4.2电磁场与电磁波 练习(word版含答案)

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名称 4.2电磁场与电磁波 练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-13 04:01:13

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人教版(2019)选择性必修二 4.2 电磁场与电磁波
一、单选题
1.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.
2.下列有关叙述正确的是(  )
A.第五代移动通信系统(5G)采用电磁波承载信息,该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
B.狭义相对论的时间效应,可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证,高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变快
C.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关
D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法应用的是共振原理
3.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
4.下列判断正确的是(  )
A.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.电磁波和机械波传播都需要介质
D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄
5.关于电磁场,下列说法不正确的是(  )
A.在一个磁铁旁放一带电体,则两者周围空间就形成了电磁场
B.电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
C.电磁场既不同于静电场,也不同于静磁场
D.电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
6.关于电磁波,下列说法正确的是(  )
A.光不是电磁波
B.电磁波需要有介质才能传播
C.只要有电场和磁场,就可以产生电磁波
D.真空中,电磁波的传播速度与光速相同
7.如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环内径的带正电的小球,正以速率v0沿逆时针方向匀速转动,若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场,设运动过程中小球带的电荷量不变,那么(  )
A.小球对玻璃环的压力不断增大
B.小球受到的磁场力不断增大
C.小球先沿逆时针方向做加速运动,过一段时间后,沿顺时针方向做减速运动
D.磁场力对小球一直不做功
8.2021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
9.下列几种波中不属于电磁波的是(  )
A.B超检查身体时发出的超声波 B.微波炉加热食物时发出的微波
C.电视发射塔发出的无线电波 D.互联网光缆中传播的激光
10.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
11.在物理学史上,最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是(  )
A.库仑 B.钱学森 C.麦克斯韦 D.赫兹
12.电磁波在传播时,不变的物理量是(  )
A.振幅 B.频率 C.波速 D.波长
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.(1)麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生________,变化的电场产生_________,从而预言了__________的存在.
(2)如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,以下过程不能使电流偏转的是______,能使电流表指针偏转较大的是________.
A.磁铁放在螺线管中不动时
B.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
C.将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中
D.将磁铁插入螺线管的过程中
15.麦克斯韦电磁场理论的主要内容包括以下两点:
(1)不仅电荷能都产生电场,变化的__________也能产生电场;
(2)不仅电流能够产生磁场,变化的__________也能产生磁场(两空中分别选填“电场”或“磁场”)
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.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,电磁波按照波长由长到短排列依次是:无线电波、红外线、可见光、_____、x射线和γ射线.
三、解答题
18.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.
19.声波和电磁波在产生、传播以及特性等方面存在着哪些异同点?
20.赫兹在1886年做了一个有名的实验,证明了电磁波的存在。他把环状导线的两端各固定一个金属小球,两小球之间有一很小间隙,他把这个装置放在一个距离正在放电发生电火花的感应圈不远的地方,令他振奋的现象发生了。他当时看到了什么现象?为什么说这个现象让他捕捉到了电磁波?
21.在收音机接收中波段时其LC振荡电路的电感L是固定的,当可变电容器电容为时,可接收频率为535kHz的电磁波,当可变电容器的电容为时,可接收频率为1605kHz的电磁波,求电容之比以及两列电磁波的波长之比。
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?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.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。
2.C
【详解】
A.第五代移动通信系统(5G)采用电磁波承载信息,该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的,所以A错误;
B.狭义相对论的时间效应,可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证,高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变慢,所以B错误;
C.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关,所以C正确;
D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法应用的是多普勒效应原理,所以D错误;
故选C。
3.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。
4.B
【详解】
A.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有横波,故A错误;
B.干涉和衍射是波的特有性质,机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,故B正确;
C.电磁波的传播不需要介质,机械波的传播需要介质,故C错误;
D.光的干涉条纹间距
若仅将入射光由绿光改为红光,由于波长变大,故条纹间距变大,故D错误;
故选B。
5.A
【详解】
A.电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场,而不是静电场和静磁场简单的复合,故A错误;
BC.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,电磁场既不同于静电场,也不同于静磁场,故BC正确;
D.由电磁理论可知,振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场,振荡的磁场在其周围空间产生同频率的振荡电场,因此电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的,故D正确;
本题选择错误选项;故选A。
6.D
【详解】
A.光是电磁波,故A错误;
B.电磁波传播不需要有介质,故B错误;
C.均匀变化或恒定的电磁场不会产生电磁波,故C错误;
D.真空中,电磁波的传播速度与光速相同,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】
本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律.因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场,在周围产生稳定的涡旋电场,对带正电的小球做功。
AB.小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用:环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F洛,而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力,考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力FN和洛伦兹力F洛不一定始终在增大。所以AB错误;
C.由楞次定律,判断电场方向为顺时针方向,在电场力作用下,小球先沿逆时针方向做减速运动,后沿顺时针方向做加速运动。则C错误;
D.磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直,所以磁场力对小球不做功,故正确选项是D;
故选D。
8.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。
9.A
【详解】
微波炉加热食物时发出的微波、电视发射塔发出的无线电波、互联网光缆中传播的激光都属于电磁波;B超检查身体时发出的超声波是机械波,不属于电磁波。
故选A。
10.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。
11.C
【详解】
赫兹用实验验证了电磁波的存在,麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在。
故选C。
12.B
【详解】
离波源越远,振幅越小,电磁波在不同介质中的波速不一样,波长也不一样。频率是由发射电磁波的波源决定的,与介质无关。
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. 电场 磁场 电磁波 A C
【详解】
(1) 麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,从而预言了电磁波的存在.
(2)A:磁铁放在螺线管中不动时,螺线管中磁通量不变,没有感应电流产生.
BCD:将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中或将磁铁插入螺线管的过程中,螺线管中磁通量变化,产生感应电流,电流表发生偏转;将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中,螺线管中磁通量变化较快,产生的感应电流较大,电流表发生较大偏转.
故不能使电流偏转的是A,能使电流表指针偏转较大的是C.
15. 磁场 电场
【详解】
麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设是:不仅电荷能都产生电场,变化的磁场产生电场;不仅电流能够产生磁场,变化的电场产生磁场.
16. 麦克斯韦 赫兹
【详解】
[1]麦克斯韦预言了电磁波的存在。
[2]赫兹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. 能, 紫外线.
【详解】
英国物理学家麦克斯韦认为:变化的磁场能产生电场.电磁波按照波长由长到短排列依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线.
18.(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
19.见解析
【详解】
声波是由物体的机械振动产生的,需要在介质中传播,形成声波;声波属于机械波,不能在真空中传播,声波是纵波,可以发生干涉和衍射;
周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,形成电磁波,电磁波可以在真空中传播,电磁波是横波,可以发生干涉和衍射。
20.见解析
【详解】
他当时看到了:当与感应圈相连的两个金属球之间出现火花时,导线环两个小球之间也出现了火花。
当与感应圈相连的两个金属球之间产生电火花时,周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时,它在导线环中激发出感应电动势,使得导线环两个小球之间也产生了火花,说明这个导线环接收到了电磁波。
21.;
【详解】
当收音机的接收装置的频率等于电磁波的频率时,收音机就能接收此频率的电磁波,而收音机装置的频率,故有,所以
根据可得,两列电磁波波长之比
22.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。
答案第1页,共2页
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