高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十四章 第1课时电磁波的发现+Word版含答案

第1课时　电磁波的发现
[对点训练]
知识点一·麦克斯韦的电磁场理论
1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是(　　)
A．教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．工作时打点计时器周围必有磁场和电场
C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场
D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直
答案　ABD
解析　教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故D正确。
2．(多选)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AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增强
C．沿BA方向磁场在迅速增强
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
答案　AC
解析　根据电磁感应的有关知识，由楞次定律可判定磁场的方向和磁场强弱的变化情况，本题中磁场可由A指向B减弱，也可由B指向A增强，故答案是A、C。
知识点二·电磁波
3．真空中所有的电磁波都具有相同的(　　)
A．频率 B．波长 C．波速 D．能量
答案　C
解析　真空中所有的电磁波的波速都是光速，C正确。
4．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长将(　　)
A．不变 B．增大
C．减小 D．无法确定
答案　B
解析　电磁波的波长为：λ＝，频率减小，波长增大，故B正确。
5．(多选)关于电磁波的特点，下列说法中正确的是(　　)
A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直方向传播
B．电磁波是横波
C．电磁波传播不需要介质，而是电场和磁场之间的相互感应
D．电磁波不具有干涉和衍射现象
答案　ABC
解析　电磁波具有波的一切特性，能发生干涉和衍射现象，D错误，A、B、C正确。
6．假设电磁波在空气中以光速传播，则传播过程中(　　)
A．频率减小 B．周期变大
C．波长变小 D．振幅减小
答案　D
解析　在空气中传播时，频率、周期不变，由v＝λf知波长也不变，但电磁波在传播过程中，能量不断被各种介质和天线吸收，振幅减小。故D正确。
7．关于电磁波，下列说法中正确的是(　　)
A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大
B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大
C．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变
D．只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失
答案　C
解析　在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速，与电磁波的频率、能量大小无关，故A、B错误。电磁波的频率由波源决定，电磁波由真空进入介质，频率不变，而波速减小，故C正确；当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故D错误。
8．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是(　　)
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
答案　D
解析　本题考查机械波和电磁波的区别和联系，意在考查考生对基本概念的理解和辨析。D中，电磁波是横波，不是纵波，其他选项的表述是对的。
9．如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u-t图象(　　)
A．t1～t2时间内，电路中电流强度不断增大
B．t2～t3时间内，电场能越来越小
C．t3时刻，磁场能为零
D．t3时刻电流方向要改变
答案　B
解析　在t1～t2时间内极板间的电压增大，极板电量增大，是充电过程，电流在减小，故A错误；在t2～t3
过程中，极板电压减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小；t3时刻电压为零说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最大；之后将是对电容器充电且电流方向不变，故B正确，C、D错误。
易错点·对麦克斯韦理论的理解
10．某电路中电场强度随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是(　　)
易错分析　由变化的电场产生磁场，而错误理解成变化的电场就能产生电磁波，而错选B、C。
答案　D
解析　由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波。故D正确。
[提升训练]
一、选择题
1．关于麦克斯韦电磁理论的两个要点，下列说法中正确的是(　　)
A．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
D．B、C两种情况下均能产生电磁波
答案　C
解析　根据麦克斯韦理论知C正确。
2．电磁波在传播过程中，始终不变的物理量有(　　)
A．频率 B．波长 C．波速 D．振幅
答案　A
解析　电磁波在传播过程中始终不变的物理量是频率。比如红光的频率是一定的，当从空气射入水中时，红光颜色没变，介质的折射率变大，则波速变小而波长变短，电磁波的能量会减小，故振幅减小，故A正确，B、C、D错误。
3．(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是(　　)
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
答案　AB
解析　变化的磁场周围一定产生电场，而且磁场周期性变化的频率和产生的电场的频率相同，当电场中存在闭合回路时，回路中有电流，若无闭合电路，但电场仍存在，故A、B正确；均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场周围不再产生电场，因此，变化的电场和变化的磁场关联的说法不太准确，故C、D错误。
4．为了体现高考的公平、公正，很多地方高考时在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描。该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，以达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号等现象。由以上信息可知(　　)
A．由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了
B．电磁波必须在介质中才能传播
C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
答案　D
解析　电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错误；电磁波可以在真空中传播，B错误；由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错误，D正确。
5．(多选)关于电流周围的磁场，下列说法中正确的是(　　)
A．稳恒电流周围不产生磁场
B．稳恒电流周围产生稳定的磁场
C．正弦式电流周围产生变化的磁场
D．正弦式电流周围产生稳定的磁场
答案　BC
解析　稳恒电流等效为均匀变化的电场，应产生稳定的磁场；正弦式电流是非均匀变化的电流，产生变化的磁场。故B、C正确。
6．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是(　　)
答案　BC
解析　A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图中的下图是与其不对应的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，且相位相差，C图是正确的；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故D图错误。所以只有B、C两图正确。
7．关于电磁波在真空中的传播速度，以下说法中正确的是(　　)
A．频率越高，传播速度越大
B．波长越长，传播速度越大
C．电磁波的能量越大，传播速度越大
D．频率、波长都不影响电磁波的传播速度
答案　D
解析　电磁波在真空中的传播速度相同，故A、B、C错误；电磁波的传播速度由介质决定，频率、波长都不影响电磁波的传播速度，故D正确。
二、非选择题
8．一列长波的波长为30 km，该波从地球传到月球需1．3 s，求在这一距离可排满多少个波？
答案　1．3×104
解析　波从地球到月球的传播速度看成光速，则地球到月球的距离s＝vt＝ct＝1．3×3×108 m。波的个数n＝＝个＝1．3×104个。