4.2电磁场与电磁波 自主提升过关练(解析版)
一、选择题
1.电磁波在传播时,不变的物理量是( )
A.振幅 B.频率 C.波速 D.波长
2.下列说法正确的是( )
A.电容器带电量越大,其电容就越大 B.电磁波是一种假想的模型,实际上并不存在
C.点电荷在周围空间产生的电场为匀强电场 D.指南针能够指南北方向是因为存在地磁场
3.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
4.物理学中最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家( )
A.法拉第、安培和麦克斯韦 B.奥斯特、安培和麦克斯韦
C.法拉第、奥斯特和赫兹 D.安培、奥斯特和赫兹
5.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学历史的是( )
A.麦克斯韦预言了并实验证明了电磁波的存在
B.卡文迪许通过油滴实验测得了元电荷e的数值,这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C.法拉第提出了场的概念,并且直观地描绘了场的清晰图像
D.安培提出了分子电流假说,并且发现了电流的磁效应
6.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下不符合物理学历史的是( )
A.库仑在前人工作的基础上通过扭秤实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
B.法拉第不仅提出了场的概念,而且他用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,还揭示了电、磁、光现象的统一性,而且他通过实验进行了证实
D.惠更斯发现单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方根成正比,与重力加速度的二次方根成反比
7.下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦最早通过实验捕捉到电磁波
B.电流的磁效应是法拉第发现的
C.奥斯特在前人的实验基础上总结出电磁感应规律
D.元电荷e的数值是由物理学家密立根测定的
8.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.在电场周围一定产生磁场,在磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场
9.根据麦克新书电磁场理论,下列说法中正确的是( )
A.变化的磁场一定产生变化的电场
B.均匀变化的磁场一定产生均匀变化的电场
C.稳定的电场一定产生稳定的磁场
D.并不是只要空间有变化的电场或磁场,就一定能够产生电磁波
10.Wi-Fi(无线通信技术)是当今使用最广的一种无线网络传输技术,几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网,Wi-Fi信号的本质就是电磁波,波长约7~12厘米,通过无线路由器发射后将信号传递到设备上,使设备实现无线上网能力,下列对Wi-Fi信号的判断正确的是( )
A.其信号波是横波 B.不能在真空中传播
C.波长比可见光短 D.不能产生干涉和行射现象
11.下列几种波中不属于电磁波的是( )
A.B超检查身体时发出的超声波 B.微波炉加热食物时发出的微波
C.电视发射塔发出的无线电波 D.互联网光缆中传播的激光
12.下列说法不正确的是( )
A.声源向着静止的观察者运动时,观察者接收到的频率大于声源的发声频率
B.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
C.水面上的油膜呈现彩色条纹是由于光的干涉产生的现象
D.质点在平衡位置附近的往复运动就是简谐运动
13.下列说法正确的是( )
A.彩超是利用超声波的多普勒效应
B.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度方向平行
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片是为了增强玻璃表面的反射光
D.利用光的干涉可以检查平面的平整程度,即同一干涉条纹上各个点薄膜的厚度是相等的
E.激光可以会聚到很小的一点,光盘记录信息的密度很高,这是因为激光的平行度高
14.下列说法中正确的是( )
A.白光经过三棱镜色散后,紫光的传播方向改变量最大
B.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为光发生了衍射
C.根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波是横波
D.用两束单色光A、B分别在同一套装置上做干涉实验,若A光的条纹间距比B光的大,则说明A光波长大于B光波长
E.光学仪器镜头上的增透膜利用光的偏振
15.下列说法正确的是( )
A.只有横波才能产生干涉、衍射现象
B.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C.泊松亮斑支持了光的波动说,牛顿环是光的干涉产生的
D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
二、解答题
16.若某种电磁波在真空中的频率为,试回答下列问题:
(1)该电磁波的波长为多少?(电磁波在真空中的传播速度为)
(2)该电磁波属于哪个波段?(红外线波长范围为,紫外线的波长范围为5~370nm)
(3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时,电磁波的波长变为多少?
17.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?
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参考答案:
1.B
【解析】
离波源越远,振幅越小,电磁波在不同介质中的波速不一样,波长也不一样。频率是由发射电磁波的波源决定的,与介质无关。
故选B。
2.D
【解析】
A.电容器的电容取决于电容器本身的性质,电容与带电量及电压无关,故A错误;
B.电磁波是变化电磁场产生的,变化的磁场产生变化的电场,变化的电场又产生变化的磁场,逐渐向外传播,形成电磁波,实际存在的,故B错误;
C.点电荷的在其周围空间激发的电场是辐射状的电场,故C错误;
D.指南针能够指南北方向是因为地球周围存在的磁场,指示针在磁场中受到地磁场的作用,故D正确。
故选D。
3.C
【解析】
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。
4.C
【解析】
物理学中最早提出利用电场线描述电场的是法拉第;发现电流的磁效应的是奥斯特;用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。
故选C。
5.C
【解析】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证明了电磁波的存在,选项A错误;
B.密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值,这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因,选项B错误;
C.法拉第提出了场的概念,并且直观地描绘了场的清晰图像,选项C正确;
D.安培提出了分子电流假说,奥斯特发现了电流的磁效应,选项D错误。
故选C。
6.C
【解析】
A.1769年英国苏格兰人罗宾逊设计了一个杠杆装置,他把实验结果用公式表述出来,即力与距离的n次方成反比,1784年至1785年库仑通过扭秤实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律,故A正确,不符合题意;
B.英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念,并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场,为经典电磁学理论的建立奠定了基础,故B正确,不符合题意;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,还揭示了电、磁、光现象的统一性,是德国科学性赫兹通过实验进行了证实,故C错误,符合题意;
D.惠更斯导出了单摆周期公式,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.D
【解析】
A.赫兹最早通过实验捕捉到电磁波,故A错误;
B.电流的磁效应是奥斯特发现的,故B错误;
C.法拉第在前人的实验基础上总结出电磁感应规律,故C错误;
D.元电荷e的数值是由物理学家密立根通过油滴实验测定的,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】
A.麦克斯韦电磁场理论认为:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。只有变化的场才能激发场,故A错误;
BC.变化的场如果是均匀变化的,即变化率不变,则产生恒定的场,故BC错误;
D.振荡的场按正弦或余弦规律变化,则产生的场按余弦或正弦变化,频率相同,故D正确。
故选D。
9.D
【解析】
AB.变化的磁场一定产生电场,但均匀变化的磁场产生恒定的磁场,AB错误;
C.稳定的电场不能产生磁场,变化的电场产生磁场,C错误;
D.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围不会产生电场,不能产生电磁波,D正确。
故选D。
10.A
【解析】
A.电磁波均为横波,A正确;
B.电磁波的传播不需要介质,故电磁波可以在真空中传播,B错误;
C.根据电磁波波普可知无线电波波长比可见光更长,C错误;
D.折射和反射,干涉和衍射均为波的属性,D错误。
故选A。
11.A
【解析】
微波炉加热食物时发出的微波、电视发射塔发出的无线电波、互联网光缆中传播的激光都属于电磁波;B超检查身体时发出的超声波是机械波,不属于电磁波。
故选A。
12.D
【解析】
A.声源向静止的观察者运动时,根据多普勒效应可知,观察者接收到的频率大于声源的发声频率,A正确,不符合题意;
B.电磁波是横波,每一处的电场强度和磁感应强度总是相互垂直的,且均与波的传播方向垂直,B正确,不符合题意;
C.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于油膜的上下表面的反射光干涉形成的,C正确,不符合题意;
D.质点在平衡位置附近的往复运动属于机械振动,但不一定是简谐运动,D错误,符合题意。
故选D。
13.ADE
【解析】
A.医生利用超声波探测病人病情,是利用声波的多普勒效应,A正确;
B.根据电磁波的特点可知,电磁波是横波,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,B错误;
C.反射光属于偏振光,拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片是为了减弱玻璃表面的反射光,提高拍摄的效果,C错误;
D.薄膜干涉是等厚干涉,干涉条纹实际上是等厚线,即同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的,D正确;
E.由于激光的平行度好,故用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息,E正确。
故选ADE。
14.ACD
【解析】
A.可见光通过三校镜后,传播方向改变最大的紫色的光,红光改变最小,在光的色散中,对于同一种介质,光的频率越大,介质对其的折射率就越大,而折射率越大,光的折射角就越小,偏转程度就越大,由于可见光中紫光的频率最大,所以紫色的光线的折射角最小,偏转最大,故A正确;
B.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象,且只有一定波长(一定颜色)的光干涉时,才会相互加强,所以看起来有颜色,故B错误;
C.根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波是横波,故C正确;
D.根据
知.A光的条纹间距比B光的条纹间距大,则A光的波长大于B光的被长,故D正确;
E.光学镜头上的增透膜是膜的前后表面反射光出现叠加,利用光的干涉现象,故E错误。
故选ACD。
15.CD
【解析】
A.任意波,只要频率相同,均能产生干涉现象,A错误;
B.均匀变化的磁场产生稳定的电场,稳定的电场不能再产生磁场,故不能激发电磁波,B错误;
C.泊松亮斑是衍射现象支持了光的波动说,牛顿环是光的干涉产生的,C正确;
D.绿光的折射率大于红光的折射率,由临界角公式
sin C=
知,绿光的临界角小于红光的临界角,当光从水中射向空气,在不断增大入射角时,绿光先发生全反射,从水面上消失,D正确。
故选CD。
16.(1);(2)紫外线波段;(3)
【解析】
(1)由波速公式得
(2)该电磁波属于紫外线波段。
(3)由得
17.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
【解析】
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。
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