第四章 电磁振荡与电磁波 人教版高中物理选择性必修第二册单元测试（含解析）

第四章电磁振荡与电磁波学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz，S波段的频率为2GHz~4GHz，下列说法正确的是(

)A.X波段的频率比紫外线的频率大B.在真空中S波段的波长比X波段的长C.在真空中X波段的传播速度大于S波段的传播速度D.在真空中X波段的传播速度小于S波段的传播速度2．第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。1 THzA.能量 B.功率 C.频率 D.波长3．下列对电磁场和电磁波的认识正确的是(

)A.变化的电场一定要产生变化的磁场B.紫外线的显著作用是热作用C.麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了这一结果D.电磁波在真空或介质中传播时频率不同4．光是一种电磁波，某红光的频率是5×1014 HzA.6×10−7 m B.6×10−6 m5．2024年5月27日，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将通信技术试验卫星二十四号发射升空。该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。关于电磁波，下列说法正确的是(

)A.电磁波的频率越高，波长越小B.电磁波能在磁场中偏转C.随时间变化的磁场在周围空间一定产生随时间变化的电场D.振荡电路只需有足够高的振荡频率就可以有效发射电磁波6．电与磁的研究，发展成了电磁场与电磁波的理论。关于电磁波下列说法正确的是(

)A.光是以波动形式传播的一种电磁振动B.手机通信使用的无线电波，其波长比可见光波长短C.家用电器的遥控器发出的光是紫外线D.麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波7．已知与4G电磁波相比，5G电磁波的频率更大，下列说法正确的是(

)A.5G电磁波是由于原子核受到激发而产生的B.5G电磁波在真空中传播速度更大C.5G电磁波的波长更短D.5G电磁波遇到障碍物更容易发生衍射现象8．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是(

)A.TB.在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大C.随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动9．下列说法不正确的是(

)A.常用的电视机遥控器通过发出微波信号来遥控电视机B.肥皂膜彩色条纹，属于光的干涉现象C.光纤通信利用了光的全反射现象D.电磁波的传播不需要介质10．关于电磁波，下列说法正确的是(

)A.电磁波不能在玻璃中传播B.红外线的波长比X射线的波长更长C.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D.5G信号和4G信号都是电磁波，但是真空中5G信号比4G信号传播得更快二、多选题11．某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则(

)A.该时刻电容器下极板带正电荷B.在电流强度增强过程中，线圈的自感电动势在减小C.若探测仪靠近金属物体，其线圈的自感系数增大，则振荡电流的频率降低D.若探测仪靠近金属物体，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流12．下列说法正确的是(

)A.在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短B.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大C.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间13．关于电磁波，下列说法正确的是(

)A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失三、实验题14．当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定f=v±v观v∓v源f0，其中v是声速，（1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段________________________，在③段________________________（分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）；（2）手机静止一段时间后以0.531m/s的速度运动，由图乙信息可得声速为m/s（3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是____________m/s。15．某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度.选用的器材有：热敏电阻RT电流表（内阻Rg为240 Ω，满偏电流为I定值电阻R（阻值为48 Ω电阻箱R0（阻值0~999.9电源E（电动势恒定，内阻不计）；单刀双掷开关S1、单刀单掷开关S导线若干.请完成下列步骤：（1）该小组设计了如图（a）所示的电路图.根据图（a），完成图（b）中的实物图连线.（2）开关S1、S2断开，将电阻箱的阻值调到__________（填“最大”或“最小”）.开关S1接1，调节电阻箱，当电阻箱读数为60.0 Ω时，电流表示数为Ig.再将S1改接2，电流表示数为（3）该热敏电阻RT阻值随温度t变化的RT−t（4）开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig.再将S1改接2，如果电流表示数为Igk四、计算题16．在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发，自行设计了一个电子秤，其原理如图2所示，他试图用电压表（图中未画出）的示数来反映物体质量的大小.设电源的电压恒定为U，内阻不计，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的阻值分布均匀，总电阻为R，总长度为L，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起自由滑动，已知每对托盘施加1N的压力，弹簧的长度就会缩短a.当托盘中不放物体时，滑动触头在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数.重力加速度为g（1）若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？（2）请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表；（3）求出电压表的示数U表与待测物体质量m17．无线电波的中波波长范围为200~3000m。求该波段的频率范围。18．LC振荡电路的电容C=556pF，电感L=参考答案1．答案：BA.紫外线的频率为1015 Hz量级，X波段的频率为B.真空中电磁波的传播速度均为光速c，由c=λf，可知，波长与频率成反比，S波段频率小于X波段频率，因此S波段波长大于X波段波长，故B正确；CD.真空中不同频率的电磁波传播速度均为光速c，X波段与S波段的传播速度相等，故C错误，D错误。故选B。2．答案：C由于1 THz3．答案：CA.均匀变化的电场会产生稳定的磁场，只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，故A错误；B.紫外线主要作用是化学效应和生理效应，红外线的显著作用是热作用，故B错误；C麦克斯韦通过理论预言电磁波存在，并指出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了这一结论，故C正确；D.电磁波的频率由波源决定，与传播介质无关。在不同介质中传播时，波速和波长变化，但频率保持不变，故D错误；故选C。4．答案：A根据c=λf可得红光的波长λ=故选A。5．答案：AA.电磁波在真空中的传播速度为光速c为定值，根据c=λf可知，电磁波频率f越高，波长λ越小，故A正确；B.电磁波是交变电磁场的传播，本身不带电，不会受到洛伦兹力作用，因此不能在磁场中偏转，故B错误；C.根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，只有非均匀变化的磁场才能产生随时间变化的电场，故C错误；D.有效发射电磁波需要同时满足两个条件：足够高的振荡频率、采用开放电路，仅满足振荡频率高无法有效发射电磁波，故D错误。故选A。6．答案：AA.光是一种电磁波，是以波动形式传播的电磁振动，故A正确；B.在真空中各种电磁波的传播速度相同，满足c=λf手机通信所用无线电波的频率低于可见光，波长比可见光长，故B错误；C.家用电器的遥控器通常利用红外线传递信号，不是紫外线，故C错误；D.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。故选A。7．答案：CA.5GB.电磁波在真空中的传播速度相同，B错误；C.5GD.5G故选C。8．答案：DA.不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不同的，温度越高向外辐射的能量中，频率小的波越多，所以T1B.由图像可知，同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间，故B错误；C.由图像可知，黑体的辐射强度随着温度的升高而增大，故C错误；D.由图可知，随着温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增大，同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D正确。故选D。9．答案：AA.遥控器发出的是红外线，A错误；B.肥皂膜的彩色条纹是肥皂膜前后表面反射的光叠加形成的，属于光的薄膜干涉现象，B正确；C.光纤通信依靠光在光纤内部发生全反射来传输光信号，利用了光的全反射现象，C正确；D.电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，D正确。本题要求选不正确的，故选A。10．答案：BA.电磁波可以在介质中传播，玻璃作为一种透明介质，允许电磁波（如可见光）传播，故A错误；B.电磁波谱中，红外线波长范围约为700nm至1mm，X射线波长范围约为0.01nm至10nm。红外线波长大于X射线波长，故B正确；C.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，但实验证实由赫兹完成（如赫兹振子实验），故C错误；D.5G和4G信号均为电磁波（无线电波），在真空中所有电磁波传播速度相同，均为光速，故D错误。故选B。11．答案：BCA.某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强中，则电容器正处于放电过程，上极板带正电荷，故A错误；B.电流强度增强过程中，电流强度增大的越来越慢，则线圈的自感电动势正在减小，故B正确；C.探测仪靠近金属物体，相当于给线圈增加了铁芯，所以其自感系数L增大，根据公式f=12πD.若探测仪靠近金属物体，并保持相对静止，但电流强度正在增大，金属也会产生感应电流，故D错误。故选BC。12．答案：ABA.根据c=λf，在真空中传播的电磁波速度相同，频率越大，波长越短，A正确；B.绿光的波长大于蓝光，让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，根据Δx=lC.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相是光的干涉和衍射原理，C错误；D.要确定雷达和目标的距离需要测出电磁波从发射到被雷达接收的时间t，再根据x=c⋅t13．答案：ABA.电磁波在真空中的传播速度即为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；B.电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直，即电磁波是横波，故B正确；C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，且电磁波能通过电缆、光缆传输，故C错误；D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会消失，会继续传播，故D错误。故选AB。14．答案：（1）向左运动；向右运动（2）318.6（3）30（1）由题意可知，当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低，根据题图甲可知②阶段，其频率变高，即手机在接近声源即②阶段在向左运动。由题图甲可知，在③阶段，接收到的频率变低，即在远离声源，也就是在向右运动。（2）由题图乙可知，声源的频率f0约为3000Hz，通过分析可知，手机在远离声源，且手机接收到的频率ff=带入数据解得v≈318.6（3）由题可知，以发声器作为观测者，其接收到的频率变小了，即两者在远离声源。由于反射波的频率等于运动员接收的频率，且发声器接收的信号为反射信号，故从发声器发出信号到接收到信号的过程，可等效成发声器发出信号后，以和运动员大小相同、方向相反的速度运动。即两者的速度大小关系为v故根据公式f=解得v15．答案：（1）见解析（2）最大；300（3）8（4）50(k−1)（1）实物图如图所示.（2）为保护电路，开关S1、S2断开，将电阻箱的阻值调到最大.由闭合电路欧姆定律得，开关S1接1时，有E=Ig（3）由题图（c）知，RT（4）闭合S2，开关S1接1时，有E=Ig+IgRg16．答案：（1）mga（2）见解