2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第二册
4.2麦克斯韦电磁电磁场理论 同步作业(解析版)
1.关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌
B.变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场
C.电磁波是与声波一样不可以在真空中传播
D.麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
2.下列有关物理学史或物理理论的说法中,不正确的是( )
A.牛顿第一定律涉及了两个重要的物理概念:力和惯性
B.“如果电场线与等势面不垂直,那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量,在等势面上移动电荷时静电力就要做功”,用的是归纳法
C.电场和磁场是一种客观存在的物质,是相互联系的,统称为电磁场,它具有能量和动量,以有限速度--光速在空间中传播
D.伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因
3.下列说法正确的是( )
A.机械波和电磁波既有横波又有纵波
B.根据麦克斯韦的电磁理论,均匀变化的电场会产生变化的磁场
C.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的
D.宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,但仍具有波粒二象性
4.如图,为生活中遇到的各种波,以下关于波的说法正确的是( )
A.声波可以发生多普勒效应
B.wifi信号的传播需要介质
C.丙图是泊松亮斑图样
D.月全食时的红月亮是因为红光在月球表面发生干涉所致
5.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是 ( )
A.周期性变化的电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波;
B.在电场的周围总能产生磁场,在磁场的周围总能产生电场;
C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播;
D.电磁波传播的速度总是3.0×108m/s。
6.下列关于电磁波的说法中错误的是
A.电磁波具有能量
B.电磁波不能在真空中传播
C.光波、x射线和 射线都是电磁波
D.赫兹通过实验验证了电磁波的存在
7.对于物理学家的成就与贡献的叙述,与物理学史实相符合的是( )
A.伽利略创建了力、加速度、速度等概念,库仑最早提出了电场、磁场等概念
B.开普勒最早通过实验测出了引力常量,法拉第最早通过实验测出了元电荷
C.麦克斯韦创建了电磁场理论,赫兹预言并用实验证实了电磁波的存在
D.普朗克最早提出能量量子化的概念,玻尔最早提出轨道量子化的概念
8.下列说法中正确的是( )
A.在电场周围一定存在磁场 B.电磁波与机械波的传播都需要介质
C.电磁波在真空中的速度为3×108m/s D.电磁场理论是物理学家法拉第建立的
9.关于物理学史,下列说法中正确的是( )
A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是特斯拉
B.电磁感应现象是奥斯特发现的
C.建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D.最早证明有电磁波存在的科学家是法拉第
10.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列说法中错误的是
A.1820年,奥斯特发现了电流的磁效应
B.库伦发现了电磁感应现象
C.安培提出了分子电流假说
D.麦克斯韦最终建立了经典电磁场理论
11.关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A.电磁波可能是纵波,也可能是横波
B.在日常生活中所说的热辐射就是指红外线辐射
C.均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场
D.紫外线的主要作用是穿透作用和荧光作用
12.有关电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波的传播需要介质
B.科学家法拉第预言电磁波的存在
C.电磁波的传播不需要介质
D.电磁波的传播速度大于光速
13.关于无线电波的传播,下列说法正确的是( )
A.发射出去的电磁波,可以传到无限远处
B.无线电波遇到导体,就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C.波长越短的电磁波,越接近直线传播
D.移动电话是利用无线电波进行通信的
14.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.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
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
15.下列说法正确的是( )
A.用单色平行光照射单缝,缝宽不变,光的波长越长,衍射现象越显著
B.太阳光经过偏振片后,光强度减弱,且和医院“B超”中的超声波传播速度相同
C.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场
D.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的波长长,这说明该星系正在远离我们而去
16.如图所示的实验装置,当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时,导线环上两小球间也会产生电火花,这是为什么?这个实验证实了什么问题?
17.某LC振荡电路中,振荡电流变化规律i=0.14sin(1000t)A,已知电路中线圈的自感系数L=50mH,求:
(1)该振荡电流的周期为多少;
(2)电容器的电容C.
参考答案
1.B
【详解】
A.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波,能够灭菌。故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁理论可知,变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场。故B正确;
C.电磁波可以在真空中传播。故C错误;
D.赫兹第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在。故D错误。
故选B。
2.B
【详解】
A.牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到任何力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,牛顿第一定律揭示了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,阐明了惯性的概念:物体具有的保持原来运动状态的性质,所以牛顿第一定律又称惯性定律.故A正确.
B.“如果电场线与等势面不垂直,那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量,在等势面上移动电荷时静电力就要做功”.采用的是假设法,故B错误.
C.根据麦克斯韦电磁场理论得知电场和磁场是一种客观存在的物质,是相互联系的,统称为电磁场.它们都具有能量和动量,在真空中传播速度等于光速,故C正确.
D.伽利略通过实验和合理的推理提出物体下落的快慢与物体的轻重没有关系,即质量并不影响落体运动快慢.故D正确.
本题选不正确的,故选B.
3.D
【详解】
A.电磁波是横波,而机械波既有横波又纵波,故A错误;
B.均匀变化的电场一定产生恒定的磁场,故B错误;
C.为了有效地向空间辐射能量,必须是开放电路,故C错误;
D.宏观物体运动时,由于宏观物体的波长非常小,很难观察到它的波动性,但仍具有波粒二象性,故D正确。
故选D。
4.A
【详解】
A.声波可以发生多普勒效应,A正确;
B.wifi信号是电磁波,其传播不需要介质,B错误;
C.丙图是衍射图样,泊松亮斑是一个很小的亮点,C错误;
D.月全食时的红月亮是太阳光被大气层散射后照射到月球上,被月球反射后射向地面,由于红光的波长最长,衍射能力最强,传播最远,到达地面时红光最多,所以我们看到的是红月亮,是光的散射和衍射现象,不是光的干涉现象,D错误。
故选A。
5.A
【解析】
【详解】
周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,逐渐向外传播,形成电磁波。故A正确。变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,恒定不变的磁场不会产生电场,同样恒定不变的电场也不会产生磁场,故B错误。电磁场本身就是一种物质,可以不依赖物质传播,也可以在介质中传播。故C错误。电磁波在真空中传播速度是3×108m/s,故D错误。故选A。
【点睛】
解决本题的关键知道电磁波的产生原理,以及知道电磁波谱所包含:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用.
6.B
【详解】
电磁波就是以能量形式传播的,故A正确;电磁波可以在真空中传播,故B错误;电磁波的主要成员是:无线电波、红外线、可见光、x射线和γ射线,所以光波、x射线和γ射线都是电磁波,故C正确;赫兹通过实验验证了电磁波的存在,故D正确;本题选错误的,故选B.
【点睛】
本题考查学生对电磁波的了解,属于基础性的知识,要理解记忆,电磁波可以传递能量和信息,可以在真空中传播,电磁波在真空中传播速度与光速相同.
7.D
【详解】
A.牛顿创建了力、惯性等概念,伽利略创建了加速度、速度等概念,法拉第最早提出电场、磁场等概念,故选项A错误;
B.卡文迪许最早通过扭秤实验测定引力常量的数值,密立根最早通过油滴实验测定元电荷的数值,故选项B错误;
C.麦克斯韦创建了电磁场理论并预言电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故选项C错误;
D.普朗克最早提出能量量子化的概念,玻尔最早提出轨道量子化的概念,故选项D正确。
故选D。
8.C
【详解】
A.变化的电场周围存在磁场,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,但机械波的传播需要介质,故B错误;
C.电磁波在真空中的速度等于光速为3×108m/s,故C正确;
D.电磁场理论是物理学家麦克斯韦建立的,D错误。
故选C。
9.C
【详解】
A.奥斯特发现电流的磁效应,他是最早发现电和磁有密切联系的科学家,A错误;
B.电磁感应现象是法拉第发现的,B错误;
C.英国科学家麦克斯韦建立完整电磁场理论,C正确;
D.最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹,D错误。
故选C。
10.B
【解析】
【详解】
A.1820年,奥斯特发现了电流的磁效应,选项A正确,不符合题意;
B.法拉第发现了电磁感应现象,选项B错误,符合题意;
C.安培提出了分子电流假说,选项C正确,不符合题意;
D.麦克斯韦最终建立了经典电磁场理论,选项D正确,不符合题意。
11.B
【详解】
A、根据光的偏振规律可证明所有的电磁波包括光波都是横波,故A错误.
B、红外线有很强的热效应,因此在日常生活中所说的热辐射就是指红外线辐射,B正确.
C、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的电场在周围空间产生的是恒定的磁场,C错误.
D、紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用,D错误.
故选B.
【点睛】
本题考查了麦克斯韦的电磁波理论以及电磁波谱,只要熟读概念就能顺利解答;注意明确周期性变化的电(磁)场才能形成电磁波,变化的磁场可以产生电场;均匀变化的电场产生恒定的磁场;均匀变化的磁场产生恒定的电场.
12.C
【分析】
电磁波的传播不需要介质,在真空中传播的速度等于光速.
【详解】
A、C、电磁波的传播不需要介质,机械波的传播需要介质吗故A错误,C正确.B、麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了光波就是电磁波,故B错误.D、光波就是电磁波,在真空中电磁波的传播速度等于光速,故D错误.故选C.
【点睛】
解决本题的关键知道电磁波的特点,以及知道电磁波与机械波的区别.
13.BCD
【详解】
AB.无线电波在传播过程中,遇到障碍物就被吸收一部分,遇到导体,会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流),故A错,B正确;
CD.波长越短,传播方式越接近光的直线传播,移动发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段,故CD正确;
故选BCD。
14.ABC
【详解】
A项:电磁波在真空中的传播速度均相同,与电磁波的频率无关,故A正确;
B项:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,相互激发,形成电磁波,故B正确;
C项:电磁波是横波,每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的,且与波的传播方向垂直,故C正确;
D项:当发射电路的电磁振荡停止了,只是不能产生新的电磁波,但已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播一段时间,故D错误.
15.ACD
【解析】
用单色平行光照射单缝,缝宽不变,照射光的波长越长,衍射现象越显著;故A正确;太阳光是自然光,穿过偏振片后,光强度减小;可见光是电磁波的一种,电磁波的速度等于光速,医院“B超”中的超声波是声波,与太阳光的传播速度不同;故B错误;麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场;故C正确;根据多普勒效应,可知,当自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,由c=λf,得接收的频率变小,因此说明该星系正在远离我们而去,故D正确;故选ACD.
16.当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在
【详解】
略
17.(1)(2)
【详解】
(1)根据振荡电路的周期性变化的规律,得
(2)因震荡周期,得
【点睛】
本题关键运用LC振荡电路的电谐振周期公式.