
f =
可知，在电容C
无法再调节的情况下，可减小L 以提高f ，故选D 。

5．B
解析：B
A. 赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，A 错误；
B. 周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，B 正确；
C. 电磁波在真空中传播速度等于8310m/s c =⨯，C 错误；
D. 因为红外线有热作用，微波炉主要利用电磁波中的红外线加热食物，D 错误。

故选B 。

6．C
解析：C
A ．4G 信号和5G 信号都是电磁波，而电磁波是横波，故这些4G 和5G 信号都是横波，选项A 错误；
B ．由于干涉的条件是频率相等，而4G 信号和5G 信号的频率不相等，故它们相遇不能产生干涉现象，选项B 错误；
C ．波长越长越容易发生衍射现象。

而4G 信号的频率小，故它的波长大，所以4G 信号更容易发生衍射现象，选项C 正确；
D ．4G 信号和5G 信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度都是光速，都是相等的，选项D 错误。

故选C 。

7．C
解析：C
根据波长公式得
=
0.2m c f
λ= 故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

8．D
解析：D
由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由2T =及L 不变知，当014
C C =时符合要求，其中0C 为原电容，
D 正确，ABC 错误。

故选D 。

9．A
解析：A
A ．超声波由测速仪发出，声和光一样能进行反射，反射到测速仪，测速仪接收，利用回声测距的原理来工作时声波的多普勒效应的应用，故A 正确；
B ．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，故B 错误；
C ．减震系统因车而异，其频率也不一样，因此无法用较高或较低来概括，故C 错误；
D ．机场和车站用X 外线检查行李箱内的物品，故D 错误。

故选A 。

10．B
解析：B
A ．电磁波可以在真空中传播，A 错误；
B ．无线电通信是利用电磁波传输信号的，光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理，B 正确；
C ．无影灯利用的是光的直线传播原理，雨后的彩虹是光的折射现象，C 错误；
D ．泊松亮斑是光的衍涉现象，全息照相的拍摄利用了激光的单色性，即相干性原理，D 错误。

故选B 。

11．B
解析：B
A ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成色散现象，故A 错误；
B ．光导纤维束内传送图象是利用了光由光密介质到光疏介质时会发生全反射的性质，故B 正确；
C ．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C 错误；
D ．在LC 振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最小，电路电流最大，故
D 错误。

故选B 。

12．B
解析：B 由
21t t -=
知
214
T t t -=
AC ．从题图可看出1t 、2t 两个时刻螺线管处的电流都是从左向右穿过螺线管，由于电流方向是正电荷运动方向，1t 时刻正电荷是从左极板流出然后穿过螺线管，正处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，故AC 错误；
B ．2t 时刻，电流从左向右通过螺线管，而右极板带正电，说明正电荷正往右极板上聚集，所以2t 时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两级间电场增强，故B 正确； D ．由于充电过程中振荡电流总是减小的，故线圈中磁场在减弱，故D 错误。

故选B 。

二、填空题 13．CBCAD
解析：C B C A D
（1）[1]．太阳能电池是把光能转化为电能的装置，故选C ；
（2）[2]．据v v 1＝7.9km/s ，设卫星电站速度为v 2，则
v 2＝v ＝7.2(km/s) 故选B 。

（3）[3]．运用电磁波谱知识可知，微波是电磁波的一部分，故选C 。

（4）[4]．微波波长较短，易于反射，故选A 。

（5）[5]．微波的频率很高，这样的电磁波在生物体内可引起涡流，由于卫星电站功率很大，相应地涡流产生的能量很大，足以将鸟热死，故选D 。

14．若干波段电磁波谱
解析：若干波段 电磁波谱
[1][2]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分若干波段，我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了电磁波谱。

15．横波
解析：横波
[1]由于电场方向和磁场方向相互垂直，所以电磁波是横波。

16．√×√√
解析：√ × √ √
[1] X 射线具有较强的穿透能力，因此可以用来医院透视，故A 正确；
[2]红外线波长较长，绕过烟雾能力比较强，电视遥控是利用红外线来工作的，故B 错误； [3]非接触式体温计也是用到红外线，因不同温度发出的红外线程度不同，故C 正确； [4] 夜间作战使用的夜视仪用到的是红外线，因不同物体发出的红外线不同，故D 正确。

17．600m2×10-6J 【解析】【分析】电磁波传播过程中的频率是不变的根据求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量
解析：600m 2×10-6 J 【解析】 【分析】
电磁波传播过程中的频率是不变的，根据c f λ=求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量．
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：
83106005001000c m m f Hz
λ⨯===⨯；
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为
362210101J 210J 44 3.1420000
Pt Pt S R π-⨯⨯===⨯⨯⨯ 18．微波微波炉电视雷达宇航通信略略略
解析：微波 微波炉，电视、雷达、宇航通信 略 略 略
卫星通信利用了无线通信，即利用电磁波的知识来工作的；微波的用途：微波炉，电视、雷达、宇航通信等等．
本题考查了电磁波在生活中的应用，是一道基础题．
19．CBCAD
解析：C B C A D
（1）[1]太阳能电池是把光能转化为电能的装置，故选C ； （2）[2]据
v 第一宇宙速度v 1=7.9km/s ，设卫星电站速度为v 2，则
v 2=v ≈7.3（km/s ） 故选B 。

（3）[3]运用电磁波谱知识可知，微波是电磁波的一部分，故选C 。

（4）[4]微波波长较短，易于反射，故选A 。

（5）[5]微波的频率很高，这样的电磁波在生物体内可引起涡流，由于卫星电站功率很大，相应地涡流产生的能量很大，足以将鸟热死，故选D 。

20．麦克斯韦赫兹
解析：麦克斯韦 赫兹 [1]麦克斯韦预言了电磁波的存在。

[2]赫兹设计实验证明了电磁波的存在，并用实验测得电磁波在真空中传播的速度。

三、解答题 21．
1291
C C = 由LC 电路固有频率公式得
12f LC
π=
解得
221
4C f L
π=
所以
22122221160595351
C f C f ===22． 调幅波就是让载波的振幅随音频信号的波形改变而改变。

调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，波形如图；
即调幅波就是让载波的振幅随音频信号的波形改变而改变。

23．
14510Hz ⨯；82.510m/s ⨯；
根据波长、波速和频率的关系可知c f λ=，所以
8146
3.010510Hz 0.610
c
f λ-⨯===⨯⨯ 频率不变，波长变成0.5μm ；则波速：
1468'5100.510 2.510m/s v f λ-==⨯⨯⨯=⨯；
【点睛】
本题要求记住真空中电磁波速等于光速．还要知道公式c=λf ，同时明确光进入不同介质时
频率不变，速度及波长发生变化．
24．
有可能向外辐射电磁波
一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，电子受到质子的库仑引力的作用增大，做加速度a 增大的加速运动，电子在运动过程中周围空间会产生非均匀变化的电场，所以有可能向外辐射电磁波。

25．
(1)1
2g f L
π
=
；(2)a ．F f c mL =，b ．2f f '=；(3)222
0q I I LC =-，12LC νπ=
(1)对摆球受力分析如图
单摆摆球的重力沿着切线方向的分力提供回复力，该力的大小为
F =mg sin θ
由于θ＜5°，故
sin x
L
θθ≈=
故
x mg F mg x L L
=⋅
=⋅ 方向总是指向平衡位置，故
F 回=-kx
而常数mg k L =
，代入简谐运动的周期公式2m
T k
= 2L
T g
= 单摆的振动频率为
1f T
=
联立解得
12g f L
π=
(2)a ．频率f 的单位是1s -，质量m 的单位是kg ，长度L 的单位是m ，弹拨力F 的单位是
-2N kg m s =⋅⋅
c 可得公式
f =b ．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，有
2
L L '=
可得
f f '==
则有
f '=
(3)由简谐振动过程中的机械能守恒，有
222
0111222
mv mv kx =+ 整理可得
22
2
0k v v x m
=-
故常数为
k a m
=
由弹簧振子的振动周期2T =，结合2T πω=可得
ω=而LC 振荡电路的总能量包括电容器的电场能和电感线圈中的磁场能，其总能量是守恒的，有
2220111
222
LI LI CU =+ 整理可得
22
20CU LI LI =-
而电容器的电荷量q CU =代入可得
2
2
20
q I I LC
=- 与222
0v v ax =-类比可知，电荷量q 类比为位移x ，电流I 类比为速度v ，因电流关于时间
成正弦函数规律，可推得电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律，而常数为
1a LC
=
根据弹簧振子的周期为
2T =代入可知
2
2T
π
ω
=
=
=由周期可知电磁振荡的频率公式为
ν=
．
（1）3210s π-⨯（2）52.010F -⨯
(1)根据振荡电路的周期性变化的规律2T
πω=
，得322s 210s 1000T ππ
πω-=
==⨯
(2)因震荡周期2T =，得235223
(210)
2.010F 445010
T C F L πππ---⨯===⨯⨯⨯ 【点睛】
本题关键运用LC 振荡电路的电谐振周期公式.。