4.2电磁场与电磁波 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.2电磁场与电磁波 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 461.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-05 22:55:17

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文档简介

人教版(2019)选择性必修二 4.2 电磁场与电磁波
一、单选题
1.下列说法不正确的是(  )
A.奥斯特发现了电流的磁效应
B.中国科学家赵忠贤研制的钇-钡-铜-氧系材料,超导转变温度提高到了
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在
D.库仑研究了电荷间的相互作用,并测出了元电荷的数值
2.甲坐在人民大会堂台前60m处听报告,乙坐在家里离电视机5m处看电视直播,已知乙所在处与人民大会堂相距1000km,不考虑其他因素,则(空气中声速为)
A.甲先听到声音 B.乙先听到声音
C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定
3.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是(  )
A.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波
C.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D.电磁波的传播一定需要介质
4.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.
5.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环形小槽,槽内光滑,槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中,让它获得一初速度,与此同时,有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域,磁感应强度的大小跟时间成正比例增大,方向竖直向下。设小球在运动过程中电荷量不变,则(  )
A.小球需要的向心力大小不变 B.小球需要的向心力大小不断增大
C.磁场力对小球做了功 D.小球受到的磁场力大小与时间成正比
6.2021年6月28日,海南省地质地理学会承办“天然电磁波在地质勘探领域的应用”学术交流会。关于电磁波,下列说法中正确的是(  )
A.电磁波在任何介质中的传撟速度都相同
B.电磁波由真空进入某种介质传播时,频率将变大
C.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
D.实验中电磁打点计时器工作时周围必有磁场和电场
7.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
8.关于电磁波与机械波,下列说法正确的是(  )
A.电磁波传播需要介质,机械波传播不需要介质
B.电磁波在任何介质中传播速率都相同,各种机械波在同一种介质中传播速率都相同
C.电磁波和机械波都不能发生干涉
D.电磁波和机械波都能发生衍射
9.2021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
10.以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是(  )
A.变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
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.电磁波是纵波
11.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.
12.关于物理学史,下列说法错误的是(  )
A.赫兹预言了电磁波的存在,麦克斯韦用实验证明了电磁波的存在
B.卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型
C.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子
D.康普顿效应证明了光具有粒子性
二、填空题
13.(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。( )
14.如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为,自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时,当时,电容器正处于______状态(选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”),这时电容器的上极板______(选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。
15.电磁场与电磁波
(1)麦克斯韦电磁场理论
a.变化的磁场产生电场
①在变化的磁场中放入一个闭合的电路,由于穿过电路的磁通量发生变化,电路中会产生____。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了____。
②即使在变化的磁场中没有闭合电路,也同样要在空间产生___ 。
b变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流,也在空间产生___,即_____的电场在空间产生磁场。
(2)电磁场:变化的___ 和____所形成的不可分割的统一体。
(3)电磁波
a.电磁波的产生:____变化的电场和____变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波。
b.电磁波的特点
①电磁波____在真空中传播。
②电磁波的传播速度等于____。
③光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。
c.电磁波的波速
①波速、波长、频率三者之间的关系:波速=___ ×_____。
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=____。
②电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
16.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况,如图所示,其中能产生电场的有__________图示的磁场,能产生持续电磁波的有____________图示的磁场。
A. B. C. D.
17.1886年德国科学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.不同频率的电磁波在真空中的传播速度________(填“不同”或“相同”).在机场等处常用________(填“红外线”或“x射线”)进行安全检查.
三、解答题
18.变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场,它会由近及远地向外传播,它的传播需要介质吗?它传播的速度是多少?
19.如图所示,线圈L的自感系数为25 mH,电阻为零,电容器C的电容为40 μF,灯泡D的规格是“4 V、2 W”.开关S闭合后,灯泡正常发光,S断开后,LC中产生振荡电流.若从S断开开始计时,求:
(1)当t=×10–3 s时,电容器的右极板带何种电荷;
(2)当t=π×10–3 s时,LC回路中的电流.
20.麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。一单色光在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图所示,求该光波的频率。
21.雷达是一种无线电探测装置,除了军用方面外,人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道。雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的,当雷达向目标发射无线电波时,在指示器荧光屏上出现一个尖形波;在收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波。如图所示,该图只记录了时间,每一小格表示1.0×10-4s,那么根据此图,雷达与被测目标的距离约为多少?
22.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2页,共2页
参考答案:
1.D
【详解】
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,选项A正确;
B.中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜 -氧系材料上把临界超导温度提高到90K,选项B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,选项C正确;
D.最早测定元电荷电量的科学家是密立根,选项D错误。
本题选不正确的,故选D。
2.B
【详解】
声音传到中所需时间为
传到乙所需时间为
乙先听到声音。
故选B。
3.B
【详解】
A.均匀变化的电场只能产生恒定的磁场,A项错误;
B.振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生,且能由发生的区域向周围空间传播,产生电磁波,B项正确;
C.麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,C项错误;
D.电磁波可以不需要介质传播,D项错误。
故选B。
4.C
【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。
5.B
【详解】
AB.由麦克斯韦电磁场理论可知,磁感应强度随时间均匀增大时,将产生一个恒定的感应电场,由楞次定律可知,此电场方向与小球初速度方向相同,由于小球带正电,电场力对小球做正功,小球的速度逐渐增大,向心力也随着增大,故A错误,B正确;
C.洛伦兹力对运动电荷不做功,C错误;
D.带电小球所受洛伦兹力F=qBv,随着速度的增大而增大,同时B与t成正比,则F与t不成正比,故D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s,在其他介质中的传播速度小于3×108m/s,选项A错误;
B.电磁波在传播的过程中,频率f不变,选项B错误;
C.只有周期性变化的电场和磁场才能交替产生,由发生区域向外传播形成电磁波,选项C错误;
D.工作时的电磁打点计时器中电流是交变电流,在其周围产生交变磁场和电场,选项D正确。
故选D。
7.D
【详解】
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。
8.D
【详解】
A.电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质,A错误;
B. 电磁波在不同介质中传播速率不相同,机械波在同一种介质中传播速率都相同,B错误;
CD.干涉和衍射是波特有的性质,故电磁波和机械波都能发生干涉和衍射,C错误,D正确。
故选D。
9.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。
10.B
【详解】
A.均匀变化的电场产生恒定的磁场,只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场,故A错误;
B.电磁波由真空进入介质传播时,波速变小,结合可知,波长将变短,故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,故C错误;
D.电磁波是横波,即电磁振动方向与波速垂直,可以在真空中传播,故D错误。
故选B。
11.D
【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。
12.A
【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,A错误;
B.卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子核式结构模型,B正确;
C.汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子,C正确;
D.康普顿效应证明了光具有粒子性,D正确。
本题选错误的,故选A。
13. 正确 正确 正确 正确 错误 错误
【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。
14. 充电 带正电
本题考查考生对电磁振荡的规律的理解与掌握情况,体现了高考重视基础的命题理念,要求考生注重对基础知识的理解和掌握。
【详解】
[1][2]以逆时针方向为电流的正方向,根据题意画出LC回路振荡电流的变化图像如图所示,结合图像
时刻设为图像中的P点,则该时刻电路正处于反向电流减小的过程中,所以电容器正处于反向充电状态,上极板带正电。
15. 感应电流 电场 电场 生磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 可以 光速 波动 波长 频率 λf

16. BCD BD
【详解】
[1].根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场.故BCD都可以产生电场.
[2].周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,从而产生电磁波,故只有BD可以产生电磁波.
17. 相同 x射线
【详解】
试题分析:电磁波在真空中的传播速度恒为c,即光速,红外线具有透视能力,
考点:考查了电磁波的应用
18.不需要,
【详解】
依据电磁波的产生原理可以知道,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,它会由近及远地向外传播,它的传播不需要介质,它传播的速度与光速相同即为。
19.(1)正电荷 ;(2) 0.5 A
【详解】
(1)S断开后,LC中产生振荡电流,振动周期为
则t=×10-3 s=时,电容器充电完毕,右极板带正电荷
(2)开关S闭合后,灯泡正常发光时电路中的电流
当t=π×10-3 s=时,LC回路中的电流达到反向最大,即I=0.5A
20.f=5×1014 Hz
【详解】
设光波在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则

联立得
从波形图上读出波长
代入数据解得f=5×1014 Hz.
21.1.2×105m
【详解】
设雷达与被测目标的距离为s,来回的时间为t,则有
2s=ct
解得
s==m=1.2×105m
22.见解析
【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