四川省泸州高中2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：3.2电磁场和电磁波 质量检测（含解析）

3.2电磁场和电磁波
1．下列电磁波中频率最高的是
A．红外线
B．γ射线
C．紫外线
D．无线电波
2．首先从理论上预见电磁波的存在和第一次用实验证实电磁波存在的科学家分别是
A．惠更斯、奥斯特
B．麦克斯韦、赫兹
C．伽利略、法拉第
D．赫兹、麦克斯韦
3．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为（
）
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线
4．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是
A．电磁波是纵波，而机械波既有横波又有纵波
B．机械波和电磁波在传播时都需要介质
C．机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定
D．当机械波或电磁波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小
5．首次用实验方法证明电磁波的存在，这位物理学家是（　　）
A．赫兹
B．法拉第
C．奥斯特
D．麦克斯韦
6．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中正确的是（
）
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．振荡的电场在周围空间一定产生同频率振荡的磁场
7．关于物理定律的适用条件与应用，下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过实验直接证明了自由落体的物体做匀变速直线运动
B．牛顿将万有引力定律发表在《自然哲学的数学原理》中，并测得了引力常量
C．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场
D．麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言并首先捕捉到了电磁波
8．关于电磁波，下列说法正确的是（
）
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C．均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
D．赫兹证明了电磁波的存在
9．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中错误的是
A．1820年，奥斯特发现了电流的磁效应
B．库伦发现了电磁感应现象
C．安培提出了分子电流假说
D．麦克斯韦最终建立了经典电磁场理论
10．观察和思考是科学发现的基础。众多科学家经常能从简单的现象中受到启发，经过深思熟虑后得到具有重要意义的结论。下列说法正确的是___________。
A．按正弦规律变化的电场会产生同样按正弦规律变化的磁场
B．机械波从一种介质传播到另一种介质中时，频率和波长都会发生相应的变化
C．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，会产生共振现象
D．机械波在传播时，质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长
E.
真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的
11．关于电磁波，下列说法正确的是
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
12．关于电磁波，下列说法正确的是
。
A．振动物体的平衡位置是加速度最大的位置
B．振动物体的平衡位置是回复力为零的位置
C．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
D．振源的振动速度和波的传播速度是一样的
E.沿波的传播方向上，离波源越远的质点振动越滞后
13．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则(　　)
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
E.以SP为轴将A转过后，在P处将看到光亮
参考答案
1．B
【解析】
根据电磁波谱可知，射线的波长最短，所以射线的频率最高，而红外线的频率最低，故选项B正确，A、C、D错误。
2．B
【解析】
1864年，英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上，建立了麦克斯韦电磁理论，并预言了电磁波的存在；1888年，德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故ACD错误，B正确。
3．B
【解析】
一切物体均在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标，从而采取有效的行动.
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体，与结论不相符，选项A错误；
B．一切物体均在不停地辐射红外线，与结论相符，选项B正确；
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线，与结论不相符，选项C错误；
D．
“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线，与结论不相符，选项D错误；
4．C
【解析】
A.
电磁波是横波，而机械波既有横波又纵波，A错误。
B.
电磁波的传播不需要需要介质，可以再真空中传播，B错误。
C.
机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定，C正确。
D.
当电磁波从空气中进入水中时，频率不变，而介质的折射率变大，所以波速变小，则波长也变小，对于机械波从空气中进入水中时，频率不变，但波速变大，所以波长也变大，D错误；
5．A
【解析】
1864年，英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上建立了麦克斯韦电磁理论，并预言了电磁波的存在；1888年德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.
A．描述与分析相符，故A正确.
B．描述与分析不符，故B错误.
C．描述与分析不符，故C错误.
D．描述与分析不符，故D错误.
6．D
【解析】A项：只有变化的电场能够产生磁场，故A错误；
B、C项：均匀变化的电场产生恒定的磁场，故B、C错误；
D项：周期性变化的振荡电场在其周围空间将产生同频率的振荡磁场，故D正确。
点晴：麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，当中的变化有均匀变化与周期性变化之分。
7．C
【解析】
A.伽利略并没有用物体的自由落体实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而是运用小球在光滑斜面上的运动合理外推得到的，故选项A错误；
B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了引力常量，故选项B错误；
C.法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，故选项C正确；
D.麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言了电磁波的存在，是赫兹首先捕捉到了电磁波，故选项D错误；
8．D
【解析】
AC．只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波，若是恒定的电场和磁场不会产生电磁波；若是电场、磁场均匀变化，也不会能产生电磁波，故A、C错误；
B．电磁波在真空中以光速传播，而电磁波在介质中的传播速度小于其在真空中的传播速度，故B错误；
D．赫兹证明了电磁波的存在，故D正确；
故选D。
9．B
【解析】
A．1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，选项A正确，不符合题意；
B．法拉第发现了电磁感应现象，选项B错误，符合题意；
C．安培提出了分子电流假说，选项C正确，不符合题意；
D．麦克斯韦最终建立了经典电磁场理论，选项D正确，不符合题意。
10．ACE
【解析】
A.麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。若是稳定的电场则不会产生磁场，若是均匀变化的电场会产生稳定的磁场，若是周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场，故A正确；
B.
机械波从一种介质传播到另一种介质中时，频率是由波源决定的，频率不变，波速和波长都会发生相应的变化，故B错误；
C.
当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，会产生共振现象，受迫振动的振幅最大，故C正确；
D.
机械波在传播时，质点只在其平衡位置附近振动，介质中的质点并不随波迁移，故D错误；
E.
真空中光速是绝对不变的，这是相对论的一个前提，即真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故E正确。
11．BC
【解析】
A、电磁波在真空中的传播速度恒为，A错误；
B、根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；
C、变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波是横波，电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直，且与传播方向垂直，C正确；
D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，D错误．
12．BCE
【解析】
A．振动物体经过平衡位置时，加速度最小。故A错误。
B．物体经过平衡位置时，回复力为零。故B正确。
C．电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，变化的电场与变化磁场处处相互垂直。故C正确。
D．振源的振动速度和波的传播速度是两回事，没有关联。故D错误。
E．沿波的传播方向上，离波源越远的质点振动越滞后。故E正确。
13．BDE
【解析】
A．自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错误；
B．它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B正确；
C．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过后，P处仍无光亮，故C错误；
D．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，若将B转过，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，
故D正确；
E．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，以SP为轴将A转过后，则过A偏振片只能通过水平方向振动的偏振光，所以此光也能通过B偏振片，故E正确。