4.2、电磁场与电磁波
一、选择题(共16题)
1.首先发现电流磁效应的科学家是( )
A.安培 B.麦克斯韦 C.库仑 D.奥斯特
2.下列关于电磁波的说法中,正确的是
A.电磁波需要有介质才能传播
B.频率、波长、能量的强弱都不能影响电磁波的传播速度
C.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
D.法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在
3.下列说法中正确的是( )
A.磁场不能产生电场 B.电磁波的能量可能是连续的
C.法拉第发现了电流的磁效应 D.麦克斯韦预言了电磁波的存在
4.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是
A.在电场的周围总能产生磁场,在磁场的周围总能产生电场;
B.交变的电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波;
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.
5.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘,关于电磁波下列陈述中符合事实的是( )
A.麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B.在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速
C.空间有变化的电场(或磁场)存在,不一定能形成电磁波
D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中,拨打该手机号码,手机由于接收不到电磁波信号而无法接通
6.电磁波和机械波的相同之处是
A.都可以在真空中传播
B.都可以发生干涉和衍射现象
C.它们在同一介质中传播速度相同
D.都有纵波和横波
7.以下说法中正确的是( )
A.横波的纵波都能发生干涉、衍射和偏振现象
B.相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
C.麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在
D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,则条纹间距将变窄
8.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是( )
A.在电场周围一定产生磁场,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.振荡的电场在周围空间一定产生同频率振荡的磁场
9.关于电磁场,下列说法不正确的是( )
A.电磁场也是物质
B.电磁场具有能量
C.电磁场看不见摸不着,是假想的
D.电磁场是物质存在的基本形态之一
10.关于电磁场理论,下列说法中正确的是( )
A.在电场的周围空间一定产生磁场
B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C.均匀变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
D.振荡电场在周围空间产生变化的磁场
11.电磁波和声波相比较,下列说法中错误的是( )
A.电磁波是电磁场发生的区域向远处传播,声波是声源的振动向远处传播
B.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
C.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度要减小,声波的传播速度要增大
D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长变大,声波的波长也变大
12.我们周围的物体都存在辐射电磁波,当温度升高时,辐射中波长较短的成分越来越强。已知光在真空中传播的速度等于,下列关于电磁波的说法中正确的是( )
A.电磁波没有能量
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波在真空中传播的速度等于
D.波长越短的电磁波在真空中传播的速度越快
13.首先发现电流磁效应的科学家是( )
A.安培 B.奥斯特 C.库仑 D.麦克斯韦
14.下列关于波的叙述,说法正确的是:
A.机械波在介质中传播的速度随波的频率升高而增大
B.频率小于的声波称为次声波
C.声波是机械波,而超声波是电磁波
D.光波是电磁波,在介质中传播速度小于真空中传播速度
E.光的偏振现象说明光波是横波
15.下列说法中正确的是________
A.光的偏振现象说明光具有波动性,但并非所有的波都能发生偏振现象
B.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
C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄
D.一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹,是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光
E.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁
16.下列说法正确的是_________
A.未见其人先闻其声,是因为声波波长较长,容易发生衍射现象
B.赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实
C.与平面镜相比,全反射棱镜的反射率高,几乎可达100%
D.单摆在驱动力作用下所受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关
E.在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用衍射法检查平面的平整程度
二、填空题
17.英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,德国物理学家_____用实验证实了电磁波的存在,测得1min内通过某金属导体横截面的电荷量为12C,则导体中的电流为_____A;正弦式电流的电压有效值为36V,它的峰值是_____V.
18.英国物理学家_________________指出,变化的电场周围产生_______,变化的磁场周围产生_________________,这两种变化交替产生,从而形成了一个不可分割的统一体,并从发生区域向周围空间传播,就形成了_________
19.电磁场:变化的____和变化的____交替产生,形成不可分割的统一体,称为___。
20.麦克斯韦电磁理论指出___________周围会产生电场;电磁波是__________(填“纵波”或“横波”)。
三、综合题
21.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.
22.德国物理学家赫兹通过实验验证了电磁波的存在,简述这一实验的验证方法。
23.如果你想利用通过同步卫星转发信号的无线电话与对方通话,你讲完电话后,至少要等多长时间才能听到对方通话?(已知地球质量,地球半径,引力常量)
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.安培发现了分子电流假说,故A错误,不符合题意;
B.麦克斯韦发现了电磁理论,故B错误,不符合题意;
C.库伦发现了库仑定律,故C错误,不符合题意;
D.奥斯特发现了电流的磁效应,故D正确,符合题意。
故选D。
2.B
【详解】
试题分析:电磁波不需要有介质,也能传播,故A错误;
电磁波传播的速度与频率、波长、电磁波的能量无关,与传播的介质有关,故B正确;
麦克斯韦预言了电磁波的存在;赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在;故CD错误.
故选B.
3.D
【详解】
A.变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,故A错误;
B.普朗克提出,电磁波的能量是不连续的,故B错误;
C.奥斯特发现了电流的磁效应,故C错误;
D.电磁波是由麦克斯韦预言,而赫兹通过实验证实了电磁波的存在,故D正确;
4.B
【详解】
试题分析:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,逐渐向外传播,形成电磁波,故A错误B正确;电磁场本身就是一种物质,可以不依赖物质传播,故C错误;电磁波在真空中传播速度是3×108m/s,在其他介质中的传播速度要小,故D错误;
5.C
【解析】
【详解】
A.麦克斯韦首先预言电磁波,而赫兹用实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速,B错误;
C.只有周期性变化的电场才能形成电磁波,均匀变化的电场只能产生恒定的磁场,将不能再产生电磁波,C正确;
D.电磁波在真空中也能传播,把手机放在抽成真空的玻璃盒中,手机能接收到电磁波的信号,D错误。
故选C。
6.B
【详解】
机械波不能在真空中传播,A错误;机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象,B正确;电磁波在真空中传播的速度等于光速,机械波比如声波在空气中的传播速度等于,C错误;电磁波是横波,机械波有横波也有纵波,D错误.
7.B
【详解】
横波和纵波都能发生干涉、衍射,但是只有横波能发生偏振现象,纵波不能发生偏振现象,选项A错误; 相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关,选项B正确; 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,选项C错误; 在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,因红光的波长大于绿光,根据可知,条纹间距变宽,选项D错误;故选B.
8.D
【详解】
A项:只有变化的电场能够产生磁场,故A错误;
B、C项:均匀变化的电场产生恒定的磁场,故B、C错误;
D项:周期性变化的振荡电场在其周围空间将产生同频率的振荡磁场,故D正确.
9.C
【详解】
A、电磁场是一种特殊的物质,是物质存在的基本形态之一,故AD正确,C错误;
B、电磁场具有能量,例如电磁波的发射即为将能量和信息由近向远传播,故B正确;
点睛:考查电磁场的概念,知道电磁场是一种特殊物质,注意电磁场是实际存在的,而电场线或磁场线是假想的.
10.D
【详解】
根据麦克斯韦理论可知,均匀变化的电场将产生稳定的磁场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,故A、B、C错误;同理根据电磁理论可知,振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场,故D正确.故选D.
11.D
【详解】
A、电磁场由发生的区域向远处传播形成的,声波是声源的振动在介质中向远处传播形成的,故A正确;B、电磁波是种能量,其传播不需要介质;而声波的传播需要介质;故B正确;C、电磁波在真空中的传播速度最大,由空气进入水中时,电磁波速度减小,而声波在密度大的介质中速度变大.故C正确.D、波的频率由波源决定,由v=λf可知,波速越大时,波长越长,则可知,电磁波在水中的波长变小;而声波在水中变大;故D错误;本题选错误的故选D.
12.C
【详解】
A.电磁波也有能量,选项A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,选项B错误;
C.电磁波在真空中传播的速度等于,选项C正确;
D.各种波长的电磁波在真空中传播的速度相同,选项D错误。
故选C。
13.B
【详解】
A.安培研究了通电导线的磁场方向与电流方向的关系,提出了安培定则,A错误;
B.奥斯特经实验得到通电导体周围存在着与磁体周围一样的特殊物质,首先发现了电流的磁效应,B正确;
C.库仑经用库仑扭秤实验总结出了库仑定律,C错误;
D.麦克斯韦总结出了麦克斯韦电磁场理论,D错误。
故选B。
14.BDE
【详解】
A.机械波在介质中传播的速度与介质有关,与波的频率无关,选项A错误;
B.频率小于20Hz的声波称为次声波,选项B正确;
C.声波是机械波,超声波也是机械波,选项C错误;
D.光波是电磁波,在介质中传播速度小于真空中传播速度,选项D正确;
E.光的偏振现象说明光波是横波,选项E正确.
15.ACE
【详解】
A.光的偏振现象能说明光是横波,则光具有波动性,但纵波并不能发生偏振现象,故A正确;
B.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,故B错误;
C.光的双缝干涉实验中,若将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据公式则干涉条纹间距变窄,故C正确;
D.一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射,不是因为三棱镜吸收了光,故D错误;
E.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥,故E正确.
故选ACE.
16.ACD
【详解】
A.未见其人先闻其声,是因为声波波长较长,容易绕过障碍物发生衍射现象,选项A正确;
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验加以证实,选项B错误;
C.全反射棱镜是根据全反射的原理制成,与平面镜相比,全反射棱镜的反射率高,几乎可达100%。故C正确;
D.单摆在驱动力作用下做受迫振动,其振动周期由驱动力的频率决定,与单摆的摆长无关。故D正确;
E.检查平面的平整程度是使用光的薄膜干涉,与衍射无关。故E错误。
故选ACD。
17. 赫兹 0.2
【详解】
德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.根据定义式可得导体中的电流为:,正弦式电流的电压有效值为:U=36V,它的峰值为:.
18. 麦克斯韦 磁场 电场 电磁波
【详解】
英国物理学家麦克斯韦指出,变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁波。
19. 电场 磁场 电磁场
【详解】
电磁场:变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场。
20. 变化的磁场 横波
【详解】
麦克斯韦电磁理论指出变化的磁场周围会产生电场;
电磁波是横波。
21.(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
22.见解析
【解析】
在A、B两球两端通电,使两根铜棒上的金属球靠近,便会看到有火花从一个球跳到另一个球。再用一根两端带有铜球的铜丝弯成环状,当作谐振器,把这个谐振器放到离电磁波发生器10米远的地方,当电磁波发生器通电后,观察谐振器铜丝圈两端的铜球上是否产生电火花。由于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谐振器时,在谐振器中激发出感应电动势,使谐振器上两小球间也产生电火花,从而证实了电磁波的存在。
23.
【详解】
同步卫星是相对地面静止的卫星,它的运动周期是,设卫星离地面的高度为h,它运动的向心力是地球对它的万有引力,即
所以
代人数据解得
最短时间通信应是通话人均在同步卫星的正下方,这时,无线电波的传播距离最短,最短是
听到对方回话应是,所以
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页