4.2电磁场与电磁波 学科素养提升练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2电磁场与电磁波 学科素养提升练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 183.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-19 08:48:34 | ||
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文档简介
4.2电磁场与电磁波 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．电磁波只能在真空中传播
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
2．引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖，对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波，爱因斯坦的观点的提出，采取了哪种研究方法（ ）
A．类比法 B．对比法 C．对称法 D．观察法
3．有四个电路，其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个，其中能发射电磁波的是（ ）
A． B．
C． D．
4．下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（ ）
A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
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．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。
D．普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为
5．如图所示为手机无线充电的原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。在充电过程中（ ）
A．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C．受电线圈中感应电流的大小不变
D．受电线圈中感应电流的方向不变
6．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（ ）
A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D．电磁波是纵波
7．下列说法不正确的是（ ）
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
B．爱因斯坦提出了光子的概念
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
8．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止，有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
9．下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A．只要有电场和磁场就能产生电磁波
B．电场随时间变化时一定能产生电磁波
C．要想产生持续的电磁波，变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）必须是均匀变化的
D．振荡电流能在空间中产生电磁波
10．下列说法中正确的是（ ）
A．能量在转化和转移的过程中有损失，故总能量减少
B．能量耗散表明，能量在利用过程中数量虽未减少，但在可利用的品质上降低了
C．电磁波是横波，本身不具有能量
D．微观粒子能量变化是连续的
11．下列关于电磁波的正确认识有（ ）
A．在真空中电磁波的传播速度跟光速相等
B．赫兹预言了电磁波的存在，20多年后麦克斯韦用实验证实
C．电磁波不会产生污染
D．只要空间某个区域存在电场和磁场，就能产生电磁波
12．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．能量越大，传播速度越大
C．波长越长，传播速度越大
D．频率、波长、能量的强弱都不能影响电磁波的传播速度
13．高精度全息穿透成像探测仪利用电磁波穿透非金属介质，探测内部微小隐蔽物体并对物体成像，具有分辨率高、体积小、辐射少等特点，应用领域比超声波更广。关于电磁波和超声波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波和超声波均能发生偏振现象 B．电磁波和超声波均能传递能量和信息
C．电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象 D．电磁波和超声波均需依赖于介质才能传播
14．某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，能产生磁场的电场是（ ）
A． B．
C． D．
15．用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场（或磁场）产生磁场（或电场）的正确图像是（ ）
A． B．
C． D．
二、解答题
16．一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，有可能发射电磁波吗？
17．如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V、2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：
（1）当t=×10–3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
（2）当t=π×10–3 s时，LC回路中的电流．
试卷第页，共页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．做变速运动的电荷会产生变化的电场，激发磁场，变化的磁场，产生电磁波，故A正确；
B．只有不均匀变化的电场或不均匀变化的磁场才能产生电磁波，故B错误；
C．电磁波既可以在真空中传播，也可以在其它介质中传播，故C错误；
D．电磁波的存在首先由赫兹实验证实，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
根据相似的特点，把物体类比于电荷，引力波类比于电磁波，故采用类比法。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场可以在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，从而形成电磁波。而恒定不变的磁场和随时间均匀变化的电场都不能发射电磁波。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误；
B．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，选项B错误；
C．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，选项C正确；
D．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为，选项D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有电能量损失，A错误；
B．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；
CD．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，产生的磁场也是周期性变化的，CD错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；
B．电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合可知，波长将变短，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．电磁波是横波，即电磁振动方向与波速垂直，可以在真空中传播，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，A正确，但不符合题意；
B．爱因斯坦提出了光子的概念，B正确，但不符合题意；
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，C错误，符合题意；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，D正确，但不符合题意。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，B正确；ACD错误；
故选B。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．要想产生持续的电磁波,变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场) 必须是非均匀变化的，故ABC错误；
D．振荡电流能在空间产生周期性变化的电场和磁场，则能产生电磁波，故D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
A．能量在转化和转移的过程中有损失，可总能量是守恒的，A错误；
B．能量耗散表明，能量在利用过程中数量虽未减少，但在可利用的品质上降低了，B正确；
C．电磁波是由互相垂直的周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，并由近及远向周围传播而产生的，所以是横波，是电场能和磁场能相互转化的，因此是具有能量的，C错误；
D．微观粒子能量变化是量子化的，是分立的，D错误。
故选B。
11．A
【解析】
【详解】
A．在真空中电磁波的传播速度跟光速相等，均为，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，20多年后赫兹用实验证实，故B错误；
C．电磁波也会产生电磁污染，故C错误；
D．只有交替周期变化的电场或磁场才能形成电磁波，故D错误。
故选A。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率、波长、能量大小均无关，故选D。
13．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．只有横波才能发生偏振现象，超声波的纵波部分不能发生偏振现象，A错误；
B．电磁波和超声波均能传递能量和信息，B正确；
C．电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象，C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误。
故选BC。
14．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，稳定的电场不能产生磁场。
故选ABC。
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图是错误的；
B．B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，所以B图正确；
C．C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的；
D．D图中的作图时震荡的电场，它能产生同频率的震荡磁场，且相位相差，D图是错误。
故选BC。
16．有可能向外辐射电磁波
【解析】
【分析】
【详解】
一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，电子受到质子的库仑引力的作用增大，做加速度a增大的加速运动，电子在运动过程中周围空间会产生非均匀变化的电场，所以有可能向外辐射电磁波。
17．（1）正电荷 ；（2） 0.5 A
【解析】
【详解】
（1）S断开后，LC中产生振荡电流，振动周期为
则t＝×10－3 s=时，电容器充电完毕，右极板带正电荷
（2）开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流
当t＝π×10－3 s=时，LC回路中的电流达到反向最大，即I=0.5A
试卷第页，共页
一、选择题
1．下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．电磁波只能在真空中传播
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
2．引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖，对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波，爱因斯坦的观点的提出，采取了哪种研究方法（ ）
A．类比法 B．对比法 C．对称法 D．观察法
3．有四个电路，其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个，其中能发射电磁波的是（ ）
A． B．
C． D．
4．下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（ ）
A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
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．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。
D．普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为
5．如图所示为手机无线充电的原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。在充电过程中（ ）
A．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C．受电线圈中感应电流的大小不变
D．受电线圈中感应电流的方向不变
6．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（ ）
A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D．电磁波是纵波
7．下列说法不正确的是（ ）
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
B．爱因斯坦提出了光子的概念
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
8．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止，有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
9．下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A．只要有电场和磁场就能产生电磁波
B．电场随时间变化时一定能产生电磁波
C．要想产生持续的电磁波，变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）必须是均匀变化的
D．振荡电流能在空间中产生电磁波
10．下列说法中正确的是（ ）
A．能量在转化和转移的过程中有损失，故总能量减少
B．能量耗散表明，能量在利用过程中数量虽未减少，但在可利用的品质上降低了
C．电磁波是横波，本身不具有能量
D．微观粒子能量变化是连续的
11．下列关于电磁波的正确认识有（ ）
A．在真空中电磁波的传播速度跟光速相等
B．赫兹预言了电磁波的存在，20多年后麦克斯韦用实验证实
C．电磁波不会产生污染
D．只要空间某个区域存在电场和磁场，就能产生电磁波
12．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．能量越大，传播速度越大
C．波长越长，传播速度越大
D．频率、波长、能量的强弱都不能影响电磁波的传播速度
13．高精度全息穿透成像探测仪利用电磁波穿透非金属介质，探测内部微小隐蔽物体并对物体成像，具有分辨率高、体积小、辐射少等特点，应用领域比超声波更广。关于电磁波和超声波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波和超声波均能发生偏振现象 B．电磁波和超声波均能传递能量和信息
C．电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象 D．电磁波和超声波均需依赖于介质才能传播
14．某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，能产生磁场的电场是（ ）
A． B．
C． D．
15．用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场（或磁场）产生磁场（或电场）的正确图像是（ ）
A． B．
C． D．
二、解答题
16．一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，有可能发射电磁波吗？
17．如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V、2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：
（1）当t=×10–3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
（2）当t=π×10–3 s时，LC回路中的电流．
试卷第页，共页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．做变速运动的电荷会产生变化的电场，激发磁场，变化的磁场，产生电磁波，故A正确；
B．只有不均匀变化的电场或不均匀变化的磁场才能产生电磁波，故B错误；
C．电磁波既可以在真空中传播，也可以在其它介质中传播，故C错误；
D．电磁波的存在首先由赫兹实验证实，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
根据相似的特点，把物体类比于电荷，引力波类比于电磁波，故采用类比法。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场可以在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，从而形成电磁波。而恒定不变的磁场和随时间均匀变化的电场都不能发射电磁波。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误；
B．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，选项B错误；
C．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，选项C正确；
D．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为，选项D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有电能量损失，A错误；
B．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；
CD．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，产生的磁场也是周期性变化的，CD错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；
B．电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合可知，波长将变短，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．电磁波是横波，即电磁振动方向与波速垂直，可以在真空中传播，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，A正确，但不符合题意；
B．爱因斯坦提出了光子的概念，B正确，但不符合题意；
C．电磁波波长由大到小的排列顺序依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，C错误，符合题意；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，D正确，但不符合题意。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，B正确；ACD错误；
故选B。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．要想产生持续的电磁波,变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场) 必须是非均匀变化的，故ABC错误；
D．振荡电流能在空间产生周期性变化的电场和磁场，则能产生电磁波，故D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
A．能量在转化和转移的过程中有损失，可总能量是守恒的，A错误；
B．能量耗散表明，能量在利用过程中数量虽未减少，但在可利用的品质上降低了，B正确；
C．电磁波是由互相垂直的周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，并由近及远向周围传播而产生的，所以是横波，是电场能和磁场能相互转化的，因此是具有能量的，C错误；
D．微观粒子能量变化是量子化的，是分立的，D错误。
故选B。
11．A
【解析】
【详解】
A．在真空中电磁波的传播速度跟光速相等，均为，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，20多年后赫兹用实验证实，故B错误；
C．电磁波也会产生电磁污染，故C错误；
D．只有交替周期变化的电场或磁场才能形成电磁波，故D错误。
故选A。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率、波长、能量大小均无关，故选D。
13．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．只有横波才能发生偏振现象，超声波的纵波部分不能发生偏振现象，A错误；
B．电磁波和超声波均能传递能量和信息，B正确；
C．电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象，C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误。
故选BC。
14．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，稳定的电场不能产生磁场。
故选ABC。
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图是错误的；
B．B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，所以B图正确；
C．C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的；
D．D图中的作图时震荡的电场，它能产生同频率的震荡磁场，且相位相差，D图是错误。
故选BC。
16．有可能向外辐射电磁波
【解析】
【分析】
【详解】
一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，电子受到质子的库仑引力的作用增大，做加速度a增大的加速运动，电子在运动过程中周围空间会产生非均匀变化的电场，所以有可能向外辐射电磁波。
17．（1）正电荷 ；（2） 0.5 A
【解析】
【详解】
（1）S断开后，LC中产生振荡电流，振动周期为
则t＝×10－3 s=时，电容器充电完毕，右极板带正电荷
（2）开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流
当t＝π×10－3 s=时，LC回路中的电流达到反向最大，即I=0.5A
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