广州市白云中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：3.2电磁场与电磁波 同步练习（含解析）

3.2电磁场与电磁波
1．证实电磁波存在的科学家是
A．赫兹
B．安培
C．法拉第
D．麦克斯韦
2．以下关于电磁场理论和电磁波的有关说法正确的是(
　)
A．变化的电场周围一定产生电磁波
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D．电磁波是纵波
3．下列说法正确的是
(?
)
A．只有横波才能产生干涉现象
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹
C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
D．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
4．根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是
A．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场
B．稳定的电场一定产生稳定的磁场
C．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生同频率周期性变化的磁场
5．关于机械波与电磁波的说法中，正确的是
A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的
B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波
C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
6．下列关于电磁场和电磁波的说法中，正确的是：（
）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．变化的电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动
7．光波具有的下列性质中，与声波不同的是
A．能传递能量
B．频率由波源决定
C．能产生衍射现象
D．能在真空中传播
8．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（
）
A．频率越大，传播的速度越大
B．频率不同，传播的速度相同
C．频率越大，其波长越大
D．频率不同,
传播速度也不同
9．用实验证实电磁波存在的科学家是　　
A．赫兹
B．麦克斯韦
C．洛伦兹
D．焦耳
10．关于电磁波下列说法不正确的是（
）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在
B．赫兹证实了电磁波的存在
C．电磁波的传播需要介质
D．真空中电磁波的波长λ、波速c、频率f之间满足关系式：c＝λf
11．下列说法正确的是_________．
A．如果振源停止振动，在介质中传播的波立即消失
B．用单色平行光照射单缝，缝宽不变，光的波长越长，衍射现象越显著
C．太阳光经过偏振片后，光强度减弱，且和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场
E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的波长长，这说明该星系正在远离我们而去
12．LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示，则
A．在时刻t1，电路中的电流最大
B．在时刻t2，电路的磁场能最大
C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容的带电量不断增多
13．下列说法中正确的是
A．LC振荡电流的周期只与电容器的电容大小有关
B．只有按正弦或余弦规律变化的电场才能在空间产生磁场
C．不管闭合回路是否存在，变化的磁场都会在其周围空间产生电场
D．麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，但并未用实验证实电磁波的存在
14．梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波（
）
A．是横波
B．是由于电荷运动产生的
C．不能在真空中传播
D．只能沿着梳子摇动的方向传播
E.在空气中的传播速度约为3×108m/s
参考答案
1．A
【解析】
赫兹证明了电磁波的存在，A正确BCD错误．
2．B
【解析】
均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合v=λf，可知，波长将变短，故B正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；电磁波是横波，即电磁振动矢量与波速垂直，故D错误。
3．D
【解析】
横波和纵波都能产生干涉现象，选项A错误；光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置明条纹或暗条纹是稳定的，故B错误；均匀变化的磁场产生稳定的电场，所以不能向外传播形成电磁波，选项C错误；红光的折射率比绿光的小，由sinC=1/n知红光的临界角比绿光的大，则增大入射角时，绿光先发生全反射，首先从水面上消失，故D正确；
4．D
【解析】
根据麦克斯韦电磁场理论，在变化的电场周围一定存在磁场，在变化的磁场周围一定存在电场，选项A错误；稳定的电场不会磁场，选项B错误；在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，选项C错误；周期性变化的电场周围一定产生同频率周期性变化的磁场，选项D正确；故选D.
5．C
【解析】电磁波是磁场与电场的相互交换从而向前传播；机械波是物质的实际往复运动而产生的，两者本质不同，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不会产生电场，B错误；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关．电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，C正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，D错误．
6．B
【解析】
电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．电磁波本身就是一种物质传播不需要介质，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，故A错误；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，形成电磁场，电磁场由发生区域向远处传播就是电磁波，故B正确；只有变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围才一定产生电场，故C错误；电磁波是一种波，声波也是一种波，它们具有波的共性，但前者是电磁场在空间的传播，后者是机械振动在介质中的传播，不同，故D错误。所以B正确，ACD错误。
【点睛】
本题关键要明确电磁波的产生机理、传播特点，要了解麦克斯韦的电磁场理论。
7．D
【解析】
光波具有的下列性质中，与声波不同的是，声波只能在介质中传播，而光波不但能在介质中传播，还能在真空中传播；故选D.
8．B
【解析】
试题分析：电磁波的传播速度是光速，所以频率不同，传播的速度相同，B正确，
考点：本题考查学生对电磁波性质的理解情况，
点评：电磁波的速度与光速相同，因为光是一种典型的电磁波，可以根据光的有关特点来推出电磁波的特点．
9．A
【解析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【详解】
用实验证实电磁波存在的科学家是赫兹，故A正确，BCD错误；故选A。
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
10．C
【解析】
电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．电磁波本身就是一种物质．
【详解】
A、B项：麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故A、B正确；
C项：电磁波本身就是物质，能在真空中传播，而机械波依赖于媒质传播，故C错误；
D项：真空中电磁波的波长λ、波速c、频率f之间满足关系式：c=λf，故D正确．
本题选错误的，故应选：C．
【点睛】
知道电磁波的产生、传播特点等是解决该题的关键，同时注意这里的变化必须是非均匀变化．
11．BDE
【解析】
A、由于机械波依据介质传播，如果振源停止振动，在介质中传播的振动不会立即停止，故A错误．B、用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射现象越显著；故B正确．C、太阳光是自然光，穿过偏振片后，光强度减小；可见光是电磁波的一种，电磁波的速度等于光速，医院“B超”中的超声波是声波，不同；故C错误．D、麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场；故D正确．E、根据多普勒效应，可知，当自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，由c=λf，得接收的频率变小，因此说明该星系正在远离我们而去，故E正确．故选BDE．
【点睛】
考查机械波与电磁波的区别，掌握电磁场理论，理解光的偏振的现象，同时理解多普勒效应现象的应用，能用多普勒效应解释星系的运动．
12．BC
【解析】
在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误；
在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确．
从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；
从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．
13．CD
【解析】
根据LC振荡电路的周期公式为，可知周期取决与线圈的自感L和电容器的电容C，故A错误；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。由此可知并非只有按正弦或余弦规律变化的电场才能在空间产生磁场。故B错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，不管闭合回路是否存在，变化的磁场都会在其周围空间产生电场，故C正确；麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在后，德国物理学家赫兹通过实验证实了他的预言。故D正确。
14．ABE
【解析】
A．根据电磁波的特点可知，电磁波为横波，故A正确；
B．梳子带电后摇动梳子，电荷发生移运动形成电流，电流产生磁场从而形成电磁波，故B正确；
C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故C错误；
D．电磁波产生后，可以在任意方向传播，故D错误；
E．电磁波传播速度等光在真空的传播速度，在空气中的传播速度约为，故E正确．