选择性必修第二册《4.2 电磁场与电磁波》2022年同步练习卷（1）（含答案）

人教版（2019）选择性必修第二册《4.2 电磁场与电磁波》2022年同步练习卷（1）
一 、多选题（本大题共10小题，共60分）
1.（6分）如图所示为某时刻振荡电路所处的状态，则该时刻
A. 电容器正在充电 B. 电容器正在放电
C. 磁场能正在向电场能转化 D. 电场能正在向磁场能转化
2.（6分）某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是
A. 沿方向磁场的迅速减弱 B. 沿方向磁场的迅速增强
C. 沿方向磁场的迅速增强 D. 沿方向磁场的迅速减弱
3.（6分）电路中电容两端的电压随时刻变化的关系如图所示，由图可知
A. 在时刻，电路中的电流最大
B. 在时刻，电路的磁场能最大
C. 从时刻至时刻，电路的电场能不断增大
D. 从时刻至时刻，电容器的带电荷量不断增大
4.（6分）下列说法中正确的是
A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
B. 不同电磁波在同一种介质中的传播速度一定相同
C. 收音机接收到广播电台的电磁波信号后，必须对信号进行调制
D. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
E. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
5.（6分）关于机械波、电磁波和相对论，下列说法中正确的是________.
A. 机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定
B. 简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完整波的个数就是这列波的频率
C. 用光导纤维束传播图像信息利用了光的全反射
D. 在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短
6.（6分）振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是
A. 若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B. 若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C. 若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大
D. 若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
7.（6分）下列关于机械波与电磁波的说法中正确的是
A. 机械波与电磁波本质上是一致的
B. 机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速与介质和频率都有关系
C. 机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D. 它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
8.（6分）如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图，线圈匝数为，面积为，电阻为。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在到时间内，下列说法正确的是

A. 线圈端的电势比线圈端的电势高
B. 通过线圈的磁通量的变化量为
C. 线圈两端的电势差恒为
D. 若用导线将线圈、两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为
9.（6分）下列说法一定正确的是
A. 电荷在周围空间产生电场 B. 电流在周围空间产生磁场
C. 磁场在周围空间产生电场 D. 电磁波可以在真空中传播
10.（6分）隐形飞机外形设计采用多棱折面，同时表面还采用吸波涂料，使被反射的雷达信号尽可能弱，从而达到隐身的
目的。下列说法中正确的是
A. 战机采用了隐形技术，不能反射电磁波，因此用肉眼不能看见
B. 涂料隐形技术利用了干涉原理，对于某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消
C. 战机速度超过音速，不能用超声波雷达来探测
D. 当敌机靠近时，战机携带的雷达接收的反射波的频率小于发射频率
二 、单选题（本大题共6小题，共36分）
11.（6分）下列说法正确的是
A. 根据可知：质量一定，物体的加速度与合外力成正比
B. 根据可知：磁通量的变化量越大，感应电动势越大
C. 根据可知：电场中某一点的电场强度与检验电荷的电量成反比
D. 根据可知：电阻两端的电压越大，其电阻就越大
12.（6分）真空中的电磁波都具有相同的
A. 频率 B. 波长 C. 波速 D. 能量
13.（6分）以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是
A. 频率越大，传播的速度越大 B. 频率不同，传播的速度相同
C. 频率越大，其波长越大 D. 频率不同， 传播速度也不同
14.（6分）关于机械波与电磁波，下列说法错误的是
A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B. 电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
C. 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D. 机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向
15.（6分）下列说法正确的是
A. 变化的磁场产生稳定的电场，变化的电场可产生稳定的磁场
B. 透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯可看到彩色条纹，这是光的折射现象
C. 通过测定超声波被血流反射回来其 频率的变化可测血流速度，这是利用了多普勒效应
D. 光的偏振现象说明光是一种纵波
16.（6分）如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环径口的带正电的小球，以速率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、磁感应强度随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么
A. 小球对玻璃环的压力一定不断增大
B. 小球受到的磁场力一定不断增大
C. 小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动
D. 磁场力对小球一直做负功
三 、计算题（本大题共2小题，共24分）
17.（12分）麦克斯韦在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．一单色光波在折射率为的介质中传播，设某时刻电场横波的图象如图所示，求该光波的频率．
18.（12分）电感线圈中的电流在时间内的变化为，线圈产生的感应电动势为，求由该线圈和电容为的电容器，组成的振荡电路所辐射的电磁波波长是多大？
答案和解析
1.【答案】AC;
【解析】解：通过图示电流方向和电容器上极板带正电可知，电容器在充电，则振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化．故AC正确，BD错误．
故选：．
在振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
解决本题的关键首先根据题目已知条件判断是充电还是放电，继而可确定电流大小的变化、电容器上电量和电势差的变化以及电场能和磁场能的转化情况．
2.【答案】AC;
【解析】解：根据安培定则可知感应电场产生的磁场方向竖直向下，根据麦克斯韦电磁场理论可知磁场一定变化的．
若有沿方向上的磁场，与感应磁场方向相同，则磁场正逐渐减弱；若有沿方向的磁场，与感应磁场方向相反，则磁场正逐渐增强，故AC正确，BD错误．
故选：．
根据麦克斯韦电磁场理论可知闭合电场是由变化的磁场产生的，根据安培定则判断出感应磁场方向，然后由楞次定律分析答题．
该题考查了判断磁场方向与磁场强弱变化情况，应用安培定则与楞次定律即可正确解题．
3.【答案】BC;
【解析】解：、在时时电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在时时电路中的电流为，故A错误；
B、在时电路中电容器两端的电压为，两极板之间的电场强度为，故电场能为，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确．
C、从至电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；
D、从时至，电容器两端的电压逐渐减小，根据可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．
故选：．
在振荡电路中电容器两端的电压越大，电荷所带的电荷量越大，两极板之间的电场越强，电场能越大，电流强度越小，磁场能量越小．
此题主要考查了振荡电路充放电的特点以及在充放电过程中能量转化的特点．掌握了基本知识即可顺利解决此类问题．
4.【答案】ADE;
【解析】解：、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，故正确；
、电磁波在同一种介质中的传播速度与电磁波的频率有关，所以不同电磁波在同一介质中的速度不一定相同，故错误；
、收音机接收到广播电台的电磁波信号后，必须对信号进行解调，故错误；
、根据开普勒定律可知，超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化，故正确；
、做受迫振动的物体，其振动频率等于驱动力的频率，所以系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故正确。
故选：。
明确薄膜干涉的原理和应用，知道电磁波在介质中的速度与电磁波的频率有关；明确电磁波的发射和接收全过程，掌握开普勒定律的基本内容；知道受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率。
此题主要考查光的干涉应用、多普勒效应、电磁波的发射和接收以及受迫振动的性质等物理规律的理解，要注意掌握相关物理规律和对应的现象。
5.【答案】BCD;
【解析】
此题主要考查电磁波和机械能波的性质、光导纤维的应用，要注意明确适用于机械波和电磁波。
明确电磁波与机械波的联系和区别，知道电磁波的传播不需要介质，知道机械波波长和频率的计算方法；
知道光导纤维传播图象利用了光的全反射。

A.机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关；电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故错误；
B.简谐波的振动周期与传播周期相同，故单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，故正确；
C.光导纤维束是用全反射来传输图象信息的，故正确；
D.在真空中传播的两列电磁波，传播速度相同，由知，频率越大，波长越短，故正确。
故选。



6.【答案】BCD;
【解析】解：、、根据安培定则，线圈中电流俯视为逆时针；
若磁场正在减弱，说明电流减小，磁场能减小，电场能增加，电容器在充电，故电容器下极板带正电，故A错误，B正确；
C、、据安培定则，线圈中电流俯视为逆时针；
若电容器上极板带正电，说明电容器在放电，电场能减小，磁场能增加，故电流增加，则自感电动势正在阻碍电流增大，故C正确，D正确；
故选：．
图为振荡电路，当电容器充电后与线圈相连，电容器要放电，线圈对电流有阻碍作用，使得渐渐减少，而慢慢增加，所以电场能转化为磁场能．
穿过线圈磁通量变化，从中产生感应电动势，相当于电源接着电容器．振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈及电容器成反比．
7.【答案】BD;
【解析】解：、机械波与电磁波本质上不同，电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质。故错误。
、机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速与介质和频率都有关系。故正确。
、电磁波是横波，机械波有横波，有纵波。故错误。
、机械波和电磁波都可以发生干涉和衍射现象。故正确。
故选：。
电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质；波都可以发生干涉、衍射．
解决本题的关键知道电磁波和机械波的特点，以及知道它们的区别．
8.【答案】AD;
【解析】

穿过线圈的磁感应强度均匀增加，由楞次定律得出感应电流的方向；磁通量为标量，但有正负，且与匝数无关；根据法拉第电磁感应定律列式求解感应电动势即可；根据计算通过导线横截面的电荷量。

A.由题意可知线圈中原磁场先向左减弱后向右增强，根据楞次定律可知，感应磁场方向一直向左，根据线圈环绕方向知线圈端的电势比线圈端的电势高，故正确；
B.在到时间内，通过线圈的磁通量的变化量为，故错误；
C.由法拉第电磁感应定律得，由于是开路，因此线圈两端的电势差等于线圈的感应电动势，故错误；
D.若用导线将线圈、两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为，故正确。
故选。
9.【答案】ABD;
【解析】解：、电荷在周围空间会产生静电场，故正确；
、根据电流的磁效应，可知电流在周围空间产生磁场，故正确；
、根据麦克斯韦电磁场理论，可知变化的磁场在周围空间产生电场，故错误；
、电磁波可以在真空中传播，其传播速度大小都等于光速，故正确。
故选：。
电荷在周围空间会产生静电场；根据电流的磁效应判断；根据麦克斯韦电磁场理论判断；所有电磁波都可以在真空中传播。
此题主要考查了静电场的产生、电流的磁效应、麦克斯韦电磁场理论以及电磁波的传播，解决本题的关键知道麦克斯韦电磁场理论，明确电场和磁场的产生。
10.【答案】BC;
【解析】解：、、隐形战机表面的涂料，对一些特定波长的电磁波来说，反射波相消干涉，但人的眼睛可以看见，故错误，正确；
、由于声音的速度小于战机，因此不能用超声波雷达探测，故正确；
、当敌机靠近时，单位时间接收的波数增加，即频率升高，故错误；
故选：。
隐形战斗机具有“隐身”的功能，隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术，使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，从而避过雷达的侦测。
本题关键明确电磁波的产生原理、传播特点，要知道隐身的物理原理，同时知道多普勒效应的特点。
11.【答案】A;
【解析】解：、由可知，质量一定，物体的加速度与合外力成正比，故A正确；
B、由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势大小与磁通量的变化率成正比，感应电动势大小与磁通量的变化量无关，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，磁通量的变化量大感应电动势不一定大，故B错误；
C、电场中某点电场强度由电场本身决定，与检验电荷的电荷量无关，与检验电荷所示电场力无关，故C错误；
D、导体的电阻与导体材料、长度和横截面积有关，与电阻两端电压无关，电阻两端电压大，电阻不一定大，故D错误。
故选：。
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同；
闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比；
电场强度由电场决定，与检验电荷所受电场力无关；导体电阻由导体的材料、长度与横截面积有关。
本题是一道基础题，涉及的知识点较多，难度不大，掌握基础知识是解题的前提与关键，平时要注意基础知识的学习。
12.【答案】C;
【解析】解：各种不同的电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，都是，但它们的波长与频率成反比，即波越长，频率越小．因此，在真空中传播的电磁波具有相同的速度；根据，不同频率的光子的能量不同；
故ABD错误，C正确；
故选：．
在真空中，电磁波的波速是一定的，波长与频率成反比，所以这三者之间的关系式是：．
此题主要考查电磁波的特点，知道在真空和空气中，波速是一定的，而波长与频率是变化的，属于一道基础题．
13.【答案】B;
【解析】解：电磁波在真空中传播速度是确定不变的，由于，因此波长短的频率高、波长长的频率低．
故选：
电磁波是由于电流的迅速变化而产生的，对于不同频率的电磁波，在真空中的波速与光速相同，且在真空中最快，由公式可知，波长与频率成反比，即频率大的电磁波的波长短．
此题主要考查了电磁波的传播及波速、波长与频率之间的关系，属于基础知识的考查，要记住电磁波的波速一定，电磁波的波长和频率互成反比例关系．
14.【答案】A;
【解析】解：、电磁波在真空中的传播速度均相等，与电磁波的频率无关，故错误；
、衍射是一切波都具有的现象，电磁波是横波，只要是横波就能发生偏振现象，故正确；
、对同一介质紫外线比红外线的折射率大，故紫外线比红外线在水中的传播速度小，故正确；
、机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向，如声波，故正确；
本题选错误选项，故选：。
电磁波在真空中的传播速度均相等，与电磁波的频率无关；电磁波是横波，能发生衍射现象和偏振现象；机械波在传播振动形式的过程中同时传递了能量。
考查电磁波与机械波的不同，掌握衍射现象和偏振现象的原理，注意在水中，紫外线的折射率大于红外线。
15.【答案】C;
【解析】解：、均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，故A错误；
B、光线透过狭缝之后，可以看到看到彩色条纹属于衍射现象，而非光的折射，故B错误；
C、由于多普勒效应是指当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，所以通过测定超声波被血液反射回来的频率变化来测定血流速度，属于多普勒效应，故C正确；
D、光的偏振现象说明光是一种横波，且各种电磁波中电场的方向、磁场的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直，故D错误；
故选：。
均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场；光线透过狭缝之后，可以看到看到彩色条纹属于衍射现象，而非光的折射；通过测定超声波被血液反射回来的频率变化来测定血流速度，利用的原理就是当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，也就是多普勒效应；光的偏振现象说明光是一种横波。
本题主要考察了光波的特性，因为光波属于电磁波，所以光波满足电磁波的特性，以及对于光的衍射和偏振的理解，对于多普勒效应的理解，较为基础。
16.【答案】C;
【解析】解：磁感应强度竖直向上，随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；
小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相反，小球做减速运动，当小球速度减小到零后，小球方向，即沿顺时针方向加速运动，速度又不大增加；
、小球在水平面内做圆周运动，环对小球的弹力与洛伦兹力共同提供向心力，小球速度先减小后增大，小球所需向心力先减小后增大，环的弹力先减小后增大，小球对环的压力先减小后增大，故错误；
、由于小球的速度先减小后增大，由洛伦兹力公式可知，小球受到的磁场力先减小后增大，故错误；
、小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动，故正确；
、洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直，磁场力对小球不做功，故错误；
故选：。
变化的磁场产生感生电场，由楞次定律判断出感生电场方向，然后判断带电小球受到的电场力方向，判断小球的运动性质，然后判断小球对环的压力如何变化，判断小球受到的磁场力如何变化．
此题主要考查了楞次定律的应用，由楞次定律判断出感生电场的方向，是正确解题的前提与关键；根据感生电场方向判断出带电小球受力方向，即可正确解题．
17.【答案】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为：λ=4×10-7 m，
代入数据解得：f=5×1014 Hz．
答：该光波的频率为5×1014 Hz．;
【解析】
根据折射率得出电磁波在介质中的速度，从而结合波长的大小，通过求出光波的频率．
解决本题的关键能够从图象中得出波长的大小，知道光波在介质中和真空中速度的关系，以及知道波长和波速、频率的关系．
18.【答案】解：法拉第电磁感应定律公式，解得：；
据振荡电路振荡电流频率：；
发射电磁波波长为，故波长为：；
答：该振荡电路所辐射的电磁波波长是。;
【解析】
本题关键结合法拉第电磁感应定律公式、振荡电路振荡电流频率公式、波速与波长关系公式列式求解，不难。