教科版 选修3-4 第三章第二节电磁场和电磁波课时作业（精析版）

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
电磁场和电磁波课时作业
1.根据麦克斯韦电磁理论，下列说法正确的是（ ）
A.电场周围一定产生磁场，磁场周围也一定产生电场
B.变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围也一定产生电场
C.变化的电场周围一定产生变化的磁场
D.电磁波在真空中的传播速度为3.00×108 m/s
解析：根据麦克斯韦的电磁理论，只有变化的 ( http: / / www.21cnjy.com )电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，所以正确的选项是BD.
答案：BD
2.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）
A.电磁波是横波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波能产生干涉和衍射现象
D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
解析：电磁波传递不需要介质，电磁波的振动方向与传播方向相垂直，是横波，与其他波同样具有波的基本特征，即能产生干涉和衍射现象.21世纪教育网版权所有
答案：ACD
3.雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度 ( http: / / www.21cnjy.com )的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波，当遇到障碍物时要发生反射.雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波.某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s.现在雷达正在跟踪一个匀速移动的目标，某时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示，30 s后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示.已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s,电磁波在空气中的传播速度为3×108 m/s，则被监视目标的移动速度最接近（）
( http: / / www.21cnjy.com )
A.1200 m/s
B.900 m/s
C.500 m/s
D.300 m/s
解析：根据图甲所示，可知某时刻飞行目标跟雷 ( http: / / www.21cnjy.com )达距离为s1=(3×108×4×10-4)/2=0.6×105 m，同理根据图乙所示算得30 s后飞行目标跟雷达距离s2=0.45×105 m，则被监视目标的移动速度v=(s1-s2)/t=500 m/s.21·cn·jy·com
答案：C
4.根据麦克斯韦电磁理论,下列说法正确的是（）
A.电场周围一定产生磁场,磁场周围也一定产生电场
B.变化的电场周围一定产生磁场,变化的磁场周围也一定产生电场
C.变化的电场周围一定产生变化的磁场
D.变化的磁场周围一定产生变化的电场
解析：根据麦克斯韦的电磁理 ( http: / / www.21cnjy.com )论,只有变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,但变化的电场周围不一定产生变化的磁场,如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场,所以正确的选项是B.
答案：B
5.电磁波与声波比较（）
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大
C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大
D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关
解析：可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析选项A、B与事实相符,所以A、.根据,电磁波速度变小,频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,所以选项C正确.电磁波在介质中的速度,与介质有关,也与频率有关,在同一种介质中,频率越大,波速越小,所以选项D错误,故选ABC.www.21-cn-jy.com
答案：ABC
6.下述关于电磁场的说法中正确的是（ ）
A.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
B.任何变化的电场周围一定有变化的磁场
C.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场
D.电磁波的理论在先，实践证明在后
解析：A错误.若电场变化是均匀的，则不 ( http: / / www.21cnjy.com )能形成电磁波B错误.若电场的变化是均匀的，则只能形成稳定的磁场；若电场的变化是非均匀的，则可形成变化的磁场.英国物理学家麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在，并指出电磁波的特点.如：电磁波的传播不需介质，它在真空中的速度等于光速，电磁波是横波等等. 进而说明光是电磁波谱家族中的一员.二十多年后由德国物理学家赫兹验证.从理论到实践，这是人类史上伟大的成就之一.　　21*cnjy*com
答案：CD
7.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()
A.变化的电场能够产生磁场、变化的磁场也能够产生电场
B.电磁波和机械波都只能在介质中传播
C.电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播
D.电磁波穿过两种介质的分界面时频率会发生改变
解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，选 ( http: / / www.21cnjy.com )项A正确；电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，选项B错；波传播时，能量随波一起传播，选项C正确；电磁波穿过两种介质的分界面时频率不变，波长、波速发生改变，选项D错.【来源：21·世纪·教育·网】
答案：AC
8.如图所示内壁光滑\,水平放置的 ( http: / / www.21cnjy.com )玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,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随时间成正比增加的变化磁场,设运动过程中小球带电荷量不变,那么()21*cnjy*com
( http: / / www.21cnjy.com )
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.磁场力对小球一直不做功
解析：因为玻璃圆环处在均匀变化的磁场空间,所 ( http: / / www.21cnjy.com )以感应出的稳定的涡旋电场对带正电的小球做功使小球先逆时针减速运动后顺时针加速运动,但磁场力时刻与小球圆周运动线速度垂直所以对小球不做功.
小球在水平面内沿轨迹半径方 ( http: / / www.21cnjy.com )向受两个力作用:环的挤压力N和磁场的洛伦兹力f=Bqv,而且两个力的矢量和时刻等于小球圆周运动的向心力.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,挤压力N和洛伦兹力f不一定始终在增大.【出处：21教育名师】
综上分析各选项中应该是C\,D正确.
答案：CD
9.如图所示为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．经调制后
B．经调谐后
C．经检波后
D．耳机中
解析：为了把信号传递出去 ( http: / / www.21cnjy.com )，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制.调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅.在接收电路中，经过调谐，使回路与所需接收的电磁波产生电谐波，回路中将会出现调幅振荡电流.经检波后，接收到的振荡电流将被“切”去一半，得到单向脉动电流，而在耳机中只有随信号而变化的音频电流.
答案：AB
10.电磁辐射对人体有极大危害，极可能 ( http: / / www.21cnjy.com )是造成儿童白血病的原因之一；能诱发癌症并加速人体癌细胞增殖；对人们的视觉系统有不良影响等等.按照有关规定，工作场所承受电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5 W/m2.若某一小型无线电通讯装置的电磁辐射功率是1 W，则在距离该装置多远以外是符合规定的安全区域？2·1·c·n·j·y
解析：设距离通讯装置R以外是安全区域，从通讯装置发出的功率P均匀到达半径为R的球面上，单位面积上得到的电磁辐射量即电磁辐射强度进而得
答案：0.4 m
11.1864年，英国科学家麦克斯韦在 ( http: / / www.21cnjy.com )总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论，他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度.1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.下列有关电磁波传播过程的叙述中正确的是()
A.电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速
B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播
C.电磁波中每一处电场强度方向和磁感应强度方向总是相互垂直，并且与波的传播方向也垂直
D.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就一定能产生电磁波
解析:电磁波是电磁场由近及远在空间 ( http: / / www.21cnjy.com )传播形成的，电磁波可以不依赖介质而独立传播，在真空中的传播速度等于真空中的光速，A正确，B错误；电磁波是横波，传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，C正确；均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波，D错误.2-1-c-n-j-y
答案:AC
12.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )
A.均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
B.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直
C.电磁波和机械波一样依赖于媒质传播
D.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
解析:根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变 ( http: / / www.21cnjy.com )化的电场在它的周围产生稳恒的磁场，故选项A是错误的.因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项B是正确的.电磁波可以在真空中传播，故选项C是错误的.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就在周期性变化的电场周围产生同周期变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场，这样由近及远传播，形成了电磁波，故选项D是正确的.
答案:BD
13.红外遥感卫星通过接收地面物体发 ( http: / / www.21cnjy.com )出的红外辐射来探测地面物体的状况.地球大气中的水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收.下图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()【来源：21cnj*y.co*m】
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 2.5～3.5 μm
B.4～4.5 μm
C.5～7 μm
D.8～13 μm
解析:由图可知，水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8～13 μm；二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5～13 μm.综上可知，选D.【版权所有：21教育】
答案:D
14.电磁波与机械波相比较有( )
A.电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B.电磁波在任何介质中的传播速率都相同，机械波在同一介质中的传播速率都相同
C.电磁波与机械波都不能产生干涉现象
D.电磁波与机械波都能产生衍射现象
解析:电磁波传播不需要介质，且在不同介质中，传播速度不同，即故A正确，B错误.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，故C错，D正确.
答案:AD
15.一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的()
( http: / / www.21cnjy.com )
A.动能不变
B.动能增大
C.动能减小
D.以上情况都可能
解析:当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦的 ( http: / / www.21cnjy.com )电磁场理论，将激发一个稳定的电场，带电粒子将受该电场的电场力作用，可以由右手定则和楞次定律判断，电场力的方向与电荷的运动方向是一致的.即电场力对粒子将做正功，所以带电粒子的动能将增大.21·世纪*教育网
答案:B
16.下列哪种现象是由于所产生的电磁波引起的()
A.用室内天线收微弱信号时，人走过时电视画面会发生变化
B.在夜晚用电高峰时，有部分地区白炽灯变暗发红，日光灯不容易启动
C.把半导体收音机放在开着的日光灯附近会听到噪声
D.在边远地区用手机或小灵通通话时，会发生信号中断的情况
解析:电视信号由于人走过发生变 ( http: / / www.21cnjy.com )化是由于人对信号的干扰；电灯变暗是由于电压在输电线上损失过多；日光灯在工作时，其镇流器会发出微弱的电磁波；小灵通通话效果不好是由于信号的原因.
答案:C
17.家用微波炉是一种利用微波的电磁能 ( http: / / www.21cnjy.com )加热食物的新型灶具，它主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、变压器、镇流系统、冷却系统、控制系统、外壳等组成.接通电路后，220 V交流电经变压器变压，在次级产生3.4 V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2000 V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波.微波输送至金属制成的加热器（炉腔），被来回后射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，并能最大限度地保存食物中的维生素.关于上述微波炉，下列说法正确的是()
A.微波是由于原子外层电子受激发而产生的
B.微波是由于原子内层电子受激发而产生的
C.微波炉变压器的低压变压比为1100:7
D.微波炉变压器的高压变压比为17:00000
解析:微波炉中的微波是由LC振荡电路产生的，A、B均错.由变压器变压比
知低压变压比
，C正确.同理高压变压比D错.
答案:C
18.关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A.伦琴射线是高速电子流射到固体上，使原子的内层电子受到激发而产生的
B. γ射线是原子内层电子受激发而产生的
C.在电磁波谱最容易发生衍射的是γ射线
D.在同种均匀介质中，紫外线比紫光传播速度大
解析:伦琴射线是高速电子流射到固体上，使其内层电子得到能量而跃迁到高能量状态后，再跃迁到低能量状态而释放出来的，A对；γ射线是原子核受激发而产生的，B错；最易发生衍射的是波长较长的是无线电波，C错；在同种介质中紫外线的折射率大于紫光的折射率，由知紫外线比紫光的传播速度小，D错.www-2-1-cnjy-com
答案:A
19.过强的电磁辐射对人体有很大危害，影响 ( http: / / www.21cnjy.com )人的心血管系统，使人心悸、失眠、白细胞减少、免疫功能下降等.按照有关规定，工作场所的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5 W/m2.一个人距离无线电通讯装置50 m，为保证此人的安全，无线电通讯装置的电磁辐射功率至多是（ ）21教育名师原创作品
A.4.51 kWB.3.14 kW
C.15.7 kWD.0.78 kW
解析:根据题意，要使此人是安全的，则此处的辐射功率小于或者等于0.5 W/m2，则可得：所以P=4πR2×0.5 W=4×3.14×502×0.5 W=15.7 kW，所以C正确.21cnjy.com
答案:C
20.为研究无线传输电能，某 ( http: / / www.21cnjy.com )科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.
( http: / / www.21cnjy.com )
①若用该装置给充电功率为10 W的电波充电，则损失的功率为_____
②若把甲线接入电压为220 V的电源， ( http: / / www.21cnjy.com )测得该线圈中的电流为0.195 A.这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为________
答案:①18.6②15
21.某雷达工作时，发射的电磁波的波长 ( http: / / www.21cnjy.com )λ=20 cm，每秒脉冲数为n=5000个，每个脉冲的持续时间为t=0.02 μs，问电磁波的振荡频率是多少；最大侦察距离是多少？
解析:由c=λf可知，电磁波的振荡频率，电磁波在雷达发射两个相邻脉冲的时间间隔内传播的距离为s=cΔt=c(≈6×104 m，所以雷达的侦察距离为答案:1.5×109Hz3×104 m21教育网
22.某卫星地面站向地球同步通信卫星发送 ( http: / / www.21cnjy.com )无线电波，经它立即转发到另一卫星地面站，测得从发送开始到地面站接收到电磁波的时间为0.24 s，取地球半径6400 km.据此条件估算地球的质量为多少千克？（结果取1位有效数字，G=6.67×10-11 N·m2/ kg2）
解析:由s=ct可知同步卫星距地面的高度
由万有引力定律可知
故地球质量
=
=6×1024 kg.
答案：6×1024 kg
23.雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间 ( http: / / www.21cnjy.com )是1μs,两次发射的时间间隔为100μs,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示,已知图中ab=bc,则障碍物与雷达之间距离是多大
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：本题主要考查了雷达的工作原理. ( http: / / www.21cnjy.com )图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的,由ab=bc,可知无线电波发射到返回所用时间50μs.
设障碍物与雷达之间的距离为s,由题意可知无线电波来回时间t=50μs,由2s=ct得
s=ct/2=3.0×108×50×10-6/2 m=7.5×103 m.
答案：7.5×103 m
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网