2024-2025学年物理教科版（2019）选择性必修第二册单元复习提升卷 第四单元 电磁振荡与电磁波（含解析）

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2024-2025学年教科版（2019）选择性必修第二册单元复习提升卷 第四单元 电磁振荡与电磁波1（含解析）一、选择题：本题共16小题，共86分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题5分；第11~16题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，选错得0分。1.气体混合物M和元素甲、乙、丙、丁的发射光谱如图所示，M中不可能含有元素( )A.甲B.乙C.丙D.丁2.如图甲所示为LC振荡电路，图乙的图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系，下列说法正确的是( )A.时间内，线圈中磁场能在减少B.、两时刻电路中电流最小C.、两时刻电容器中电场能最小D.该电路可以有效地发射电磁波3.电磁波在日常生活中有广泛的应用，涉及科研、军事、通信、医疗、能源等多个领域。下列关于电磁波的说法，正确的是( )A.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B.均匀变化的电场和均匀变化的磁场可以相互激发，形成电磁波C.用微波炉加热食物时，通过红外线传热使食物的温度升高D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在4.在春晚舞台上很多演员使用了动圈式无线麦克风设备。这种麦克风能够将声音信号转换为电信号，然后通过无线传输的方式发送到音响设备中。关于动圈式无线麦克风的工作原理，下列说法正确的是( )A.动圈式麦克风是利用电磁感应原理将声音信号转换为电信号的B.无线传输过程中，电信号是通过超声波进行传播的C.音响设备将电信号转换为声音信号的过程中，利用了电流的热效应D.无线麦克风的信号传输速度比光速快5.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播D.赫兹最先用实验证实了电磁波的存在6.5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在特高频段）拥有更大的带宽，如图所示。5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。5G信号与4G信号相比( )A.在真空中传播速度更慢B.在真空中传播速度更快C.波长更长D.频率更高，传输速率更快7.下列关于电磁场和电磁波的叙述中，不正确的是( )A.电磁场是相互联系在一起的变化的电场和变化的磁场B.交替变化的电磁场传播出去形成了电磁波C.太空舱外航天员与舱内航天员的通话利用了电磁波D.所有雷达都是利用目标发射的电磁波来对目标进行定位的8.如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场。下列说法正确的是( )A.甲、乙两图一定能持续产生电磁波B.甲图从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动C.甲图中使用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中依然存在电场D.乙图说明，任何磁场周围都会产生电场，与闭合回路是否存在无关9.麦克斯韦在稳恒场理论的基础上，提出了涡旋电场和位移电流的概念，这就是麦克斯韦电磁场理论，它的基本概念是变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的，它们永远密切地联系在一起，相互激发，组成一个统一的电磁场的整体。下面对于电磁场与电磁波的认识，其中正确的是( )A.有电场就会产生磁场B.电场和磁场总是相互联系的C.变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波D.电磁波的传播一定需要传播介质10.关于电磁波的发现及其应用，下列说法不正确的是( )A.电磁波可以传递能量和信息，但不能在真空中传播B.赫兹通过实验证明了电磁波的存在C.麦克斯韦建立了经典电磁场理论D.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱11.随着科学技术的发展，人们可以使用蓝牙耳机接听手机来电，其中蓝牙耳机和手机都是通过电磁波来传递信号，信号传输示意如图所示，以下说法正确的是( )A.手机和基站间通信的电磁波是紫外线B.在空气中传播时，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短C.手机通信的电磁波比蓝牙通信的电磁波在遇到障碍物时更容易发生明显衍射D.电磁波在任何情况下都不会发生干涉12.如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，那么( )A.在内，电容器C在充电B.在内，电容器C的上极板带正电C.在内，磁场能正在转化为电场能D.在内，点Q的电势比点P高13.为了方便交通出行出现了一种新型共享单车，如图甲所示，这种单车外观结构简单，没有链条，但单车质量比普通自行车大，达到了25kg。如图乙所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位置，实现防盗。同时手机app上有定位系统，也能随时了解单车的实时位置；手机还可以通过扫描二维码自动开锁，关锁后app就显示计时、计价等信息。此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息可知下列说法正确的是( )A.该单车比普通自行车运动状态更容易改变B.该单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位的C.该单车是利用电磁感应原理实现充电的D.该单车和手机之间是利用电磁波传递信息的14.2021年7月4日，我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约为400 km的中国空间站，标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是( )A.电磁波波长越长，其能量子的能量越小B.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 sD.赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论15.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器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L到C构成的回路中产生周期的振荡电流。当罐中的液面上升时( )A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大16.在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内( )A.电容器在放电B.电场能转化为磁场能C.A板所带的负电荷减少D.L产生的自感电动势减小答案以及解析1.答案：D解析：混合物M的发射光谱应该涵盖其中每种组成成分发出的谱线，而题图中元素丁的发射光谱中从左向右数第2条谱线在混合物M的发射光谱中没有，所以混合物M中不可能含有元素丁，D正确。2.答案：B解析：从图像可知，时间内，电容器的电荷量在减少，故电容器的电场能在减少，线圈中的磁场能在增加，A错误；从图像可知，，两时刻电容器的电荷量最大，故电容器中电场能最大，线圈中磁场能最小，故电路中电流最小，B正确，C错误；有效地发射电磁波需要开放电路，D错误。3.答案：D解析：A.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波能够在真空中传播，也能在介质中传播，即电磁波能通过电缆、光缆传输，故A错误；B.根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的电场能够激发出恒定的磁场，均匀变化的磁场能够激发出恒定的电场，可知，均匀变化的电场和均匀变化的磁场不能够互激发，也不能够形成电磁波，故B错误；C.微波炉加热食物的原理主要是利用微波与食物中的水分子产生共振摩擦，使食物中水的温度升高，进而使食物本身的温度也随着升高，可知，用微波炉加热食物时，并不是通过红外线传热使食物的温度升高，故C错误；D.1864年，英国青年物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。1888年德国青年物理学家赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在，故D正确。故选D。4.答案：A解析：A.动圈式麦克风的工作原理是：当声波使膜片振动时，连接在膜片上的线圈（位于磁场中）会随着膜片一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而根据电磁感应原理产生感应电流，这样就把声音信号转化成了电信号，故A正确；B.在无线传输过程中，电信号通常是通过电磁波进行传播的，而不是超声波，超声波是一种机械波，在介质中传播，不适合用于无线通信中远距离的电信号传输，故B错误；C.音响设备是利用通电导体在磁场中受到力的作用（即电动机的原理），将电信号转换为纸盆等发声部件的振动，进而产生声音信号，而不是利用电流的热效应，电流的热效应主要体现为电能转化为内能使导体发热等情况，故C错误；D.所有的电磁波在真空中的传播速度都是光速（在空气中传播速度近似等于光速），无线麦克风传输信号利用的是电磁波，其信号传输速度等于光速，不存在比光速快的情况，故D错误。故选A。5.答案：D解析：A.变化的电场一定会在周围空间产生磁场，但并不一定是变化的磁场。如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场。故A错误；B.电磁波在真空中传播的速度。故B错误；C.电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。故C错误；D.赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。故D正确。故选D。6.答案：D解析：AB.5G信号与4G信号均为电磁波，其在真空中的传播速度相等，均等于光速，故AB错误；C.5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，4G信号通信频率在特高频段，即5G网络使用的无线电通信频率比4G网络使用的无线电通信频率大，根据可知，频率越大，波长越短，即5G信号与4G信号相比波长更短，故C错误；D.结合上述，根据题意可知，5G信号与4G信号相比频率更高，传输速率更快，故D正确。故选D。7.答案：D解析：变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，选项A正确；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，选项B正确；声音不能在真空中传播，宇航员在太空中进行通话必须利用无线电波，无线电波属于电磁波，选项C正确；雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位，选项D错误。8.答案：C解析：A.若甲、乙两图中的磁场均匀变化，就会产生稳定的电场，稳定的电场不会产生磁场，就不会产生电磁波，故A错误；B.甲图从上向下看，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B错误；C.甲图中使用不导电的塑料线绕制线圈，由于磁场是变化的，所以在线圈中依然存在电场，故C正确；D.变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关；但稳定磁场周围不会产生电场，故D错误。故选C。9.答案：C解析：AB.只有在变化的电场周围才能产生磁场，同样在变化的磁场周围产生电场，稳恒电场和磁场不能相互产生，故AB错误；C.变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波，故C正确；D.电磁波的传播不需要介质，故D错误。故选C。10.答案：A解析：A.电磁波可以传递能量和信息，能在真空中传播，故A错误，满足题意要求；B.赫兹通过实验证明了电磁波的存在，故B正确，不满足题意要求；C.麦克斯韦建立了经典电磁场理论，故C正确，不满足题意要求；D.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱，故D正确，不满足题意要求。故选A。11.答案：BC解析：A.手机和基站间通信的电磁波是无线电波，故A错误；BC.由图可知蓝牙通信信号的频率比手机通信的频率大，根据可得在空气中传播时，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短，波长越短的电磁波在遇到障碍物时不容易发生明显衍射，故BC正确；D.若两列电磁波的频率相同、相位差恒定就会发生干涉，故D错误。故选BC。12.答案：ACD解析：由图可知，在内，电路中的电流在减小，电容器C正在充电，电流是正的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，在该时间段内，电子经过P点向左移动，故电容器上极板带负电，故B错误，A正确；由图可知，在内，电路中的电流在减小，电容器C正在充电，磁场能转化为电场能，故C正确；由以上分析可知，在内，经过P点的电流向右，电容器上极板带负电，所以Q点的电势高，故D正确。13.答案：BCD解析：A.物体的质量越大运动状态越难改变，故A错误；B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位的，故B正确；C.单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；D.单车和手机之间没有电路连接，是利用电磁波传递信息的，故D正确。故选BCD。14.答案：AD解析：电磁波的能量子为，则电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故A正确；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，非均匀变化的磁场或电场，其周围产生电磁波，故B错误；电磁波在真空中或空气中传播的速度，空间站到地球表面的距离，电磁波从空间站传播到地面的时间为，故C错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，故D正确；故选A、D。15.答案：BC解析：AB.当液面上升的时候，填充的介质增多，电容的相对介电常数增大，由电容器决定式知电容变大，故A错误，B正确。CD.因电容器的电容变大，由可知振荡周期变大，振荡频率在减小。C正确，D错误。故选BC。16.答案：ABD解析：本题考查LC振荡电路，目的是考查学生的推理论证能力。电路稳定后，电容T器被短路，带电荷量为0，断开开关，电感线圈与电容器构成回路，时间内电容器在充电，A板带正电，时间内电容器在放电，电场能转化为磁场能，选项A、B均正确；A板所带的正电荷减少，选项C错误；此过程中电流在不断增大，而电流的变化率减小，选项D正确。