成都七中嘉祥外国语学校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：129182]以下是几个教材中的物理公式，其中关于特定物理量符号、物理量名称及其在国际单位制（SI）中的用基本单位表示的单位符号表述中全部正确的是（）
A．A B．B C．C D．D
2．(0分)[ID：129172]下列判断正确的是（）
A．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．电磁波和机械波传播都需要介质
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄
3．(0分)[ID：129165]以下关于电场和磁场的理解正确的是（）
A．一定条件下，两种场可以互相激发产生
B．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力C．静电场、涡旋电场、恒定磁场和变化磁场都可以定义势和势能的概念
D．场和场线都是人们为了研究问题方便引入的理想物理模型，并非客观存在
4．(0分)[ID：129163]关于电磁波，下列说法正确的是（）
A．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波
B．电磁波是一种物质不能在真空中传播
C．红外线的波长比X射线的波长短
D．电磁波能传播信息，但不能传播能量
5．(0分)[ID：129151]如图所示，氢原子中的电子绕核逆时针快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外，电子的运动轨道半径r不变，若使磁场均匀增加，则电子的动能（）
A．不变
B．增大
C．减小
D．无法判断
6．(0分)[ID：129138]在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（）
A．B．
C．D．
7．(0分)[ID：129134]LC振荡电路中某时刻的磁场方向如图所示，则（）
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流方向由N指向M
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带负电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由N指向M
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：129124]如图所示，是某 LC振荡电路中电流随时间变化的关系曲线，如图乙所示，规定顺时针电流为正电流，则（）
A．在t1时刻，a 板带正电，电荷量最大
B．在t1~t2时间内，线圈内磁场方向向上，且强度减弱
C．在t2时刻，电感线圈自感电动势最大，U c>U d
D．在t1~t2时间内，电容器正在充电
10．(0分)[ID：129120]安全生活离不开安检，近到地铁，远到火车和飞机，都会感受安检的存在。

针对行李的安检机工作原理与医院里面用的 CT 成像原理很相似。

当行李箱通过安检机的时候，就会在显示屏上显示出不同物体的轮廓，然后再根据颜色的不同，就能进一步判断物体大概属于哪一类。

安检门主要是用来检测人身上是否携带了金属类管制利器的，它本质上是一种金属检测仪，根据金属的种类和大小，金属检测仪可以大致给出报警的金属所在的位置和大小，且不会对身体健康造成影响。

现在国内外某些机场已经配备了人体扫描仪，人体扫描仪能对人体实行比安检门更详细的检查。

人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐射强度极小，成为无害安检的理想波段。

相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外的安装检测金属的安检门。

根据以上信息可知，下列说法中正确的是（）
A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的
B．安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的
C．人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像
D．人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的
11．(0分)[ID：129112]LC回路在电磁振荡过程中向外辐射电磁波如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（）
A．电容器正在放电
B．电容器正在充电
C．电感线圈中的电流正在增大
D．该回路振荡过程中辐射的电磁波的频率越来越小
12．(0分)[ID：129099]如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为
A．
IB
q aU
，负B．
IB
q aU
，正
C．
IB
q bU
，负D．
IB
q bU
，正
二、填空题
13．(0分)[ID：129235]电磁波谱中波长最长和最短的电磁波分别是________和__________.
14．(0分)[ID：129210]电磁波谱是按________连续排列的图谱，从电磁波谱图中可看出光其实是________
15．(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”）．
16．(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____________．
17．(0分)[ID ：129280]在α射线、β射线、X 射线、γ射线四种射线中，穿透能力最强的是___________射线；其中不属于电磁波的是___________射线。

18．(0分)[ID ：129272]江苏人民广播电视台的频率是700kHz ，它的波长是_________m 。

19．(0分)[ID ：129257]如图中LC 振荡电路的周期为T =2×10-2s 。

从电流逆时针最大开始计时，当t =2.5×10-2s 时，电容器正处于___状态；这时电容器上极板a 的带电情况为____。

20．(0分)[ID ：129254]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谐（______）
三、解答题
21．(0分)[ID ：129355]我国第一颗人造卫星用20.009 MHz 和19.995 MHz 的电磁波发送信号，求这两种电磁波的波长。

22．(0分)[ID ：129351]一个LC 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i t -图像和u t -图像。

23．(0分)[ID ：129346]如图甲、乙所示是发射电磁波时常用的信号调制方式，请问这两种调制方式有什么不同？
24．(0分)[ID ：129337]如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的回答？（设对方听到话后立即回话，已知
24610kg M =⨯地，66.410m R =⨯地）
25．(0分)[ID ：129325]如图所示是演示电磁波的发射与接收的实验装置。

(1)当甲的振子a 、b 间产生电火花时，乙的氖灯是否一定发光？
(2)如果乙的氖灯发光，其能量是如何得到的？
26．(0分)[ID：129282]某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒发射的脉冲数n ＝5 000个，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs．求电磁波的振荡频率和最大探测距离．
【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．D
2．B
3．A
4．A
5．B
6．D
7．C
8．C
9．D
10．C
11．B
12．C
二、填空题
13．无线电波射线
14．电磁波波长或频率电磁波【解析】
15．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
16．600m2×10-6J【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
17．γαβ
18．57
19．充电完毕带负电
20．错误
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．D
解析：D
A ．该表达式是开普勒第三定律的表达式，式中的a 是轨道半长轴，单位是m ，选项A 错误；
B ．该表达式为电阻定律的表达式，式子中的ρ是电阻率，单位是Ω∙m ，选项B 错误；
C ．振动电路中周期的表达式应该是
2T =
式子中的L 为线圈的自感系数，单位H （亨利），选项C 错误；
D ．该表达式为感应电动势表达式，其中的B 为磁感应强度，单位是
2
2N kg m/s 1T=1=1=1kg/(A s )A m A m
⋅⋅⋅⋅ 选项D 正确。

故选D 。

2．B
解析：B
A ．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有横波，故A 错误；
B ．干涉和衍射是波的特有性质，机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，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 ．光的干涉条纹间距
L x d
λ∆= 若仅将入射光由绿光改为红光，由于波长变大，故条纹间距变大，故D 错误； 故选B 。

3．A
解析：A
A ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，即一定条件下，两种场可以互相激发产生，故A 正确；
B ．试探电荷在电场中一定受电场力，而电流元（一小段通电导线）在磁场中，若电流与磁感应强度平行，则不受安培力，故B 错误；
C ．静电场定义势和势能的概念，涡旋电场不能引入势的概念，它是由磁场变化率和空间位置决定的，磁场不是有势场，而是涡旋场，故恒定磁场和变化磁场也不能定义势和势能，故C 错误；
D ．电场和磁场是法拉第第一次提出的，是客观存在的物质，而电场线和磁感应线是法拉第为了形象的描述场而假想引入的，并非客观存在，故D 错误；
故选A 。

4．A
解析：A
A. 变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波，A正确；
B. 电磁波是一种物质，能在真空中传播，B错误；
C. 红外线的波长比X射线的波长长，C错误；
D. 电磁波能传播信息，也能传播能量，D错误。

故选A。

5．B
解析：B
电子在库仑力F和洛伦兹力f的共同作用下做匀速圆周运动，由左手定则判断f和F方向始终相同，两者之和充当向心力。

当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦电磁场理论，将激起一稳定电场，由楞次定律及安培定则可判出上述电场的方向为顺时针，这时旋转的电子除受原来的F和f外，又受到一个逆时针方向的电场力作用，该力沿运动轨迹的切线方向，且与电子运动方向相同，对电子做正功，所以电子的动能增大。

故选B。

6．D
解析：D
根据麦克斯韦电磁场理论，只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，D正确；ABC错误；
故选D。

7．C
解析：C
安培定则可知，电流方向由M向N；若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电场能正在增大，电容器上板带正电；若磁场正在增强，则电容器正在放电，电场能正在减少，电容器上板带负电，选项ABD错误，C正确。

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．在t1时刻，回路中的电流顺时针最大，则电容器放电完毕，此时a 板不带电，A错误；B．在t1~t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，则线圈内磁场方向向下，且强度减弱，B 错误；
C．在 t2时刻，电流为零，但是电流的变化率最大，此时电感线圈自感电动势最大，根据楞次定律可知，线圈下端电势高，即U c<U d，C错误；
D．在t1~t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，线圈的磁场能减小，电容器内电场能增加，即电容器正在充电，D正确。

故选D。

10．C
解析：C
A．安检机是利用X射线的穿透作用来工作的，选项A错误；
B．安检门的金属检测仪是利用电磁感应原理来探测金属的，选项B错误；
CD．人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，可知人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像，选项C正确，D错误；
故选C。

11．B
解析：B
AB．由右手螺旋定则可判断图示时刻电流方向为逆时针方向，又电容器下极板带正电，说明电容器正在充电，选项A错误，B正确；
C．电容器充电时，电容器上的电荷量增大，电流在减小，选项C错误；
D．由振荡电路的周期公式2
T=D错误。

故选B。

12．C
解析：C
因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷；根据电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡可得：
U
=
qvB q
a
解得：
U
=
v
Ba
因为电流为：
==
I nqvs nqvab
解得：
IB n q bU
A.与分析不符，故A 错误；
B.与分析不符，故B 错误；
C.与分析相符，故C 正确；
D.与分析不符，故D 错误．
二、填空题
13．无线电波射线
解析：无线电波 射线
[1][2]依照波长的逐渐变短的次序，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线，所以电磁波谱中波长最长和最短的电磁波分别是无线电波和γ射线。

14．电磁波波长或频率电磁波【解析】
解析：电磁波波长或频率 电磁波
【解析】
电磁波谱是按电磁波的波长或频率将电磁波连续排列起来的图谱，从电磁波谱中可以看出光位于电磁波之中，故光也是种电磁波；
【点睛】
为了更好的研究电磁波，科学家将电磁波按波长或频率进行连续排列而成的图谱就组成了电磁波谱；此题关键是记住电磁波谱并理解；
15．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；③3~24T 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.
16．600m2×10-6J 【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-⨯⨯===⨯⨯⨯ 17．γαβ
解析：γ α、β
[1]在α、β、X 、γ四种射线中，穿透能力最强的是γ射线
[2]其中不属于电磁波的为α、β 射线
18．57
解析：57
[1]由电磁波的传播速度v 与波长λ、频率f 的关系
v f λ=
变形得
8
33.010m=428.57m 70010
v f λ⨯==⨯19．充电完毕带负电 解析：充电完毕 带负电
[]1LC 振荡电路，是电场能和磁场能之间的转化，电流最大时磁场能最大，电流为零时电场能最大；因为
t =2.5×10-2s=114
T 从电流逆时针最大开始计时，经114
T 时，电容器正处于充电完毕状态； []2从电流逆时针最大开始计时，根据充放电规律可知，电容器处于充电完毕状态时，上极板a 带负电。

20．错误
解析：错误
[1]．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。

故原题说法错误。

三、解答题
21．
993m ，15.004m
f 1=20.009MHz=2.0009×107Hz
f 2=19.995MHz=1.9995×107Hz
根据波速公式c=λf 得
8
171310m 14.993m 2.000910c f λ⨯⨯＝＝＝ 8
27
2310m=15.004m 1.999510c f λ⨯⨯＝＝ 这两种频率的电磁波的波长各是14.993m ，15.004m 。

22．
电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的i t -图像和u t -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 =4
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 =2
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 =
34T
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2
π。

23．
见解析
甲为调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。

乙为调频：使高频电磁波的频率随信号而改变。

24．
另一方至少要等0.477s 才能听到对方的回答
要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少。

设卫星的质量为m ，离地高为h ，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同。

由牛顿第二定律得
22
()()Mm m R h G
R h ω+=+ 所以
66.410m h R ==-⨯73.5810m =⨯ 无线电传播的最短距离为
784 3.58104m 1.4310m s h ==⨯⨯=⨯
传播的最短时间为
8
81.4310s 0.477s 310
s t c ⨯===⨯25． (1)不一定，甲和乙的金属滑动杆离莱顿瓶的距离必须相同，氖灯才会发光；(2)乙的氖灯发光的能量是甲通过电磁波传播过来的
(1)不一定，甲和乙的金属滑动杆离莱顿瓶的距离必须相同，氖灯才会发光；
(2)乙的氖灯发光的能量是甲通过电磁波传播过来的。

26．
5×109 Hz 6×104 m
由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系v=λf ，真空中电磁波的传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁波的传播速度就认为等于光速ν=3.00×l 08 m/s ，因此v
f λ＝＝
1.5×109Hz ，即电磁波频率为1.5×109 Hz ．雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续t=0.02μs ，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为s ，则s=v △t ，而△t=1/5000 s=200μs ＞＞0.02μs （脉冲持续时间可以略去不计），所以s=v•△t=6×104m ．。