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 1.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-10 23:00:59

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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.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
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.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
4.下列关于电磁波的正确认识有(  )
A.在真空中电磁波的传播速度跟光速相等
B.赫兹预言了电磁波的存在,20多年后麦克斯韦用实验证实
C.电磁波不会产生污染
D.只要空间某个区域存在电场和磁场,就能产生电磁波
5.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
6.以下关于物理学史叙述中正确的是(  )
A.开普勒观念的基础是日心说
B.牛顿根据电磁场理论预言了电磁波的存在
C.伽利略在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
D.开普勒提出,行星和地球绕太阳做匀速圆周运动
7.有四个电路,其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个,其中能发射电磁波的是(  )
A. B.
C. D.
8.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
9.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
10.手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈(原线圈)两端接上正弦式交变电压后,就会在邻近的受电线圈(副线圈)中产生感应电动势,最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈(副线圈)中产生的感应电动势情况,下列说法正确的是(  )
A.受电线圈(副线圈)中的感应电动势恒定不变
B.受电线圈(副线圈)中的感应电动势周期性变化
C.受电线圈(副线圈)中的感应电动势大小不变、极性不断变化
D.受电线圈(副线圈)中的感应电动势极性不变、大小不断变化
11.我们身处信息时代越来越离不开电磁波,对电磁波的说法中正确的是(  )
A.电磁波的传播需要介质
B.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
C.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
D.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
12.电磁波与声波比较,下列说法中正确的是(  )
A.电磁波的传播需要介质,声波的传播不需要介质
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大
C.电磁波是纵波,声波是横波
D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关
二、填空题
13.电磁波的产生:周期性变化的____周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的____周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的____,这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了_______。
14.按照有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50瓦/米2 . 若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1瓦,那么在距离该通讯装置________以外是符合规定的安全区域(已知球面面积为S=4πR2).
15.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”)。
16.英国物理学家麦克斯韦认为:变化的磁场_________(选填“能”或“不能”)产生电场;德国物理学家___________用实验成功证实了电磁波的存在;已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s,频率为1.0×108Hz的电磁波,在真空中的波长为__________m.
17.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”)。
三、解答题
18.若某种电磁波在真空中的频率为,试回答下列问题:
(1)该电磁波的波长为多少?(电磁波在真空中的传播速度为)
(2)该电磁波属于哪个波段?(红外线波长范围为,紫外线的波长范围为5~370nm)
(3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时,电磁波的波长变为多少?
19.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?
20.麦克斯韦电磁场理论的基本思想是什么?
21.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?
22.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.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.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。
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.C
【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。
4.A
【详解】
A.在真空中电磁波的传播速度跟光速相等,均为,故A正确;
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,20多年后赫兹用实验证实,故B错误;
C.电磁波也会产生电磁污染,故C错误;
D.只有交替周期变化的电场或磁场才能形成电磁波,故D错误。
故选A。
5.B
【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。
6.A
【详解】
A.开普勒观念的基础是日心说。故A正确;
B.麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在。故B错误;
C.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律。故C错误;
D.开普勒提出,行星和地球绕太阳沿椭圆运动。故D错误。
故选A。
7.D
【详解】
根据麦克斯韦的电磁场理论,周期性变化的电场可以在空间引起周期性变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的电场,变化的电场和磁场交替产生,由近及远地向周围传播,从而形成电磁波。而恒定不变的磁场和随时间均匀变化的电场都不能发射电磁波。
故选D。
8.A
【详解】
用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹,故A正确,BCD错误。
故选A。
9.B
【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。
10.B
【详解】
由于送电线圈中通入正弦式交变电流,根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化,周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电,即受电线圈(副线圈)中的感应电动势周期性变化。
故选B。
11.C
【详解】
A.电磁波可以在真空中传播,不需要介质,故A错误;
B.电磁波在真空中的传播速度均为光速,与电磁波的频率无关,故B错误;
C.周期性变化的电场和磁场相互激发,从而形成电磁波,故C正确;
D.电磁波也是波的一种,具有波的一切特性,可以发生反射和折射,故D错误。
故选C。
12.B
【详解】
A.声波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质,故A错误;
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大,故B正确;
C.电磁波是横波,声波通常是纵波,也有横波,故C错误;
D.声波的传播在介质中是由介质决定的,与频率无关,而电磁波的传播速度
而n与光的频率有关,故电磁波在介质中的传播速度与频率有关,故D错误。
故选B。
13. 磁场 电场 电磁场 电磁波
【详解】
[1][2][3][4]电磁波的产生:周期性变化的磁场周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁振动,这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。
14.0.4m
【详解】
设规定的安全区域距离为R,则球的面积为S=4πR2. (1)
则在1秒内球面获得的能量为E=Pt=1w×1s=1J (2)
在球面上单位面积的电磁辐射能量E0=E/S (3)
由于工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50瓦/米2
所以E0 0.5瓦/米2(4)
由(1)(2)(3)(4)联式可得:R=0.4m
故答案为0.4m.
15. 变化的磁场 横波
【详解】
[1]麦克斯韦电磁理论指出变化的磁场周围会产生电场;
[2]电磁波是横波。
16. 能 赫兹 3.0
【详解】
[1]英国物理学家麦克斯韦认为:变化的磁场能产生电场;
[2]德国物理学家赫兹用实验成功证实了电磁波的存在;
[3]该电磁波在真空中的波长为
17. 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。
18.(1);(2)紫外线波段;(3)
【详解】
(1)由波速公式得
(2)该电磁波属于紫外线波段。
(3)由得
19.见解析
【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。
20.见解析
【详解】
麦克斯韦电磁场理论的基本思想是:
1、变化的磁场产生电场;
2、变化的电场产生磁场。
其核心思想是: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。
21.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。
22.(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
【点睛】
本题关键运用LC振荡电路的电谐振周期公式.
答案第1页,共2页
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