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第四章 電磁振蕩與電磁波 單元測試-2024-2025學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．關于電磁波及其應用，下列說法正確的是（　?。?br/>A．變化的磁場不能產生電場
B．電視機接收的既有聲音信號，還有圖像信號
C．可見光不是電磁波
D．電磁波沒有能量
2．麥克斯在前人研究的基礎上，創造性地建立了經典電磁場理論，進一步揭示了電現象與磁現象之間的聯系。他大膽地假設:變化的電場就像導線中的電流一樣，會在空間產生磁場，即變化的電場產生磁場。以平行板電容器為例:圓形平行板電容器在充、放電的過程中，板間電場發生變化，產生的磁場相當于一連接兩板的板間直導線通以充、放電電流時所產生的磁場。如圖所示，若某時刻連接電容器的導線具有向上的電流，則下列說法中正確的是（　?。?br/>A．電容器正在放電
B．兩平行板間的電場強度E在增大
C．該變化電場產生順時針方向（俯視）的磁場
D．兩極板間電場最強時，板間電場產生的磁場達到最大值
3．關于電磁場和電磁波的說法中正確的是（　　）
A．紫外線是一種波長比紫光波長更長的電磁波，能夠滅菌
B．變化的磁場一定產生變化的電場，變化的電場一定產生變化的磁場
C．電磁波是橫波，可以在真空中傳播
D．麥克斯韋第一次在實驗室通過實驗驗證了電磁波的存在
4．將很多質量為、帶電荷量為可視為質點的絕緣小球，均勻穿在由絕緣材料制成的半徑為的光滑圓軌道上并處于靜止狀態，軌道平面水平，空間內有分布均勻的磁場，磁場方向豎直向上，如圖甲所示。磁感應強度隨時間變化的規律如圖乙所示，其中是已知量。已知在磁感應強度增大或減小的過程中，將產生渦旋電場，其電場線是在水平面內一系列沿順時針或逆時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等。關于絕緣小球的運動情況，下列說法正確的是（　　）。
A．在到時間內，絕緣小球均做勻速圓周運動
B．在到時間內，絕緣小球均沿順時針方向做速率均勻增加的圓周運動
C．在到時間內，絕緣小球均沿順時針方向做加速圓周運動
D．在到時間內渦旋電場沿順時針方向
5．隨著新能源轎車的普及，無線充電技術得到進一步開發和應用。一般給大功率電動汽車充電時利用的是電磁感應原理。如圖所示，由地面供電裝置（主要裝置有發射線圈和電源）將電能傳送至電動車底部的感應裝置（主要裝置是接收線圈），該裝置使用接收到的電能對車載電池進行充電，供電裝置與車身接收裝置通過磁場傳送能量，由于電磁輻射等因素，其能量傳送效率只能達到90%左右。下列說法正確的是（　?。?br/>A．只有將地面供電裝置接到直流電源上才能對電動車進行充電
B．車身接收線圈中的感應電流磁場總是要阻礙引起感應電流磁通量的變化
C．車身接收線圈中感應電流磁場總是與地面發射線圈中電流的磁場方向相反
D．若線圈均采用超導材料則能量的傳輸效率有望達到100%
6．電磁波按照波長或頻率的大小順序進行排列，就是電磁波譜，電磁波的波長和頻率不同，表現出來的特性也不同。關于電磁波，下列說法正確的是（　?。?br/>A．只有高溫物體才輻射紅外線
B．不同波長的電磁波在真空中的傳播速度相等
C．電磁波譜中最不容易發生明顯衍射的是無線電波
D．紫外線具有較強的穿透能力，醫學上可以用來透視人體
7．無線電波的發射和接收離不開天線。如圖甲、乙、丙所示，LC振蕩電路逐步成為開放電路，電場和磁場就可以分散到更大的空間，這樣就形成了天線。手機作為常用的通訊工具同樣也需要天線來接收和發射信號。早期的手機有長長的天線，現在逐漸內置到手機內部。實踐中發現當天線的長度大約等于無線電波波長的時，收發電磁波的能力最好。曾經有手機將外殼的金屬邊框設計成天線，既提升收發信號效果，又節省了手機的內部空間。隨著5G時代的來臨，信號頻率進一步提升，對天線設計的要求更加復雜。下列關于手機發射與接收無線電波的說法正確的是（　?。?br/>A．只有特定頻率的無線電波才能在天線上產生振蕩電流
B．與4G相比，5G使用的電磁波傳播速度更大
C．手機信號的頻率估計在10MHz左右
D．手機天線在發射信號時，天線上會有電荷出現，且周期性變化
二、多選題
8．關于電磁波，下列說法正確的是（　?。?br/>A．麥克斯韋用實驗成功地證明了電磁波的存在
B．電磁波的傳播不需要借助任何介質
C．電磁波的傳播過程是電磁場能的傳播過程
D．均勻變化的電場一定能形成電磁波
9．下列關于無線電廣播需要對電磁波進行調制的原因，正確的是（　　）
A．經過調制后的電磁波向外界輻射能量的本領更強
B．經過調制后的電磁波波長不變
C．經過調制后的電磁波在空間才能傳播得快
D．經過調制后的電磁波才能把我們要告知對方的信息傳遞出去
10．下列說法正確的是（ ）
A．醫院中用于體檢的“B超”屬于電磁波
B．無線網絡信號繞過障礙物繼續傳播，利用了干涉原理
C．鐵路、民航等安檢口使用“X射線”對行李箱內物品進行檢測
D．列車鳴笛駛近乘客的過程中，乘客聽到的聲波頻率大于波源振動的頻率
三、實驗題
11．如圖所示，某同學打開收音機的開關，將調頻旋鈕調到沒有電臺的位置。取一節舊的干電池和一根導線，將導線的端與電池的一極相連，再用導線的另一端與電池的另一極時斷時續的接觸，會聽到收音機發出“咔咔”聲。這一現象說明 的電流能夠產生 。某同學把手機放在真空罩中，給這個手機打電話，發現能收到信號但聽不到手機的鈴聲，前者說明真空 ；后者說明真空 。
12．如圖所示用A、B兩只萊頓瓶來演示電磁波的發射和接收.將A的振子a、b接在感應圈（感應圈是產生高壓電的裝置）輸出端，接通感應圈電源，使A的振子a、b產生火花，并發射 .將帶有氖燈的萊頓瓶B靠近A，調節滑動桿的位置，當A和B的滑動桿位置 時，可觀察到氖燈 .實驗表明，盡管A和B這兩個電路之間沒有導線相連，但B的能量顯然可由A通過 傳播過來.
13．如圖所示，感應圈G上裝兩根帶有球形電極的銅管a、b構成發射天線，兩球的間隙約0.5cm。將一根導線彎成環狀，導線兩端安裝兩個小金屬球。其間留有空隙，將導線固定到絕緣支架B上靠近感應線圈放置。讓感應線圈工作，當電火花在銅管a、b上兩個金屬球間跳動時，支架B上導線環兩端的兩個小球間也有電火花跳動。據此回答下列問題。
（1）人類歷史上，首先捕捉到電磁波的科學家是 。
（2）對于這一實驗現象的解釋如下，請完成其中的填空。
①感應線圈本質上是一個變壓器，它利用 將低壓交流電變成數千伏的高電壓，由于銅管a、b上兩球間的電壓很高，間隙中電場 ，空氣分子被電離，從而形成一個導電通路。
②當電火花在銅管a、b上的兩個金屬球間跳動時，必定建立了一個迅速變化的電磁場。這種變化的電磁場以 的形式在空間快速傳播。當其經過導線環時，迅速變化的電磁場在導線環中激發出 ，擊穿導線環中的空氣，使得導線環的空隙中也產生了電火花。
③在此實驗中，感應圈及金屬棒構成了電磁波的 ，導線環成了電磁波的 。
《第四章 電磁振蕩與電磁波 單元測試-2024-2025學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C B B B D BC AD CD
1．B
【詳解】A．根據麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的磁場產生電場。故A錯誤；
B．電視機接收的既有聲音信號，還有圖象信號，故B正確；
C．電磁波按照波長逐漸減小的順序分別為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽馬射線。故可見光是電磁波，故C錯誤；
D．電磁波本身就是物質、本身具有能量，比如微波爐就是利用電磁波的能量工作的，故D錯誤。
故選B。
2．B
【詳解】A．電容器內電場方向向上，下極板帶正電，根據電流的方向，正電荷正在流向下極板，因此電容器處于充電過程，選項A錯誤；
B．電容器的帶電量越來越多，內部電場強度越來越大，選項B正確；
C．該變化電場產生磁場方向等效成向上的電流產生磁場的方向，根據右手螺旋定則可知，電場產生的磁場逆時針方向（俯視），選項C錯誤；
D．當兩極板間電場最強時，電容器充電完畢，回路的電流最小，因此產生的磁場最小，選項D錯誤。
故選B。
3．C
【詳解】A．紫外線是一種波長比紫光波長更短的電磁波，能夠滅菌，故A錯誤；
B．變化的電場產生的磁場不一定是變化的，當均勻變化時，則產生恒定的。當非均勻變化時，則產生非均勻變化的。故B錯誤；
C．電磁波是橫波，可以在真空中傳播，故C正確；
D．赫茲第一次在實驗室通過實驗驗證了電磁波的存在，故D錯誤。
故選C。
4．B
【詳解】A．在到時間內，磁感應強度不變，沒有渦旋電場產生，絕緣小球保持靜止，故A錯誤；
B．在到時間內，根據法拉第電磁感應定律可得沿軌道一周的感應電動勢為
由于同一條電場線上各點電場強度大小相等，所以
解得
渦旋電場沿順時針方向，根據牛頓第二定律可得，在到時間內，小球沿切線方向的加速度大小恒為
所以絕緣小球均沿順時針方向做速率均勻增加的圓周運動，故B正確；
C．在到時間內，磁感應強度不變，沒有渦旋電場產生，絕緣小球均沿順時針方向做勻速圓周運動，故C錯誤；
D．根據法拉第電磁感應定律可知在到時間內渦旋電場沿逆時針方向，故D錯誤。
故選B。
5．B
【詳解】A．大功率電動汽車充電時利用的是電磁感應原理。所以只有將地面供電裝置接到周期性變化的交流電源上，才能使車身接收線圈中有感應電流產生，對電動車充電，A錯誤；
B．由楞次定律可知，車身接收線圈中的感應電流磁場總是要阻礙引起感應電流磁通量的變化，B正確；
C．地面裝置線圈中電流增加時，車身接收線圈中的磁通量也增加，由楞次定律可知，車身接收線圈中感應電流的磁場與地面裝置線圈中電流的磁場方向相反，當地面線圈中電流減小時，車身接收線圈中的磁通量也減小，由楞次定律可知，此時車身接收線圈中感應電流的磁場與地面線圈中電流的磁場方向相同，C錯誤；
D．由于無線電波傳播時有電磁輻射，所以地面裝置線圈和車身接收線圈中的能量傳輸不能達到百分之百，D錯誤。
故選B。
6．B
【詳解】A．所有的物體都輻射紅外線，A錯誤；
B．不同波長的電磁波在真空中傳播速度大小都相同，都等于光速，B正確；
C．電磁波譜中無線電波的波長最長，所以最容易發生衍射的是無線電波，C錯誤；
D．X射線具有較強的穿透能力，醫學上可以用來透視人體，紫外線主要用于殺菌和防偽，D錯誤。
故選B。
7．D
【詳解】A．手機對特定頻率的無線電波產生的振蕩電流最大，其他頻率的產生的振動頻率較小，A錯誤；
B．電磁波的傳播速度與光速相同，與電磁波的頻率無關，B錯誤；
C．手機金屬邊框長度幾十厘米，因此無線電波長在幾米數量級，根據
可知手機信號的頻率估計在100MHz左右數量級，C錯誤；
D．手機天線在發射信號時，天線上會形成LC振蕩電路，因此會有電荷出現，且周期性變化，D正確。
故選D。
8．BC
【詳解】A．麥克斯韋提出電磁場理論，赫茲用實驗證明了電磁波的存在，故A錯誤；
B．電磁波可以在真空中傳播，故B正確；
C．電磁波是將電磁場能傳播出去，故C正確；
D．均勻變化的電場形成的磁場是穩定的，無法形成電磁波，故D錯誤。
故選BC。
9．AD
【詳解】調制是把低頻信號加到高頻電磁波上增強發射能力，頻率變大，即輻射本領更強；電磁波的波速接近光速，傳播速度不變；調制后波的頻率改變，波長改變，經過調制后的高頻電磁波帶有低頻信號，能把我們要告知對方的信息傳遞出去，故AD正確，BC錯誤。
故選AD。
10．CD
【詳解】A．醫院中用于體檢的“B超”屬于機械波，故A錯誤；
B．無線網絡信號繞過障礙物繼續傳播，利用了衍射原理，故B錯誤；
C．鐵路、民航等安檢口使用“X射線”對行李箱內物品進行檢測，故C正確；
D．根據多普勒效應，列車鳴笛駛近乘客的過程中，乘客聽到的聲波頻率大于波源振動的頻率，故D正確。
故選CD。
11． 時斷時續（或變化） 電磁波 能傳播電磁波 不能傳聲
【詳解】[1][2]當將導線的一端與電池的一極相連，再用導線的另一端與電池的另一極時斷時續的接觸時，會產生時斷時續的電流，即變化的電流，會產生電磁波，電磁波可以被收音機接收，從而發出聲音；
[3][4]將手機放在真空罩中，手機仍能收到信號，說明電磁波可以在真空中傳播，而聽不到聲音說明聲音不能再真空中傳播。
12． 電磁波 相同 發光 電磁波
【詳解】[1]由麥克斯韋電磁場理論可知，接通感應圈電源，變化的電流產生變化的磁場，變化的磁場產生電場，并由近向遠傳播形成電磁波；
[2][3]當A和B的滑動桿位置相同時，兩電路中的電流相同，即兩路中電流的頻率相同，B電路中可接收A中的能量，可觀察到氖燈發光，實驗表明，盡管A和B這兩個電路之間沒有導線相連，但B的能量顯然可由A通過電磁波傳播過來。
13． 赫茲 電磁感應 很強 電磁波 感應電動勢 發射器 檢測器
【詳解】（1）[1]建立完整的電磁場理論并首先預言電磁波存在的科學家是麥克斯韋，而首先證實電磁波存在，并捕捉到電磁波的科學家是赫茲；
（2）當火花在感應圈兩個金屬球間跳動時，必定建立一個快速變化的電磁場．這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間快速傳播，當電磁波經過導線環時，迅速變化的電磁場在導線環中激發出感應電動勢，使得導線環的兩個小球間也產生了火花．在赫茲實驗中，感應圈成了電磁波發射器，導線環成了電磁波的檢測器．
①[2][3]可知，感應線圈本質上是一個變壓器，它利用電磁感應將低壓交流電變成數千伏的高電壓．由于a、b管上兩球間的電壓很高，間隙中電場很強，空氣分子被電離，從而形成一個導電通路；
②[4][5]當電火花在a、b管上兩個金屬球間跳動時，必定建立一個迅速變化的電磁場，這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間快速傳播，當其經過導線環時，迅速變化的電磁場在導線環中激發出感應電動勢，擊穿導線環中的空氣，使得導線環的空隙中也產生了電火花；
③[6][7]在此實驗中，感應圈及金屬棒構成了電磁波的發射器，導線環成了電磁波的檢測器。

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