上海松江区第七中学高中物理选修二第四章《电磁震荡与电磁波》测试(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID：129189]如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。

t=0时开关S打到b端，已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，不考虑振荡过程中的能量损失，下列说法正确的是（）
A．电容器两端电压与其所带电荷量成反比
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最小
C．t=1.005s时，M点与N点的电势相等
D．t=1.00s至t=1.01s内，电容器一直放电
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：129157]如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。

先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。

当t1=0.01s时，LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，则（）
A．LC回路的振荡周期为0.02s
B．LC回路中电流最大时电场能最大
C．t2=0.12s时线圈中磁场能最大
D．t3=0.125s时回路中电流沿顺时针方向
5．(0分)[ID：129149]图中画出了一个LC振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断（）
A．1t时刻电感线圈两端电压最大B．2t时刻电容器两极板间电压为零
C．1t时刻电路中只有电场能D．1t时刻电容器带电荷量为零
6．(0分)[ID：129137]简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的（）
①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路
A．①②③B．②③④C．①④D．①②④
7．(0分)[ID：129132]近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路，其终端有主动、被动和双向三种模式，最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等，刷卡时，电路发生电谐振，给电容器充电，达到一定电压后，在读卡设备发出的射频场中响应，被读或写入信息。

下列说法正确的是（）
A．LC电路的电容器在充电时，电流增大
B．如果增大LC电路中电容器两极板间距离，振荡周期将增大
C．LC电路中，电容器充电时，线圈中自感电动势增大
D．电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
8．(0分)[ID：129129]下列说法正确的是（）
A．电磁炉的工作原理是利用了自感现象的相关规律
B ．日光灯只有在启动的瞬间，才发生了自感现象
C ．变压器的铁芯是用多块彼此绝缘的硅钢片叠压制作而成，目的是为了减小涡流
D ．金属探测器的原理利用了X 射线对不同硬度物体的穿透能力不同
9．(0分)[ID ：129122]有关光的知识，下列说法正确的是（ ）
A ．电视机遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X 射线的波长要短
B ．偏振光可以是横波，也可以是纵波
C ．雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的衍射所形成的的现象
D ．在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C （C 为临界角）的倒立的圆锥里
10．(0分)[ID ：129108]2017年10月10日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST )探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。

这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。

脉冲星是中子星的一种，是会发出周期性脉冲信号的星体。

与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。

脉冲是由于脉冲星的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来;脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。

结合上述材料，下列说法正确的是（ ）
A ．脉冲信号属于机械波
B ．脉冲星的磁轴与自转轴重合
C ．脉冲的周期等于脉冲星的自转周期
D ．若脉冲星是质量分布均匀的球体，那么它表面各处重力加速度的大小都相等 11．(0分)[ID ：129103]如图所示是两个LC 振荡电路1和2的电容器电压u 随时间t 变化的图像，两电路的自感系数12L L ，则（ ）
A ．电路1的频率为电路2的一半
B ．电路2的电容为电路1的两倍
C ．电路2电容器的最大电荷量为电路1的四倍
D ．电路1电流最大时电路2的电流也一定最大
12．(0分)[ID：129094]一台无线电接收机，当接收频率为535kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是360pF．如果调谐电路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1605kHz 的信号时，调谐电路里电容器的电容应变为（）
A．40pF B．120pF
C．1080pF D．3240pF
二、填空题
13．(0分)[ID：129241]磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况，如图所示，其中能产生电场的有__________图示的磁场，能产生持续电磁波的有____________图示的磁场。

A． B． C． D．
14．(0分)[ID：129239]γ射线、红外线、可见光、X射线和紫外线，按频率从高到低排列是_________________．
15．(0分)[ID：129228]电磁波按其波长从小到大依次排列,其顺序为_________、
____________、__________、___________、_______________由于它们的性质不同,因而也有许多不同的用途。

16．(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
_______________
17．(0分)[ID：129215]电磁波有：A．可见光B．红外线C．紫外线D．无线电波E．γ射线F．伦琴射线
①按频率由小到大的顺序是：________.
②可对物体进行加热的是________，激发物质发光的是________，可用来检查人体病变或骨折的是________，能使种子发生变异培育新品种的是________．
18．(0分)[ID：129212]电磁波谱中频率最高的是______ ，光纤通信中，光导纤维传递光信号是利用光的______ 现象，光从真空进入光导纤维后传播速度将______ (填“增大”“减小”或“不变”)．
19．(0分)[ID：129205]如图LC振荡回路中振荡电流的周期T=2×10﹣2s．自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时，当t=3.4×10﹣2s时，电容器正处于________状态（填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”）．这时电容器的上极板________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）．
20．(0分)[ID：129262]为了体现全民大联欢，2020年央视春晚继续采用“北京主会场+各地分会场”的直播模式，突破演播室界限，将春晚舞台的欢声笑语带到观众的身边。

用卫星转播春晚实况是利用______（选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）来传递信息的；主持人的说话声是由声带______产生的。

三、解答题
21．(0分)[ID ：129362]广播电台的短波、家用微波炉的微波、DVD 机的激光（可见光）、人体透视用的X 射线，它们的频率分别为1f 、2f 、3f 、4f ，请将它们按照频率由小到大排列。

22．(0分)[ID ：129350]为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C 置于储罐中，电容C 可通过开关S 与电感L 或电源相连，如图所示。

当开关从a 拨到b 时，由电感L 与电容C 构成的回路中产生振荡电流。

现知道平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，平行板电容器的电容与两极板间是否有电介质存在着确定的关系，当两极板间充入电介质时，电容增大。

问：当储罐内的液面高度降低时，所测得的LC 回路振荡电流的频率如何变化？
23．(0分)[ID ：129345]某居住地A 位于某山脉的一边，山脉的另一边P 处建有一无线电波发射站。

该发射站可发送频率为400kHz 的中波和频率为400MHz 的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3.0×108m/s ，则：
（1）该中波和微波的波长各是多少？
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A 处的？
（3）哪种波接收效果好？
24．(0分)[ID ：129335]有一台收音机，它接收中波广播的频率范围是535~1605kHz ，试求它的接收波长范围是多少？
25．(0分)[ID ：129317]某居住地A 位于某山脉的一侧，山脉的另一侧P 处建有无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为400kHz 的中波和400kHz 的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为8310m/s ，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少？
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的？
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好．为什么？
26．(0分)[ID：129311]LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
【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．C
2．B
3．C
4．C
5．D
6．B
7．C
8．C
9．D
10．C
11．C
12．A
二、填空题
13．BCDBD
14．射线X射线紫外线可见光红外线
15．射线X射线紫外线可见光无线电波
16．横波
17．DBACFEBCFE【解析】
18．γ射线；全反射；减小【解析】
19．充电正电【分析】LC振荡电路中电流变化一个周期过程（设t=0时刻电流为零电容器上极板带正电）：①电流逆时针逐渐增加时刻达到最大值放电完毕；②电流逆时针逐渐减小时刻减为零反向充电完毕；③电流顺时针增加
20．电磁波振动
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．C
解析：C
A ．由电容定义式Q C U =可得，电容器两端电压与其所带电荷量成正比，所以A 错误；
B ．电容器两端电压最大时所储存的电场能最大，所以B 错误；
C ．已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s ，则周期0.02s T =，
11.005s 504
t T ==，电流达到最大值，电容器放电完毕，电荷量为0，则M 点与N 点的电势相等，所以C 正确；
D ． t =1.00s 至t =1.01s 内，12
t T ∆=
,电容器先放电后反向充电，所以D 错误。

故选C 。

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
2LC t LC π
<<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
2LC t LC π
<<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．C
解析：C
A ．t =0时，线圈中电流向右，断开开关S 后，电容器右极板充电。

在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.01s 时LC 回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充电一次，则周期为0.04s ，选项A 错误；
B ．根据L
C 振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，选项B 错误；
C ．t 2=0.12s=3T ，此时线圈中电流向右最大，磁场能最大，选项C 正确；
D ．t 3=0.125s=13T 8
时线圈中电流向右给电容器充电，回路中电流沿逆时针方向，选项D 错误。

故选C 。

5．D
解析：D
ACD．由图像分析可知，计时开始时，电容器两极板带电荷量最大，电流为零，电容器开始放电，根据电流随时间的变化规律，可以画出q t-图像（在图中用虚线表示）
t时刻，电容器带电荷量为零，电压为零，电场能为零，故D正确，AC 由图像分析可知，
1
错误；
B．2t时刻电容器带电荷量q最大，两极板间电压最大，故B错误。

故选D。

6．B
解析：B
比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路，调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远，而调谐电路是在接收端需要的电路，故
②③④正确。

故选B。

7．C
解析：C
A．LC电路的电容器在充电时，电流减小，故A错误；
B．增大LC电路中电容器两极板间距离，电容器的电容会变小，根据2
=可知，
T LC
LC电路的振荡周期将减小，故B错误；
C．LC电路中，电容器充电时，电流减小得越来越快，线圈中的自感电动势增大，故C正确；
D．电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，故D错误。

故选C。

8．C
解析：C
A．电磁炉的工作原理是利用了电磁感应现象，产生的涡流是由变化的磁场产生的，所加的电流是交流电，故A错误；
B．日光灯正常发光后，由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内，故B错误；
C．变压器的铁芯不用一整块钢，是为了防止涡流损耗电能并烧毁变压器，多块硅钢片彼此绝缘，有效地减小了涡流，故C正确；
D ．金属探测器的原理是当探测线圈靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡流，故D 错误。

故选C 。

9．D
解析：D
A ．电视机遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X 射线的波长要长，A 错误；
B ．偏振光一定是横波，不可能是纵波，B 错误；
C ．雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的薄膜干涉所形成的的现象，C 错误；
D ．岸上的景物，即使发出的光几乎与水面平行，经水面折射后射入水中时，折射角也不会超过临界角C ，因此在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C （C 为临界角）的倒立的圆锥里，D 正确。

故选D 。

10．C
解析：C
A ．脉冲信号属于电磁波，若为机械波，则传播需要介质，无法接收到，故A 错误；
B ．根据题图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合，故B 错误；
C ．根据题意，脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲，则可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期，故C 正确；
D ．若脉冲星是质量分布均匀的球体，因它不停的自转，那么它表面各处重力加速度的大小不都是相等的，在赤道上最小，在两极最大，选项D 错误。

故选C 。

11．C
解析：C
A ．由图中可知212T T =，由1f T
=
可知电路1的频率是电路2频率的2倍，故A 错误； B ．LC 震荡电路周期为
2T =
由题意可知12L L =，212T T =，故
214C C =
故B 错误；
C ．由Q CU =，214C C =可得，
214Q Q =
即电路2电容器的最大电荷量为电路1的4倍，故C 正确；
D ．电流最大时，电压为0，故电路1电流最大时电路2的电流不一定最大，故D 错误； 故选C 。

12．A
解析：A
由f =
得12f f = 因为331212153510z 160510z 360pF,f L L C =⨯=⨯==H 、f H 、、解得240pF C =,故选项
A 正确．
二、填空题
13．BCDBD
解析：BCD BD
[1]．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场．故BCD 都可以产生电场．
[2]．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故只有BD 可以产生电磁波．
14．射线X 射线紫外线可见光红外线
解析：γ射线 X 射线 紫外线 可见光 红外线
[1]电磁波按波长从长到短为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线），波长越长、频率越小，所以按频率从高到低排列是γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线。

15．射线X 射线紫外线可见光无线电波
解析：γ射线 X 射线 紫外线 可见光 无线电波
[1][2][3][4][5]电磁波波长越长、频率越小，比可见光频率小，比微波频率大的电磁波是红外线，波长最长的是无线电波，所以电磁波按波长从小到大排列为：γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。

16．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。

17．DBACFEBCFE 【解析】
解析：DBACFE B C F E
【解析】
①[1]．频率由小到大的顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线；故顺序是DBACFE ；
②[2][3][4][5]．对物体进行加热的是红外线B ，激发物质发光的是紫外线C ，可用来检查人体病变或骨折的是伦琴射线F ；能使种子发生变异培育新品种的是γ射线E ．
【点睛】
本题关键是明确无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线都是电磁波，同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用．
18．γ射线；全反射；减小 【解析】
解析：γ射线； 全反射； 减小
【解析】
电磁波谱中频率最高的是γ射线，光纤通信中，光导纤维传递光信号是利用光的全反射现象，光从真空进入光导纤维后传播速度将减小．
19．充电正电【分析】LC 振荡电路中电流变化一个周期过程（设t=0时刻电流为零电容器上极板带正电）：①电流逆时针逐渐增加时刻达到最大值放电完毕；②电流逆时针逐渐减小时刻减为零反向充电完毕；③电流顺时针增加 解析：充电 正电
【分析】
LC 振荡电路中电流变化一个周期过程（设t =0时刻，电流为零，电容器上极板带正电）：①0~4T ,电流逆时针逐渐增加, 4T 时刻达到最大值，放电完毕；②~42
T T ,电流逆时针逐渐减小, 2T 时刻减为零，反向充电完毕；③3~24
T T ,电流顺时针增加，34T 时刻达到最大值，反向放电完毕；④
3~4T T ,电流顺时针减为零，正向充电完毕． LC 振荡回路中振荡电流的周期T =2×10-2s ，t =0时刻振荡电流沿逆时针方向达最大值，即分析中的4T 时刻；t =3.4×10-2s=1.7T ，与分析中的3~4
T T 中间某时刻相同，电容器在正向充电，电容器的上极板 带正电．
【点睛】
本题关键是明确LC 振荡电路一个周期内电流和电容器带电量的变化情况.
20．电磁波振动
解析：电磁波 振动
[1] 微波通信、卫星通信、光纤通信都是用电磁波来传递信息，故用卫星转播春晚实况是利用电磁波来传递信息的；
[2] 声音是由物体的振动产生的，主持人的说话声是靠声带振动产生的。

三、解答题
21．
1f <2f <3f <4f
按照频率从小到大排列的电磁波谱依次是无线电波、微波、可见光、X 射线，所以有1f <2f <3f <4f 。

22．
频率增大
当储罐内的液面高度降低时，电容器两极板之间的电解质减少，则电容器电容减小，因为电感不变，根据
2T =可知周期T 变小，则频率增大。

23．
（1）750m ；0.75m ；（2）衍射；（3）中波
(1)由λ＝c f
知 λ1＝750m ，λ2＝0.75m
(2)无线电波绕过山脉到达A 处，发生了衍射现象。

(3)频率为400kHz 的中波接收效果更好，因为它的波长较长，衍射现象更明显。

24．
9~560.7m
由公式c =λf 可得
c f
λ=
则有 58
11310m 560.7m 5.3510
c f λ⨯==≈⨯ 68
22310m 186.9m 1.60510
c f λ⨯==≈⨯ 故其波长范围是186.9m~560.7m
25．
（1）750m ；0．75m （2）衍射（3）中波的接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好 （1）由c f
λ=知，中波的波长为 1750m λ=
微波的波长为
20.75m λ=．
（2）无线电波绕过山脉到达A 处，发生了衍射现象．
（3）中波的接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显．
26．
① 530 kHz ② 566 m
①根据T ＝
f
代入数值得，
f ≈530 kHz.
②根据λ＝c /f
得
λ＝566 m.。