宁阳第四中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：电磁波 单元测评（含解析）

电磁波
1．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
2．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法中正确的是
A．汤姆孙发现质子，揭开了研究原子结构的序幕。
B．卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型
C．麦克斯韦提出了电磁场理论，并实验证明了电磁波的存在
D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在
3．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
4．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是（　　）
A．电场一定产生磁场，磁场一定产生电场
B．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
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．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
5．电磁波是一个很大的家族，从无线电波到γ射线，由于具有不同的波长，因而具有不同的特性。下列关于电磁波的说法中正确的是
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的波长和频率有关
B．雷达和微波炉一样，都是利用微波的特性来进行工作的
C．红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性
D．机场、年站等地进行安全检查时，利用γ射线的穿透能力
6．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
7．某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分.已知线圈自感系数L＝2.5×10—3H，电容器电容C＝，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则
A．LC振荡电路的周期
B．当时，电容器上极板带正电
C．当时，电路中电流方向为顺时针
D．当 时，电场能正转化为磁场能
8．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
9．关于日光灯的发光实质，下列说法中正确的有（　　）
A．由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围空间
B．在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炽热状态而发光
C．日光灯发出的其实就是紫外线
D．日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光
10．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是
A．任何电场都会产生磁场 B．任何磁场都会产生电场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在 D．电磁波是纵波，可以在真空中传播
11．如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电
C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
12．下列电磁波中，衍射能力最强的是（　　）
A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线
13．下列说法正确的是（ ）
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．光需要介质才能传播
14．下列关于电磁波的说法，正确的是
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
15．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
16．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是
A．4G信号、5G信号都是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
17．如图所示，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E＝5 V，内阻r＝1Ω，开始时开关S闭合．则（? ）
A．断开S前，电容器带电荷量为零
B．断开S的瞬间，电容器a板上带正电
C．断开S前，电容器电压为
D．断开S的瞬间，电容器b板上带正电
18．下列说法正确的是(　　)
A．在摆角很小时单摆的周期与振幅无关
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．变化的电场一定能产生变化的磁场
D．两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替出现
19．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无关
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
E.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
20．麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场产生________，变化的电场产生_________，从而预言了__________的存在。
参考答案
1．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；
2．B
【解析】
【详解】
A、汤姆生发现了电子，A错误；
B、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，B正确；
C、麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，C错误；
D、赫兹通过实验实验证明了电磁波的存在，D错误。
3．B
【解析】
【详解】
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。
4．C
【解析】
【分析】
麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，不均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场。
【详解】
AB．稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，故A、B错误；
C．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C正确；
D．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D错误。
【点睛】
本题主要考查了电磁场的产生，解题的关键是掌握麦克斯韦电磁场理论，较为简单。
5．B
【解析】
【详解】
A项：电磁波在真空中的传播速度为光速，与电磁波的波长与频率无关，故A错误；
B项：雷达是通过发射和接收电磁波来传递信息的，微波炉是利用微波的能量来加热食物的，是利用电磁波的能量特性进行工作的，故B正确；
C项：红外线用于遥感技术，是因为波长很长，衍射能力强，不容易被动雾里的小分子散射，穿过云雾的能力比较好，故C错误；
D项：安检时能轻而易举看见箱内物品利用的是x射线，故D错误。
6．B
【解析】
【详解】
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。
7．C
【解析】
【详解】
A项：由公式，故A错误；
B项：当，即电容器先放电再反向充电，所以电容器上极板带负电，故错误；
C、D项：当即，即电容器处于反向充电过程，所以电流方向为顺时针，磁场能正在转化为电场能，故C正确，D错误。
8．B
【解析】
【详解】
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；
9．D
【解析】
【详解】
日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光。故D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．变化的电场会产生磁场，这是麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点之一，故A错误；
B．变化的磁场会产生电场，这是麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点之一，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹实验验证了电磁波的存在，故BC正确；
D．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，形成电磁波，电场与磁场相互垂直，所以电磁波是横波，可以在真空中传播，故D错误．
故选C．
11．A
【解析】
【分析】
闭合S瞬间，电源给电容器充电，根据电势的高低判断出电容器两极板的电性；由于线圈L的直流电阻不计，S闭合电路稳定后，电容器被短路，两端电压为零．当断开S的瞬间，线圈中电流要减小，产生自感电动势，电容器充电，极板的电性变化．
【详解】
A、S闭合瞬间，给电容器充电，且A与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负电，故A正确；
B、S保持闭合，电容器支路断路，但两端的电压与并联的支路电压相同为零，故电容器不带电，故B错误；
C、S断开瞬间，由于线圈产生感应电流，电流的方向与原电流方向相同，故A带负电，B带正电，故C错误；
D、根据ABC可知，D错误；
故选A
【点睛】
本题考查自感线圈的双重作用的理当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源．
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
对题中的几种电磁波波长进行排序，无线电波>红外线>紫外线>射线，波长越长的电磁波衍射能力越强，A正确，BCD错误。
故选A。
13．A
【解析】
试题分析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误．
【学科网考点定位】考查了机械波和电磁波
【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定．
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁波可以在真空中传播，还可以在其它介质中传播，A错；均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不再产生电场，所以B错；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D错．
15．BC
【解析】
【详解】
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．
16．AC
【解析】
【详解】
AD、无论是4G还是5G，都是电磁波，都是横波，且在真空中的传播速度都是3×108m/s，A正确D错误；
B、4G信号和5G信号的频率不同，则相遇时不能产生干涉现象，B错误；
C、4G信号的频率小，波长较大，则4G信号比5G信号更容易发生衍射现象，C正确。
17．AB
【解析】
【详解】
A、断开开关S前，线圈电流稳定，线圈的直流电阻不计，则电容器两端电压为零，所以电容器没有电荷量，故A正确；
BD、当开关断开瞬间，线圈电流减小，由于线圈的自感现象，导致线圈中产生感应电动势，且左端电势高于右端，从而对电容器充电，因此a极带正电，b板带负电，故B正确，D错误；
C、当断开开关S前，线圈电流稳定，且线圈的直流电阻不计，则电容器两端电压为零，所以电容器没有电荷量，故C错误；
故选AB．
18．AD
【解析】
【详解】
A．单摆周期T＝2π与振幅无关，A项正确；
B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振，B项错误；
C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，C项错误；
D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变，D项正确。
故选AD。
19．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；
C．电磁波为横波，它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；故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．故D错误；
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播，故E错误．
【点睛】
本题考查电磁波基本特性的了解程度．电磁波与声波不同，电磁波在真空中的速度最大，在介质中速度较小；同时注意明确电磁波的传播性质，知道电磁波可以在真空中传播．
20．电场 磁场 电磁波
【解析】
【详解】
麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实电磁波存在。