4.1麦克斯韦的电磁场理论 自主提升过关练（word版含答案）

4.1麦克斯韦的电磁场理论 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．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
2．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
3．麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一阶段中最伟大的理论物理学家，他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来，下列关于麦克斯韦的理论，正确的是（　　）
A．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场
B．光是以波动形式传播的一种电磁振动
C．水波、声波和电磁波都能在真空中传播
D．当电场和磁场同时存在空间某一区域时，就会形成电磁波
4．下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．声波不会发生干涉现象
E.光需要介质才能传播
5．以下关于电磁场理论和电磁波的有关说法正确的是（　　）
A．变化的电场周围一定产生电磁波
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．电磁波在介质中以光速传播
6．关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是（　　）
A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调谐后，把信号发送到基站中转
B．如果空间某区域有振荡的电场或振荡的磁场，就能产生电磁波
C．电磁波是纵波，不能产生偏振现象
D．电磁波和机械波都不能在真空中传播
7．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
8．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波在空气中传播速度为 340m/s
C．人讲话的声波属于电磁波 D．手机通信是利用电磁波来传递信息
9．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场产生变化的磁场
B．电磁波必须依赖介质才能传播
C．电磁波在真空中和介质中的传播速度相同
D．电磁波可以发生衍射现象
10．2021年6月23日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平来到北京航天飞行控制中心，同正在天和核心舱执行任务的神舟十二号航天员聂海胜刘伯明、汤洪波亲切通话。相距万里的通话是利用了电磁波的传输。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
B．电磁场由发生区域向远处的传播就形成电磁波
C．电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
11．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
12．下列说法正确的是（　　）
A．车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率减小
B．电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应
C．双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．赫兹通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c
13．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．
14．下列说法中正确的是（　　）
A．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
B．机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定
C．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮
E.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
15．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波不能发生干涉和衍射
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，电磁波属于横波
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输
二、解答题
16．离我们最近的一颗恒星是比邻星，它距离我们是10m，从地球向比邻星发射的电磁波，要经过多长时间才能到达比邻星？(电磁波的速度3.00×108m/s)
17．我们平时可能会有这样的经历：雷雨天在家收听广播节目时，我们会先听到收音机里发出“咔嚓、咔嚓……”的声音，然后才听到雷声。
（1）打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音？
（2）为什么会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声？
参考答案
1．A
【详解】
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。
2．D
【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。
3．B
【详解】
A．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，故A错误；
B．光是以波动形式传播的一种电磁振动，故B正确；
C．水波、声波属于机械波，不能在真空中传播；电磁波能在真空中传播，故C错误；
D．电磁波是由变化的电场和磁场，从发生区域由近及远传播形成的，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．电磁波在真空中以光速c传播，故A正确；
B．在空气中传播的声波是纵波，故B错误；
C．声波在气体、液体和固体均可以传播，故C错误；
D．声波可以发生干涉现象，故D错误；
E．光在真空和透明介质中均可以传播，故E错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，不能产生电磁波，A错误；
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，速度变小，频率不变，则波长会变短，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，C错误；
D．电磁波在真空中以光速传播，在介质中的速度小于光速，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，经过调制后，把信号发送到基站，A错误；
B．振荡的电场或振荡的磁场会在周围空间产生振荡的电磁场，就能产生电磁波，B正确；
C．电磁波是横波，C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
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。
8．D
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，故A错误；
B．电磁波在空气中传播速度为，故B错误；
C．人讲话的声波属于机械波，故C错误；
D．手机能发出电磁波也能接收电磁波，故通信是利用电磁波来传递信息，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．变化的电场能够在周围空间产生磁场。若电场随时间均匀变化，则产生稳定的磁场；若电场随时间不均匀变化，则产生变化的磁场，A错误；
BC．电磁波既可以在真空中传播，又可以在介质中传播，故电磁波不需要介质也能传播。电磁波在真空中以光速传播，而在其它介质中的传播速度总小于在真空中的传播速度，故电磁波在真空中和介质中的传播速度不同，BC错误；
D．电磁波具有波的性质，能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．电磁波只有在同一均匀介质中才沿直线传播，故A错误；
B．电磁场由发生区域向远处的传播就形成电磁波，故B正确；
C．均匀变化的电（磁）场变化时产生恒定的磁（电）场，恒定的磁（电）场不会产生电电（磁）场，也就不会产生电磁波，故C错误；
D．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不变化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电场，故A错误；
BD．均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场，故BD错误；
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故C正确。
故选C。
12．D
【详解】
A．由多普勒效应可知，车辆匀速驶向停在路边的警车，相当于波的传播速度增大，根据f＝可知，警车上测速仪探测到反射波的频率升高，A错误；
B．能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；
C．双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加相互加强，波峰与波谷叠加相互削弱，C错误；
D．赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，他还通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c，这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，D正确。
故选D。
13．ABC
【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。
14．ACE
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A正确；
B．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；
C．军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故C正确；
D．根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，而不是变矮，故D错误；
E．反射光属于偏振光，加偏振片的作用是减弱玻璃的反射光的强度，故加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度，故E正确。
故选ACE。
15．BD
【详解】
A．电磁波和机械波都能发生干涉和衍射，故A错误；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，电磁波能发生偏振现象，因此电磁波属于横波，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故C错误；
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，故D正确。
故选BD。
16．解：电磁波到达比邻星所需要的时间为：
…………………………………………（6分）
【详解】
试题分析：由运动公式
代入数据得：
考点：本题考查了电磁波传播时间的计算
17．见解析
【详解】
（1）打雷时，会在空间产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间激起电磁波，电磁波被收音机接收后，收音机就发出“咔嚓”的声音；
（2）电磁波在空气中的传播速度远大于声速，所以我们会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声。