人教版选择性必修二第四章电磁场与电磁波专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 关于电磁波,下列说法正确的是
A. 麦克斯韦预言和验证了电磁波的存在
B. 只要有变化的电场,就一定有电磁波存在
C. 接收电磁波时,通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D. 发射电磁波的振荡电路中电流增大时电场能反而在减小
2. 如图所示的四种电场变化情况,能发射电磁波的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,年月日,万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号,实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。下列选项正确的是( )
A. 在海水中,无线电波无法传播,所以要借助激光传输信号
B. 无线电波、激光都是横波
C. 信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟
D. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在,带来了通信技术的快速发展
4. 年月日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,航天员太空授课的画面如图通过电磁波传输到地面接收站。关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A. 电磁波在任何介质中的传播速度都为
B. 将手机放在真空塑料袋中,拨打该手机,手机不能接收信号
C. 赫兹首先用实验证实了电磁波的存在
D. 麦克斯韦认为,变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场
5. 下列说法不正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了光是横波,并且首次用实验验证了光是横波
B. 高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了
C. 在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波
D. 过强或过长时间的紫外辐射、射线或射线的作用,会对人体眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等造成危害
6. 如图所示的四种磁场变化情况,能产生如图中电场的是( )
A. B. C. D.
7. 关于电磁波传播速度表达式,下列说法正确的是( )
A. 波长越长,传播速度越大 B. 频率越高,传播速度越大
C. 发射能量越大,传播速度越大 D. 真空中,所有电磁波的传播速度大小都相同
8. 如图所示是中国天眼口径球面射电望远镜,其米口径球面射电望远镜主要工作波长在分米到米的范围,则天眼接收的电磁波的频率区间为( )
A. B. C. D.
9. 年月日,本年度诺贝尔物理学奖授予三位量子物理学家,表彰他们在量子信息科学研究方面做出的贡献,其中奥地利学者安东塞林格为中国科大“爱因斯坦讲席教授”。物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,关于电磁波的发现及应用,下列说法正确的是( )
A. 赫兹预言了电磁波的存在,麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
B. 电视机遥控器用紫外线遥控,无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高
C. 红外线的热效应可以用来杀菌消毒,利用射线可以进行通信、广播
D. 微波炉的工作原理是微波能使食物中的水分子热运动加剧从而加热食物
10. 有源相控阵雷达的辐射器如图所示,每个辐射器都配装有一个发射接收组件,每个组件都能自己产生、接收微波。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 射线比微波更容易发生衍射 B. 遥控器都是利用紫外线工作的
C. 夜视仪利用了红外线成像技术 D. 德国物理学家赫兹预言了电磁波的存在
二、填空题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图所示,其中能产生电场的有 填字母,下同,能产生电磁波的有 。
A.B.C.D.
12. 英国物理学家__________________预言了电磁波的存在,德国物理学家_________________ 通过实验验证了电磁波的存在。测量证明电磁波在真空中的传播速度等于________。
麦克斯韦的电磁场理论指出,变化的磁场在周围空间产生电场,变化的 在周围空间产生磁场。变化的磁场和变化的电场是相互联系着的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波。某电台发射频率为的电磁波,它在真空中传播的速度为 ,波长为 。
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
麦克斯韦预言了电磁波的存在、赫兹验证了电磁波的存在;电磁波是变化的电磁场产生的,因此只有变化的电场,不一定产生变化的磁场,所以不一定存在电磁波;当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振;这个过程叫调谐,发射电磁波的振荡电路中,放电时,电流增大,电场能反而在减小。
本题考查电磁波的产生及接收,振荡电路分析,基础题。
【解答】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在、赫兹验证了电磁波的存在,故A错误;
B.电磁波是变化的电磁场产生的,因此只有变化的电场,不一定产生变化的磁场,所以不一定存在电磁波,故B错误;
C.当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振,这个过程叫调谐,故C错误;
D.发射电磁波时的振荡电路中, 电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少,故D正确;
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据麦克斯韦的电磁场理论,周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场,周期性变化的磁场与电场不断的相互激发,会使电磁场由近及远的传播,形成电磁波。
本题关键熟悉电磁波的产生机理,要明确周期性变化的电场或磁场可以产生电磁波,均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波。
【解答】
A.图是稳定的电场,不能产生磁场,故A错误;
图与图是均匀变化的电场,产生恒定不变的磁场,也不能形成电磁波,故B错误,C错误;
D.图是按正弦函数规律周期性变化的电场,会产生同频率的周期性变化的磁场,能形成电磁场,向外发射电磁波,故D正确。
3.【答案】
【解析】【解析】
解:、奋斗者号上的舱内摄像头拍摄的数值画面编码后经激光中的蓝色激光产生闪烁的信号传送信息,沧海号上接收到闪烁信号后,经调制转换成数字画面,再由光纤微缆传送给海面的探索号,再经卫星天线传送到通信卫星,再到电视台转播,不是因为无线电波无法在海水中传播,而是能量损耗大,故A错误;
B、无线电波和激光都是电磁波,电磁波是横波,故B正确;
C、信号传输是由经通信卫星传到电视台实现直播的,信号都有一定的传输速度,所以传输中有时间延迟,故C错误;
D、麦克斯韦预言电磁波的存在,而赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在,故D错误。
故选:。
无线电波在海水中传播能量损耗大;电磁波是横波;信号都有一定的传输速度,所以传输中有时间延迟;赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在。
本题以万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处--马里亚纳海沟为情景载体,考查了无线电波、激光等传输信号的传播与接收,要明确电磁波的特点,要求学生对此强化记忆。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的特点及物理学史,麦克斯韦的电磁场理论等知识,基础题目。
根据电磁波的特点直接可判断;根据电磁波能在真空中传播直接可判断;根据物理学史知识可判断;根据麦克斯韦电磁场理论可判断。
【解答】
A、电磁波在真空中传播的速度为,在其它介质中传播的速度小于,故A错误;
B、电磁波能够在真空中传播,可见将手机放在真空塑料袋中,拨打该手机,手机能接收信号,故B错误;
C、麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹首先用实验证实了电磁波的存在,故C正确;
D、由麦克斯韦电磁场理论知,变化的电场一定能产生磁场,但产生的磁场不一定是变化的;变化的磁场一定能产生电场,但产生的电场不一定是变化的,故D错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查了光的偏振、相对论理论、经典的电磁场理论和各种电磁波的特性,都是属于记忆性的知识点,要加强这类知识点的记忆。
偏振可以证明波性,下面是光偏振的发现过程,偏振现象的发现:年,马吕斯在试验中发现偏振现象。在进一步研究光的简单折射中的偏振时,他发现光在折射时是部分偏振的;高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了;在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波;紫外辐射、射线或射线具有很强的化学作用。
【解答】
A、麦克斯韦预言了光是横波,马吕斯在试验中发现光的偏振现象,证明了光是横波。故A错误;
B、根据爱因斯坦的相对论理论,高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。故B正确;
C、根据经典的电磁学理论,在磁场中做圆周运动的带电粒子在空间中产生周期性变化的磁场,会发出电磁波。故C正确;
D、紫外辐射、射线或射线具有很强的化学作用,过强或过长时间的紫外辐射、射线或射线的作用,会对人体眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等造成危害。故D正确。
本题要求选择不正确的。故选A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电磁场理论,掌握磁场如何变化,理解产生恒定的电场的条件即可正确解答。
明确法拉第电磁感应定律以及电磁波的产生规律,知道均匀变化的磁场才能产生稳定的电场,而稳定的磁场不会产生电场。
【解答】
由图可知,产生的电场为匀强电场,根据电磁感应定律可知,只有磁场随着时间均匀变化,才会产生恒定的电场,故B正确,ACD错误。
故选:。
7.【答案】
【解析】
【分析】电磁波传播的速度与传播介质有关,在真空中传播的速度等于光速。
本题关键要知道电磁波传播速度的决定因素:介质的性质,与电磁波的波长、频率、能量均无关。
【解答】
电磁波的传播速度与传播介质有关,而与波长、频率、能量均无关,电磁波在不同介质中传播时,波速变化,频率不变,在真空中,所有电磁波的传播速度大小都相同,都等于,故D正确,ABC错误。
故选D。
8.【答案】
【解析】解:根据可知工作波长在分米到米的范围,即范围内,而光速,则接收电磁波的频率区间为,故B正确,ACD错误;
故选:。
根据公式可求出电磁波的频率分布的区间。
明确物体的频率与波长之间的关系是分析问题的关键。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了对电磁波的认识。根据不同波段电磁波的特点解答即可。
【解答】
A.麦克斯韦在年预言了电磁波的存在,赫兹在年实验证实了电磁波的存在,选项 A错误
B.电视机遥控器用的是红外线遥控,体检胸透用的电磁波是射线,射线的频率比无线电波高,选项 B错误
C.紫外线具有杀菌消毒的功能,红外线不具有该功能,射线具有辐射性,不能用来通信和广播,选项C错误
D.微波炉的工作应用了一种电磁波微波,微波能使食物中的水分子热运动快速加剧从而加热食物,这就是微波炉的工作原理,选项 D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查发生明显衍射的条件、各频率电磁波的特点。根据发生明显衍射的条件和红外线的特点解答;赫兹证实了电磁波的存在。
【解答】
A.射线比微波的频率高,波长短,不容易发生衍射,故A错误;
B.红外线可以用在电视机遥控器上,遥控器发出红外线,可以实现无线遥控,方便人们的生活,故B错误;
C.夜视仪利用了红外线成像技术,故C正确;
D.麦克斯韦总结了电磁场理论,并预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,故D错误。
故选C。
11.【答案】;
【解析】
【分析】
根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场.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。
本题考查学生对电磁波的产生的了解和掌握,把握住变化的周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波。
【解答】
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;
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,故只有可以产生电磁波。
故选:; .
12.【答案】麦克斯韦;赫兹;光速
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁波,麦克斯韦建立了电磁场理论,预言了电磁波的存在;赫兹用实验证实电磁波存在,电磁波在生活中被广泛应用。
【解答】
英国物理学家预言了电磁波的存在。麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场可以产生电场;变化的电场可以产生磁场;
德国物理学家赫兹通过实验验证了电磁波的存在,测量证明电磁波在真空中的传播速度等于
光速。
13.【答案】电场;;。
【解析】
【分析】
本题掌握并理解麦克斯韦电磁场理论,知道电磁波在真空中的传播速度,基础题。
【解答】
根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场在周围空间产生电场,变化的电场在周围空间产生磁场;
电磁波在真空中的传播速度为
根据可得电磁波的波长为:
故答案为:电场;;。
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