第八章 电磁振荡与电磁波（单元自测·基础卷）物理沪科版选择性必修第二册

2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第八章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A．光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 C．电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的 D．电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 【答案】A 【详解】A．光属于电磁波谱中的可见光部分。电磁波具有能量（如光能引起光电效应），并能传输信息（如光纤通信），故A正确；B．麦克斯韦提出了电磁场理论并预言电磁波存在，但首次通过实验证实并捕捉电磁波的是赫兹，而非麦克斯韦本人，故B错误；C．电磁波由周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发产生（依据麦克斯韦方程组），恒定不变的电场或磁场无法产生电磁波，故C错误；D．电磁波可在真空中传播（如宇宙空间中的光传播），其传播不需要介质，故D错误。故选A。 2．北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务．该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是(　　) A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【答案】A 【详解】A．变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，故A正确。B．电磁波在不同介质中的传播速度取决于介质的折射率，因此在不同介质中速度不同，故B错误。C．静电场周围不存在磁场，稳恒磁场周围也不存在由其自身产生的电场，故C错误。D．光是电磁波的一种，而光缆传输的是光信号，因此电磁波可以通过光缆传输，故D错误。故选A。 3．如图是金属探测仪的内部简化结构，由线圈与电容器构成的LC振荡电路。电路中的电流I随时间t变化的规律如图所示，则该振荡电路(　　) A．时，电容器上的电荷量为零 B．增大线圈自感系数L，则振荡周期会减小 C．，线圈内的磁场正在减弱 D．，电容器处于放电状态 【答案】D 【详解】A．时，回路电流为零，说明此时电容器上的电荷量最多，故A错误；B．根据可知周期会增大，故B错误；C．回路电流增大，线圈内的磁场能正在增大，磁场正在增强，故C错误；D．回路电流增大，处于放电过程，故D正确。故选D 。 4．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。，单位THz对应的物理量是（   ） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 【答案】C 【详解】根据题干给出的单位关系，其中 （赫兹）是频率的单位，因此 （太赫兹）是频率的倍数单位，对应物理量为频率。故选 C。 5．要减小LC振荡电路所发射电磁波的波长，下列办法正确的是(　　) A．抽去线圈的磁芯 B．增加线圈的匝数 C．增加电容器的电容 D．降低发射功率 【答案】A 【详解】A．LC振荡电路的频率公式为，要提高频率，需减小线圈自感系数L或电容器电容C。抽去线圈的磁芯会使线圈自感系数L减小，振荡频率f升高，波长λ减小，故A正确；B．增加线圈的匝数会使线圈自感系数L增大，振荡频率f降低，波长λ增大，故B错误；C．增加电容器的电容C增大，会使振荡频率f降低，波长λ增大，故C错误；D．降低发射功率，不影响振荡频率f，因此波长λ不变，故D错误。故选A。 6．如图所示，为电感线圈，为电容器，为定值电阻，线圈及导线的电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时。已知电路的振荡周期，则下列说法正确的是(　　) A．时，通过电感线圈的电流为0 B．时，电容器中的电场强度最小 C．在0.5s~0.6s时间内，回路中电场能增大，磁场能减小 D．时，回路中电流沿顺时针方向 【答案】A 【详解】A．在时，电感线圈对电容器顺时针充电完毕，电路中电流为零，通过电感线圈L的电流I为0，故A正确；B．在时，线圈对电容器逆时针充电完毕，电容器中的电场强度最大，故B错误；C．在0.5s~0.6s内，相当于在内，电容器放电，回路中电场能减小，磁场能增大，故C错误；D．在时，电容器放电，回路中电流沿逆时针方向，故D错误。故选A。 7．电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，它的电磁辐射功率是5.0 W，若要让电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.1 W/m2，则人体与该装置的安全距离至少为(　　) A．1.5 m B．2.0 m C．2.5 m D．3.0 m 【答案】B 【详解】设人与该安全装置的安全距离至少为x，则，解得。故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是(　　) A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 【答案】AD 【详解】A．无线电波的波长较长、频率较低，适用于广播及其他信号的传输，故A正确；B．紫外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，故B错误；C．紫外线照射会使物质发出荧光，但夜视仪是红外线的热效应工作的，故C错误；D．X射线具有很强的穿透本领，可用于机场安检探测箱内的物品，故D正确。故选AD。 9．如图所示为无线电波实际发射过程的示意图，如图甲、乙、丙所示为发射过程产生的电流图像，关于这三种图像，下列说法中正确的是(　　) A．图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流 B．图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号 C．图丙表示高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 D．图丙表示高频电磁波的频率随信号的强弱而变 【答案】ABC 【详解】A．由图甲可知，振荡电流周期很小，则图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流，故A正确；B．由图乙可知，振荡电流周期较大，则图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号，故B正确； CD．由图丙可知，高频电磁波的振幅发生变化，高频电磁波的周期不变，则频率不变，故C正确，D错误。故选ABC。 10．如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c） 为电路中的电流随时间变化的图像，则(　　) A．i1是L1中的电流图像 B．i1是L2中的电流图像 C．i2是L2中的电流图像 D．i3是流过耳机的电流图像 【答案】ACD 【详解】A．L1中的电流应为完整的波形，（a）图是完整的高频调幅电流，所以i1是L1中的电流图像，故A正确；BC．L2中的波形在二极管的作用下为单向，则只有L1中的一半，（b）图是经二极管半波整流后的电流，所以i2是L2中的电流图像，故B错误，C正确；D．流过耳机的电流为经C2的高频分流后的载波信号，故（c）图是通过耳机的低频电流，所以i3是流过耳机的电流图像，故D正确。故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。 该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。 (1)探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期______s（结果保留两位有效数字）。 (2)如果使用电动势较小的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】(1) (2)不变 【详解】（1）[由图乙可知 （2）由振荡周期公式可知，使用电动势较小的电源给电容器充电，则LC振荡电路的周期不变，则频率也不变。 12．(8分)某同学利用微波发射器和接收器研究电磁波。发射器可发射频率为10GHz的一定强度电磁波，接收器可显示接收到电磁波的强度。 （1）如图（a）所示，接收器和发射器置于同一直线上，在发射器和接收器前均加装一偏振片，此时接收器显示接收到的信号最强。若接收器按图示方向沿轴线转动，接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于______（填“横波”或“纵波”），若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是______。 （2）如图（b）所示，在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化。这种现象是电磁波的______（“偏振”、“干涉”或“衍射”）现象，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______（填“几乎相等”、“中间大两侧小”或“中间小两侧大”），若双缝的两条缝之间距离减小，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 横波 先减弱后增强 干涉 几乎相等 变大 【详解】（1）[1]根据题意可知在旋转偏振片后接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于横波； [2]若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是先减弱后增强； （2）[3]在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化，这种现象是电磁波的干涉现象。 [4]根据双缝干涉条纹间距公式 可知接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离几乎相等； [5]根据双缝干涉条纹间距公式 若双缝的两条缝之间距离减小，可知接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离变大。 13．(12分)根据麦克斯韦电磁场理论，回答下列问题： (1)麦克斯韦提出的两个核心假说是什么？请分别简要说明其内容。 (2)结合上述假说，推导“变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场”这一结论，进而说明电磁场的形成机制。 (3)电磁场与电磁波的关系是什么？电磁波具有哪些与机械波不同的关键特性？ 【答案】(1)变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 (2)变化的电场产生变化的电流，从而激发磁场。变化的磁场激发涡旋电场。 电磁场形成机制：电场和磁场交替变化，无需电荷或电流即可在空间传播，形成电磁波。 (3)关系：电磁波是电磁场的传播形式，由变化的电磁场相互激发形成。 不同特性： 无需介质：电磁波可在真空中传播，机械波需介质。 横波特性：电磁波中E和B均垂直于传播方向，机械波可为纵波（如声波）。 传播速度：真空中电磁波速为光速，机械波速由介质决定。 14．(12分)过强的电磁辐射对人体有很大危害。为了确保安全，规定工作场所受电磁辐射强度Z（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m2。某无线电通讯设备的电磁辐射的功率为P=15kW，取π=3，求： (1)请直接写出距离通讯设备为r处的电磁辐射强度Z的表达式（用P和r表示）； (2)为了保证安全，人距离通讯设备至少多远？ 【答案】(1) (2)50m 【详解】（1）由题意可知 （2）将、代入到 解得 15．(16分)如图所示的LC电路中，电容C为，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带负电灰尘恰好静止。当时闭合开关S，灰尘在电容器内运动，重力加速度g取10m/s2。求： （1）LC电路中电磁振荡的周期； （2）当时，带电灰尘的加速度大小； （3）如电容器两板电压最大为，则在内的平均电流大小和方向。 【答案】（1）；（2）；（3），逆时针方向 【详解】（1）由电磁振荡的周期公式可得 （2）开关断开时，灰尘恰好静止，则有 当时，电流 电荷量最大但电场的方向与开始时相反，则有 解得 （3）如电容器两板电压最大为，则电容器带电量最大值为 由于 则在内的平均电流大小 开关S断开时，极板间带负电灰尘恰好静止，则电容器的上极板带正电，则在内的电流的方向是逆时针方向。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第八章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A．光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 C．电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的 D．电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 2．北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务．该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是(　　) A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 3．如图是金属探测仪的内部简化结构，由线圈与电容器构成的LC振荡电路。电路中的电流I随时间t变化的规律如图所示，则该振荡电路(　　) A．时，电容器上的电荷量为零 B．增大线圈自感系数L，则振荡周期会减小 C．，线圈内的磁场正在减弱 D．，电容器处于放电状态 4．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。，单位THz对应的物理量是（   ） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 5．要减小LC振荡电路所发射电磁波的波长，下列办法正确的是(　　) A．抽去线圈的磁芯 B．增加线圈的匝数 C．增加电容器的电容 D．降低发射功率 6．如图所示，为电感线圈，为电容器，为定值电阻，线圈及导线的电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时。已知电路的振荡周期，则下列说法正确的是(　　) A．时，通过电感线圈的电流为0 B．时，电容器中的电场强度最小 C．在0.5s~0.6s时间内，回路中电场能增大，磁场能减小 D．时，回路中电流沿顺时针方向 7．电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，它的电磁辐射功率是5.0 W，若要让电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.1 W/m2，则人体与该装置的安全距离至少为(　　) A．1.5 m B．2.0 m C．2.5 m D．3.0 m 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是(　　) A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 9．如图所示为无线电波实际发射过程的示意图，如图甲、乙、丙所示为发射过程产生的电流图像，关于这三种图像，下列说法中正确的是(　　) A．图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流 B．图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号 C．图丙表示高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 D．图丙表示高频电磁波的频率随信号的强弱而变 10．如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c） 为电路中的电流随时间变化的图像，则(　　) A．i1是L1中的电流图像 B．i1是L2中的电流图像 C．i2是L2中的电流图像 D．i3是流过耳机的电流图像 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。 该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。 (1)探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期______s（结果保留两位有效数字）。 (2)如果使用电动势较小的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。 12．(8分)某同学利用微波发射器和接收器研究电磁波。发射器可发射频率为10GHz的一定强度电磁波，接收器可显示接收到电磁波的强度。 （1）如图（a）所示，接收器和发射器置于同一直线上，在发射器和接收器前均加装一偏振片，此时接收器显示接收到的信号最强。若接收器按图示方向沿轴线转动，接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于______（填“横波”或“纵波”），若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是______。 （2）如图（b）所示，在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化。这种现象是电磁波的______（“偏振”、“干涉”或“衍射”）现象，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______（填“几乎相等”、“中间大两侧小”或“中间小两侧大”），若双缝的两条缝之间距离减小，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 13．(12分)根据麦克斯韦电磁场理论，回答下列问题： (1)麦克斯韦提出的两个核心假说是什么？请分别简要说明其内容。 (2)结合上述假说，推导“变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场”这一结论，进而说明电磁场的形成机制。 (3)电磁场与电磁波的关系是什么？电磁波具有哪些与机械波不同的关键特性？ 14．(12分)过强的电磁辐射对人体有很大危害。为了确保安全，规定工作场所受电磁辐射强度Z（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m2。某无线电通讯设备的电磁辐射的功率为P=15kW，取π=3，求： (1)请直接写出距离通讯设备为r处的电磁辐射强度Z的表达式（用P和r表示）； (2)为了保证安全，人距离通讯设备至少多远？ 15．(16分)如图所示的LC电路中，电容C为，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带负电灰尘恰好静止。当时闭合开关S，灰尘在电容器内运动，重力加速度g取10m/s2。求： （1）LC电路中电磁振荡的周期； （2）当时，带电灰尘的加速度大小； （3）如电容器两板电压最大为，则在内的平均电流大小和方向。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $