4.2麦克斯韦电磁场理论 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 4.2 麦克斯韦电磁场理论
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则电阻丝的电阻变为原来的2倍
B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，说明该处磁感应强度一定为零
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
D．变化的电场周围一定会产生变化的磁场
2．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
3．下列关于电磁波的，不正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在
B．光是一种电磁波
C．电磁波不能在真空中传播
D．移动通信是通过电磁波来传输信息的
4．关于电磁场理论，下列叙述不正确的是（　　）
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
5．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是（　　）
A． B．
C． D．
6．在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，不能产生电场的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示是我国口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波是纵波
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．频率越高的电磁波，波长越长
D．电磁波可以传递信息和能量
8．关于波，下列说法正确的是（　　）
A．赫兹预言了电磁波的存在
B．海边的波涛总是沿着与海岸垂直的方向袭来
C．地震发生时，国际空间站上能够清晰地接收到地震波
D．我们说话发出的声波属于机械波，频率越高的声波在空气中传播速度越大
9．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．只有随时间均匀变化的磁场才能产生的电场
D．电磁波和机械波一样能在各种环境下传播
10．下列说法正确的是（　　）
A．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
B．回旋加速器所加高频交流电压的周期等于粒子圆周运动的周期
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
11．如图所示，2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．电磁波可以在真空中传播
C．电磁波在各种介质中传播的速度都是
D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
12．建立完整的经典电磁学理论体系的科学家是（　　）
A．库仑 B．法拉第 C．麦克斯韦 D．普朗克
13．下列说法正确的是（　　）
A．分子势能增大时，分子间的作用力一定减小
B．悬浮在水中花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
C．变化的电场一定产生变化的磁场
D．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性的磁场
14．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
15．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大
B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大
C．赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势
D．只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失
二、填空题
16．（1）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( )
（2）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( )
（3）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( )
（4）能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( )
（5）光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。( )
（6）热辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关。( )
17．英国物理学家麦克斯韦总结了法拉第等电磁学研究先驱者们的工作，并且做了充满智慧的创造性的开拓和发展。他的电磁理论有两个基本论点：________________；___________________。
18．为了体现全民大联欢，2020年央视春晚继续采用“北京主会场+各地分会场”的直播模式，突破演播室界限，将春晚舞台的欢声笑语带到观众的身边。用卫星转播春晚实况是利用______（选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）来传递信息的；主持人的说话声是由声带______产生的。
19．根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生_____；第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是_____．
三、解答题
20．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。
21．（1）麦克斯韦的电磁理论主要有两个基本观点是
（2）在探究磁场产生电流的条件时，做了下面实验：由线圈，电流表构成的闭合回路．磁场提供：条形磁铁．请填写观察到现象
22．麦克斯韦在建立电磁场理论的过程中，提出了什么假设？运用了哪些物理思想？它们对建立电磁场理论有什么意义？
23．分析下列生活中的各种现象是否会产生电磁波，并说明原因。
（1）开灯的一瞬间；
（2）灯泡正常发光时；
（3）关灯的一瞬间；
（4）使用电吹风时；
（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时。
24．简述变化的磁场是如何产生涡旋电场和变化的电场产生涡旋磁场。_______
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则横截面积变为原来的二分之一，根据
可知则电阻丝的电阻变为原来的4倍，故A错误；
B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度不一定为零，例如电流方向与磁场方向平行，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确；
D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，非均匀变化的电场周围产生非均匀变化的磁场，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【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。
3．C
【解析】
【详解】
AB．麦克斯韦预言了电磁波的存在；并提出光是一种电磁波，故AB正确，不符合题意；
C．电磁波是种物质，可以在真空中传播，故C错误，符合题意；
D．移动通信是通过电磁波来传输信息的，其信号传播速度与光速相同，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场周围一定存在电场，与是否有闭合电路无关，故A正确，不符合题意；
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场，故B正确，不符合题意；
C．由电磁场的定义可知C正确，不符合题意；
D．只有变化的电场周围才存在磁场，只有变化的磁场周围才存在电场，故D错误，符合题意。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C正确。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
因为由麦克斯韦电磁理论知变化的磁场可以产生电场，由图可知D中磁场恒定，不能产生电场。
故选D。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波是横波，所以A错误；
B．赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，所以B错误；
C．频率越高的电磁波，波长越短，所以C错误；
D．电磁波可以传递信息和能量，所以D正确；
故选D。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．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A错误；
B．海边的波涛总是沿与海岸垂直的方向运动；故B正确；
C．地震波不能在真空中传播，无法传到空间站去；故C错误；
D．机械波的波速由介质决定，和频率无关；故D错误；
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
A C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场；只要磁场变化，就会在周围空间激发电场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故A、C错误；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B正确；
D．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，机械波不能在真空中传播，D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．自然光通过反射也可以获得偏振光。A错误；
B．回旋加速器所加高频交流电压的周期等于粒子圆周运动的周期。B正确；
C．用紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光。C错误；
D．只要空间某处有非均匀变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波。D错误。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，A错误；
BC．电磁波可以在真空中传播，在真空中传播的速度是m/s，一般在不同的介质中传播的速度不同，C错误，B正确；
D．恒定的电场周围不产生磁场，恒定的磁场周围不产生电场，D错误。
故选B。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
英国物理学家麦克斯韦建立完整的电磁场理论并预言电磁波的存在，他的理论，足以与牛顿力学理论相媲美，是物理学发展史上的一个里程碑式的贡献。
故选C。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．当分子表现为引力时，增大分子之间的距离，分子做负功，分子势能增大；而当分子表现为引力时，增大分子之间的距离，分子间的作用力可能增大，也可能减小，故A错误；
B．悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动是布朗运动，它反映了液体分子的无规则的热运动，不是花粉分子的热运动，故B错误；
C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定不变的磁场，均匀变化的磁场产生恒定不变的电场，故C错误；
D．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性的磁场，故D正确。
故选D。
14．D
【解析】
【分析】
【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。
15．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速，与电磁波的频率、能量大小无关，故A、B错误；
C．赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势，故C正确；
D．当赫兹实验中的电火花停止即发射电路的电磁振荡停止，只是不再产生新的电磁波，但已产生的电磁波不会立即消失，还会继续传播，故D错误。
故选C。
16． 正确 正确 正确 正确 错误 错误
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据定义可知，黑体是一个理想化了的物体，它能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体，故正确；
（2）[2]根据黑体辐射电磁波的性质可知，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大，故正确；
（3）[3]根据微观粒子的能量的特征可知，在微观世界中能量是量子化的，其能量只能是能量子的整数倍，故正确；
（4）[4]根据能量子的性质可知，能量子的能量是不连续的，而只能取一些分立的值，其大小与电磁波的频率成正比，故正确；
（5）[5]研究匀速运动的小球的动能是宏观层面考虑，大小为
因为小球的质量与速度可取任意实数，所以动能大小是连续的，不是量子化的，故错误；
（6）[6]黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关，故错误。
17． 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场
【解析】
【详解】
[1][2]麦克斯韦电磁场理论内容有：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
18． 电磁波 振动
【解析】
【详解】
[1] 微波通信、卫星通信、光纤通信都是用电磁波来传递信息，故用卫星转播春晚实况是利用电磁波来传递信息的；
[2] 声音是由物体的振动产生的，主持人的说话声是靠声带振动产生的。
19． 周期性变化的磁场 赫兹
【解析】
【详解】
如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生周期性变化的磁场；第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹．
20．见解析
【解析】
【详解】
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。
21．（1）变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场 （2）偏转 不偏转 偏转
【解析】
【详解】
试题分析：（1）麦克斯韦电磁场理论的核心思想是: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．（2）条形磁铁插入线圈过程有磁通量的变化会产生感应电流，电流表偏转；条形磁铁静止在线圈中无磁通量的变化不会产生感应电流，电流表不偏转；条形磁铁从线圈中抽出过程有磁通量的变化会产生感应电流，电流表偏转．
考点：本题考查了麦克斯韦的电磁理论、探究感应电流的产生
22．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是“感生电场”和“位移电流”的假说。感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想，所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场，是附加给变化的磁场的。位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。但位移电流只表示电场的变化率，与传导电流不同，它不产生热效应、化学效应等。
他在研究电磁场的基础上预见了电磁波的存在，在惠更斯克的波动理论的基础上提出光的电磁说，认为光就是具有一定频率范围的电磁波，且测得电磁波的速度十分接近光速。光的电磁说是人类对光的本性认识的一次飞跃。
23．见解析
【解析】
【详解】
变化的电流周围存在着电磁波，因此当电路中电流有变化时，会在空间产生电磁波。
（1）开灯的一瞬间，电路中电流从无到有，电流是变化的，故会产生电磁波；
（2）生活中的灯泡正常发光时，通过灯泡的电流（交流）方向是变化的，会产生电磁波；
（3）关灯的一瞬间，电路中电流从有到无，电流是变化的，故会产生电磁波；
（4）电吹风使用的是交流电源，电流方向有变化，故会产生电磁波；
（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时电路中的电流是变化的，故会产生电磁波。
24．见解析
【解析】
【详解】
在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。麦克斯韦从场的观点出发，认为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动，产生感应电流。他将这种用场描述电磁感应现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形，即变化的磁场产生电场。这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关。
静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间变化。当电荷从静止到运动时，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随时间变化。运动的电荷在空间要产生磁场。从场的观点出发，麦克斯韦假设：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页