宁阳第四中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：3.1电磁波的产生 同步练习（含解析）

3.1电磁波的产生同步练习
1．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是　　
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场
2．对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是
A．它们都能产生反射、折射、干涉和衍射现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们都可能是横波，也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
3．2017年10月10日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜()探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种，是会发出周期性脉冲信号的星体。与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是由于脉冲星的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来;脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．脉冲信号属于机械波
B．脉冲星的磁轴与自转轴重合
C．脉冲的周期等于脉冲星的自转周期
D．若脉冲星是质量分布均匀的球体，那么它表面各处重力加速度的大小都相等
4．最先从理论上预言光是一种电磁波的科学家是（　　）
A．法拉第
B．爱因斯坦
C．赫兹
D．麦克斯韦
5．物理学发展中，有许多科学家做出了伟大的贡献。下列说法错误的是（　　）
A．卡文迪许测出了引力常量
B．密立根测定了最小电荷量
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．奥斯特发现了电流的磁效应
6．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电，t=0.02s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则（　　）
A．此LC振荡电路的周期T=0.04s
B．t=0.05s时，回路电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10s时，线圈中的电场能最大
7．下列说法中错误的是（　　）
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．某种频率的单色光在不同介质中的传播速度可能不同
8．下列四幅图涉及到不同的物理知识，则下列说法正确的是（　　）
A．图甲中彩色的肥皂泡是光的干涉现象
B．图乙中的立体电影是利用了光的偏振现象
C．图丙是医院常用的彩超仪器，进行医学检测时利用了超声波多普勒效应
D．图丁是一LC振荡电路的集成芯片，LC振荡电路能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可减小电容器极板间的距离
9．以下说法正确的是_______。
A．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度也不同
B．两列机械波发生干涉现象，在振动加强的区域，质点的位移总是最大
C．一切波都能发生衍射现象，衍射是波特有的现象
D．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
E.电磁波能发生偏振现象，说明电磁波是横波
10．下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　）
A．均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场
B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D．只有空间某个区域有振荡变化的电场或磁场，才能产生电磁波
11．英国物理学家_________________指出,变化的电场周围产生_______,变化的磁场周围产生_________________,这两种变化交替产生,从而形成了一个不可分割的统一体,并从发生区域向周围空间传播,就形成了_________
12．电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播___________,在传播过程中,电磁波能发生_____________
13．在LC振荡电路中，t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则在t1时刻电容器正在_______，t2时刻电容器正在_______。（填“充电”或“放电”）
14．在国际单位制中，电场强度的单位是____；磁感强度的单位是_____。麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于__________________m/s.
参考答案
1．D
【解析】
根据“按照麦克斯韦电磁场理论”可知，本题主要是考查麦克斯韦电磁场理论，根据麦克斯韦电磁场理论，稳定电场磁场不能产生磁场电场，均匀变化电场磁场周围产生稳定的磁场电场，周期性变化的电场磁场周围产生周期性变化的磁场电场．即可判断．
【详解】
AB、稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，故A错误、B错误；
C、均匀变化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故C错误；
D、根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，故D正确；
故选D．
2．A
【解析】
A．机械波和电磁波都是波，都满足波的特性，即都能发生反射、折射、干涉和衍射，A正确；
B．机械波和电磁波本质是不同的,一种传播需要介质，一种不需要介质，故B错误；
C．机械波可能是横波，也可能是纵波；但电磁波一定是横波，C错误；
D．电磁波传播速度不仅与介质有关，还跟波的频率有关，D错误。
故选A。
3．C
【解析】
A．脉冲信号属于电磁波，若为机械波，则传播需要介质，无法接收到，故A错误；
B．根据题图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合，故B错误；
C．根据题意，脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲，则可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期，故C正确；
D．若脉冲星是质量分布均匀的球体，因它不停的自转，那么它表面各处重力加速度的大小不都是相等的，在赤道上最小，在两极最大，选项D错误。
故选C。
4．D
【解析】
建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，而赫兹证实了电磁波的存在，对于法拉第首次提出场的概念，并发现电磁感应现象，爱因斯坦的相对论。故ABC错误，D正确。
故选D。
5．C
【解析】
A．
牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故A正确，不符合题意；
B．
最小电荷量最早是由密立根通过实验测定的，故B正确，不符合题意；
C．
麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹通过实验证明了这个预言的正确性。故C错误，符合题意；
D．
奥斯特发现了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．C
【解析】
A．此LC振荡电路的周期T=0.08s，A错误；
B．0.04s时电流再次为零，之后反向，所以t=0.05s时，回路电流方向与图（b）中所示电流方向相反，B错误；
C．0.02s时磁场能最大，那么0.06s时，磁场能也最大，C正确；
D．t=0.10s时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，磁场能最大，D错误。
故选C。
7．BC
【解析】
A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A正确；
B．在空气中传播的声波是纵波，故B错误；
C．声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，故C错误；
D．根据光在介质中的速度可知，因为不同介质的折射率不同，某种频率的单色光在不同介质中的传播速度可能不同，故D正确；
本题选择错误的，故选BC。
8．ABC
【解析】
A．
肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象是通过泡的内外表面反射形成频率相同的光，相互叠加，从而出现彩色条纹，故A正确；
B．
立体电影利用的是光的偏振，故B正确；
C．
图丙是医院常用的彩超仪器，进行医学检测时利用了超声波多普勒效应，故C正确；
D．
若要产生比原来短些的电磁波，则频率变高，所以通过减小电容器的电容，或减小线圈中的自感系数，可采用的措施为增大电容器极板间的距离，减小电容，故D错误。
故选ABC。
9．CDE
【解析】
A．在真空中传播的电磁波速度都等于光速度，无论频率是否相同，传播的速度都相同，A错误；
B．两列机械波发生干涉现象，在振动加强的区域，质点振幅最大，但位移也有运动到平衡位置的时刻，B错误；
C．干涉和衍射是波所特有的现象，一切波都能发生干涉和衍射现象，C正确；
D．根据多普勒效应，火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率升高，D正确；
E．横波能发生偏振现象，电磁波能发生偏振现象，说明电磁波是横波，E正确。
故选CDE。
10．CD
【解析】
A.均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，故选项A错误；
B.均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故选项B错误；
C.电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验证实，故选项C正确；
D.电磁波产生可以由振荡变化的电场或磁场发出，故选项D正确。
故选CD。
11．麦克斯韦
磁场
电场
电磁波
【解析】
[1][2][3][4]英国物理学家麦克斯韦指出，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场．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，即电磁波。
12．电磁能
反射
【解析】
[1]电磁波是种能量形式，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能；
[2]电磁波也波，所以在传播过程中,电磁波能发生反射。
13．放电
充电
【解析】
由题图t1时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在放电；
而由t2时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在充电。
14．N/C（V/m）
特斯拉（T）
3×108
【解析】
在国际单位制中，电场强度的单位是N/C（V/m）；磁感强度的单位是特斯拉（T）。麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于3×108m/s.