训练十七 电磁场与电磁波-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测素能提升训练（人教版2019）

》高中物理·选择性必修 第二册（人教版， 训练十七 电磁场与电磁波 基础练了现固应周 机表现为搜索网络无信号、无服务系统等现 1.如图所示是我国500m口径球面射电望远 象。根据你学过的知识可以判断() A.手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理 镜(FAST),它可以接收来自宇宙深处的电 磁波。关于电磁波，下列说法正确的是 来工作的 B.手机信号必须在介质中才能传播 C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁 波不能传播到考场内 D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰 手机工作来达到目的的 A.赫兹预言了电磁波的存在 6.声呐向水中发出的超声波遇到障碍物（如鱼 B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波 群、潜水艇、礁石等)后被反射，测出从发出 C.频率越高的电磁波，波长越长 超声波到接收到反射波的时间及方向，即可 D.电磁波可以传递信息和能量 测算出障碍物的方位：雷达则向空中发射电 2.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定 磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射 的感应电场的是 电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可 测算出障碍物的方位。超声波与电磁波相 比较，下列说法正确的有 () A.超声波与电磁波传播时，都向外传递了 3.真空中的电磁波都具有相同的 能量 A.频率 B.波长 B.这两种波都既可以在介质中传播，也可 C.波速 D.能量 以在真空中传播 4.（多选)某同学对机械波和电磁波进行类比， C.在空气中传播的速度与在其他介质中传 总结出下列内容，其中正确的是 () 播的速度相比较，这两种波在空气中传 A.机械波的频率、波长和波速三者满足的 播时均具有较大的传播速度 关系，对电磁波也适用 D.这两种波传播时，在一个周期内均向前 B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射 传播了两个波长 现象 能力练了素养提册 C.机械波的传播依赖于介质，而电磁波可：7.海南省地质地理学会承办“天然电磁波在地 以在真空中传播 质勘探领域的应用”学术交流会。关于电磁 D.机械波只有横波 波，下列说法正确的是 () 5.为了体现高考的公平公正，很多地方高考时 A.电磁波在任何介质中的传播速度都相同 在考场上使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在 B.电磁波由真空进入某种介质传播时，频 工作过程中以一定的速度由信道的低端频 率将变大 率向高端扫描。该扫描速度可以在手机接 C.只要空间某处的电场或磁场发生变化， 收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测 就会在其周围产生电磁波 出从基站发出的正常数据，使手机不能与基 D.实验中电磁打点计时器工作时周围必有 站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手 磁场和电场 46 8.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，以下叙述： 程中的用电。根据以上信息，下列说法正 中正确的是 确的是 () A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场 A.单车和手机之间是利用声波传递信 和电场 息的 B.打点计时器工作时周围必有磁场和电场 B.单车某个时刻的准确位置信息是借助 C.恒定的电场产生恒定的磁场，恒定的磁 通信卫星定位确定的 场激发恒定的电场 C.单车是利用电磁感应原理实现充电的 D.电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方 D.由手机App上的显示信息，可求出骑行 向和传播方向三者互相垂直 的平均速度 9.手机发射和接收的信号属于电磁波。手机12.一个雷达向远处发射无线 将信号通过天线发送到最近的一个移动基 电波，每次发射的时间为 站，基站通过有线连接到机房的交换机，交 1u5,两次发射的时间间隔 换机再通过线连接到另一部手机最近的基 为100us,在指示器的荧光 站，基站将信号发送出去，通过已知信道被 屏上呈现出的尖形波如图所示。已知图 另一部手机接收。下列关于电磁波的说法 中刻度ab=bc,则障碍物与雷达之间的距 正确的是 离是多大？ A.只要有变化的电场和磁场，就能产生电 磁波 B.电磁波的传播必须在介质中才能进行 C.基站停止工作，发射出去的电磁波就停 止传播 D.电磁波的传播也就是能量的传播 10.甲坐在人民大会堂台前60m处听报告，乙坐 在家里离电视机5m处看电视直播，已知乙所 在处与人民大会堂相距1000km,不考虑其他 因素，则（空气中声速为340m/s) A.甲先听到声音 B.乙先听到声音 C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定 11.(多选)共享单车风靡全 国各大城市，如图所示， 单车的车锁内集成了嵌 人式芯片、GPS模块和 SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位 置。用户仅需用手机上的客户端软件 (App)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时 手机App上能实时记录单车的位置，骑行 结束关锁后App就显示计时、计价、里程 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 47容C;将正对着的电容器的两个极板错开些，正对面积 减小，电容C减小，故 A正确；增大电容器的充电电荷 量，电容不变，故 B错误；减少自感线圈的匝数，自感系 数 L减小，故C正确；抽出自感线圈中的铁芯，自感系 数L减小，故 D正确。 10.AC S断开瞬间，由于自感作用，线圈L中的电流方 向不变，灯泡立即熄灭，电容器所带电荷量为零，线圈 L与电容器C组成闭合电路，对电容器充电，磁场能变 为电场能，电流由最大值减小；断开瞬间，i 最大，磁场 能最大。故 A、C正确。 11.D 在t?时刻，根据安培定则，电流方向为由电容器负 极板流向正极板，可知电容器正在充电，A错误；因为 在t?时刻，电容器正在充电，从t?→t?+△t,电场能增 大，磁场能减小，电路中电流减小，B错误；在t?时刻， 根据安培定则，电流方向为由电容器正极板流向负极 板，可知电容器正在放电，从t?→t?+△t,电容器所带电 荷量减小，电容器两极板间电场减弱，电场能减小，磁 场能增大，磁场增强，C错误，D正确。故选 D。 12.解析 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期 T=p,回旋加速器两个 D形盒上所接的高频电源 qB 的频率应等于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的频 率f=1=2n,,高频电源是一个LC振荡器时，LC振 ,所以2m=2mVf=2√LC荡电路的频率 ,即 Lc=B。 答案 训练十七 电磁场与电磁波 1.D 赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦 电磁场理论的科学家，选项 A、B错误；频率越高的电磁 波，波长越短，选项C错误；电磁波可以传递信息和能 量，选项D正确。 2.C A中磁场不变，则不会产生电场，故 A错误；B中磁 场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故 B 错误；C中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场， 故C正确；D中磁场随时间做非均匀变化，则会产生非 均匀变化的电场，故 D错误。 3.C 真空中所有电磁波的速度都等于光速c,所以C 正确。 4.ABC 机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但 v=λf都适用，A正确；机械波和电磁波都具有干涉和衍 射现象，B正确；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以 在真空中传播，C正确；机械波有横波和纵波，D错误。 5.D 手机信号屏蔽器是利用屏蔽器发出的信号去干扰 手机从基站传过来的信号，从而起到屏蔽作用，不是利 用静电屏蔽的原理来工作的，故 A错误；手机信号是电 磁波，电磁波本身就是特殊物质，所以可以不借助于介 质传播，故 B错误；手机信号屏蔽器工作时基站发出的 电磁波能传播到考场内，不过屏蔽器产生信号去干扰从 基站传过来的信号，故C错误，D正确。 6.A 超声波是机械波，靠介质传播，电磁波可以在真空 中传播，B错误；超声波在空气中传播速度较小而在其 他介质中速度较大，C错误；波在传播过程中，一个周期 内传播一个波长的距离，D错误；波传播的过程就是能 量向外传播的过程，A正确。 7.D 电磁波在真空中的传播速度是3×10?m/s,在其他 介质中的传播速度小于3×10?m/s,选项A错误；电磁 波由真空进入某种介质传播时，频率f不变，选项 B错 误；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性 变化的磁场产生周期性变化的电场，由发生区域向外传 播形成电磁波，选项C错误；工作时的电磁打点计时器 中电流是交变电流，在其周围产生交变磁场和电场，选 项D正确。 8.ABD 日光灯、打点计时器都通有交流电，交流电周围 存在周期性变化的磁场，周期性变化的磁场会激发电 场，所以 A、B正确；恒定的电场不激发磁场，恒定的磁 场不激发电场，所以C错误；根据麦克斯韦电磁场理论 可知D正确。 9.D 均匀变化的电场和磁场不能产生电磁波，A错误； 电磁波可以在真空中传播，B错误；基站停止工作，发射 出去的电磁波仍能继续传播，C错误；电磁波具有能量， 电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，D正确。 =340 m/s=0.176 s;传10.B 声音传到甲所需时间为 t?=3×10°m/s+340 m/s=0.018 s,到乙所需时间为 故 B正确。 11.BC 单车和手机之间没有电路连接，是利用电磁波传 递信息的，A错误；单车某个时刻的准确位置信息是借 助通信卫星定位确定的，B正确；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，C正 确；手机 App上的里程表示路程，而平均速度为位移 与时间的比值，只知道路程不知道位移，无法求出骑行 的平均速度，D错误。 12.解析 本题主要考查雷达的工作原理。图中a和c处 的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处 的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出 42 现的，由ab=bc 可知无线电波从发射到返回所用时间 为50 μs。 设雷达离障碍物的距离为s,无线电波来回时间为t,波 s=9=3.0×10°×50×10?m=速为c,由2s=ct,得 7.5×103m。 答案 7.5×103m 训练十八 无线电波的发射和接收 1.AD 当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路 中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等 的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐 电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆 过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案 为 AD。 2.A 选择电视节目，就是改变接收电路的频率，使之与 被接收的电磁波频率相同，产生电谐振，称为调谐。所 以 A正确。 3.A 卫星导航是利用电磁波向地面传递信息的，故 A正 确；电磁波在真空中传播的速度为3×10?m/s,在空气 中的传播速度约为3×10?m/s,故 B错误；北斗卫星上 的芯片采用半导体材料制成，故 C错误；北斗卫星发射 电磁波，需要消耗能量，故 D错误。 4.A 调谐是从众多的电磁波中选出所需频率的高频信 号，然后进行高频放大，再从放大后的高频信号中“检” 出高频信号所承载的低频声音信号，最后将这些低频声 音信号放大后通过扬声器播放出来，综上所述，A正确。 5.C 使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制，而调 制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变高频电磁波 的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变高 频电磁波的频率来实现信号加载。由题意可知，高频载 波的振幅随电信号改变，故为调幅，故选C。 f=2π√LC’6.解析 LC电路的振荡频率为 所以它所发射的电磁波的波长为 λ=导=2πc √LC =2×π×3×10?×√3.6×10=3×14 400×10-12m ≈13 564.8m。 答案 13 564.8 m 7.B 高频振荡器产生高频等幅振荡，话筒结构是里边有 碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着它 说话时，空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电 阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声 音信号而变化，这就是调制。它不但影响了正半轴，也 影响了负半轴。 c=令得，C=4L,故8.D 由T=2π √LC,在真空中 选D。 9.A 天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流， 相当于电源。通过馈线输送给 LC电路，这个电流中包 含空间中各个电台信号激起的电流，但是只有和调谐电 路同频率的信号对应的电流最强，故 A 正确，B、C、D 错误。 f=2m√C’10.C 要增大 LC接收电路的频率，由公式 可知应减小电容或电感，A、B错误；把可动电容器的动 片适当旋出一些，减小了电容，C正确；在线圈中插入 铁芯，增大了电感，D错误。 11.AC 调幅是通过改变电磁波的振幅来实现信号加载 的，所以 A为调幅波，B为调频波，故 A正确，B错误； 根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通 低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止 低频信号通过，故元件 a是电容较小的电容器，元件b 要让低频信号通过，阻止高频信号通过，所以元件b是 电感器，故C正确，D错误；故选AC。 12.解析(1)根据公式f=六， 得f?==3.290Hz≈1034 kHz, fe==3.397°H≈756 kHz, f=G=3.566°H≈530 kHz, 所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡 电流最强。 (2)要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路 的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片 旋出一些。 答案 见解析 训练十九 电磁波谱 1.B 不同温度的物体会发出不同频率的红外线，生命探 测仪就是根据人体发出的红外线与周围环境辐射的红 外线不同来寻找被困者，B正确。 2.AC 声音必须在介质中传播，是机械波；光可以在真空 中传播，是电磁波。 3.AD 荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，故 B、C错误。红外线波长较可见光长，绕过障碍物能力 强，易穿透云雾，所有物体都在不停地辐射红外线，故 A、D正确。 4.A 电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝 牙耳机收听音乐，A正确；电磁波在真空中的传播速度 43