4.1麦克斯韦的电磁场理论基础巩固练习（word版含答案）

4.1麦克斯韦的电磁场理论基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．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有关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射，但不能发生反射和折射
D．电磁波的传播需要介质
2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场一定能产生磁场
B．变化的磁场一定能产生变化的电场
C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场
D．恒定的磁场一定能产生恒定的电场
3．关于电磁波传播，下列说法不正确的（ ）
A．电磁波在与电场、磁场均垂直的方向传播．
B．电磁波在真空中和介质中传播速度都等于光速
C．电磁场由近及远传播，形成电磁波．
D．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．
4．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，一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
5．下列说法中正确的是
A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．由电磁振荡产生电磁波，当波源的振荡停止时，空间中的电磁波立即消失
D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢
6．物理学和计算机技术的发展推动了医学影像诊断技术的进步．彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到流向远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高．利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血流的方向、流速的大小和性质．计算机辅助X射线断层摄影，简称CT．工作时X射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收．由于人体各种组织的疏密程度不同，检测器接收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病变．根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是（）
A．彩超工作时利用了多普勒效应
B．CT工作时利用了波的衍射现象
C．彩超和CT工作时向人体发射的波都是纵波
D．彩超和CT工作时都向人体发射的波都是电磁波
7．用实验证实电磁波存在的物理学家是（　　）
A．赫兹 B．麦克斯韦 C．法拉第 D．牛顿
8．关于电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁波可以脱离“波源”而独立存在
B．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
C．电磁波是物质波
D．电磁波可以使电荷移动
9．爱因斯坦在广义相对论中曾这样描述：任何有质量的物体都会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害。当有质量的物体加速运动，如两个天体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪……。这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是引力波。引力波探测是难度最大的尖端技术之一，因为只有质量非常大的天体加速运动时才会产生较容易探测的引力波。2016年2月11日，美国激光干涉引力波天文台（LIGO）宣布探测到了引力波，该引力波是由距离地球13亿光年之外的两个黑洞合并时产生的。探测装置受引力波影响，激光干涉条纹发生相应的变化，从而间接探测到引力波。通过对探测数据研究，科学家发现引力波在空间传播的方式与电磁波类似，以光速传播，携带有一定能量，并有两个独立的偏振态。根据上述材料做下列推断，下列说法正确的是（　　）
A．引力波是纵波
B．引力波的传播不需要介质
C．只有质量非常大的天体加速旋转时才能产生引力波
D．引力波可以与激光发生干涉，产生干涉条纹
10．关于物理学史的知识，下列事迹的叙述中不符合事实的是（ ）
A．麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围激发感生电场，处在其中的导体就会产生感应电动势
B．法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一闭合回路的磁通量的变化量成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律．
C．法拉第不仅提出场的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机
D．焦耳测量了热与机械功间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒的建立奠定了实验基础．
11．一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示，当磁感应强度均匀增加时，此粒子（　　）
A．动能不变 B．动能增加 C．动能减小 D．都可能
12．下列说法正确的是
A．建筑外装涂膜玻璃应用了光的全反射
B．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
C．由空气进入水中，电磁波波长变短，声波波长变长
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小
13．建立了电磁场理论，为现代通讯技术的发展奠定了理论基础的科学家是（　　）
A．欧姆 B．伏特 C．安培 D．麦克斯韦
14．下列关于物理现象的描述错误的是（　　）
A．真空中不同频率的电磁波都具有相同速度
B．小玲来回抖动带电荷梳子时，梳子能向外发射电磁波
C．多普勒效应是奥地利物理学家多普勒发现的
D．在机械波的干涉中，加强区的质点的位移大小不可能小于减弱区的质点的位移大小
15．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
二、填空题（共4题）
16．_____________预言了电磁波的存在，___________设计实验证明了电磁波的存在，并用实验测得电磁波在真空中传播的速度。
17．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成_________。
18．电磁场
（1）变化的磁场产生电场
a.实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生___________。
b.麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的___________产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。
c.实质：变化的___________产生了电场。
（2）变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生___________。
19．奥斯特实验表明电流能产生磁场，这个现象称为电流的_________； ____________预言电磁波的存在（选填“牛顿”、“法拉第”、“麦克斯韦”、“赫兹”）；电磁波是个大家族，它包含无线电波、 红外线、可见光、紫外线、___________和γ射线．
三、综合题（共4题）
20．打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。接着，按照如图所示的方式在收音机附近将电池盒的两引线反复碰触，你会听到收音机中发出“咔咔咔”的响声。为什么会产生这种现象？
21．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，哪些是能产生电场的？哪些是能产生电磁波的？说明你判断的理由。
22．在经典物理学发展史上，出现过四个里程碑式的人物．他们分别是伽利略、牛顿、法拉第和麦克斯韦。爱因斯坦认为他们同样伟大。说说你的观点。
23．下列是一些磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像、哪个（些）能在磁场周围产生稳定的电场？并说明理由。
参考答案
1．B
2．A
3．B
4．C
5．D
6．A
7．A
8．B
9．B
10．B
11．B
12．C
13．D
14．D
15．A
16．麦克斯韦 赫兹
17．电磁波
18．感应电流 磁场 磁场 磁场
19．磁效应 麦克斯韦 X射线
20．
电池盒的两根引线反复碰触时，电流迅速变化，产生的电场迅速变化，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场形成电磁波向外传播，当电磁波遇到收音机时被接收到，从而发出咯咯的声响。
21．
根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。可以判断出
该图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
该图的磁场是均匀变化的，可以产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因而不能产生连续的电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
22．
伽利略研究力和运动的关系，率先运用了科学实验与逻辑推理相结合的物理思想；
牛顿正确地指出了力与运动之间的关系，总结的三大定律成为力学的支柱；
法拉第通过实验发现了电磁感应现象，揭示了电磁之间相互转化规律；
麦克斯韦预言了电磁波的存在，同时建立了较为完整的电磁场理论；
以上四位人物，都在物理学的不同领域做出了里程碑式的贡献。
23．乙，
由麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场产生电场故恒定的磁场周围不产生电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场。由图知，只有乙中磁场是均匀变化的，故乙能在磁场周围产生稳定的电场。