上海市金山中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-4：电磁场与电磁波 单元测试题（含解析）

电磁场与电磁波
1．关于机械波和电磁波的说法，正确的是
A．机械波和电磁波都需要通过介质传播
B．机械波和电磁波在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．电磁波和机械波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
D．机械波的传播速度只取决于介质，电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
2．下列关于电磁波的说法正确的是
A．电磁波不具有能量
B．Χ射线和γ射线都不是电磁波
C．电磁波在真空中的传播速度等于光速
D．不同频率的电磁波在真空中的波长都相等
3．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是
A．若A板带正电，则电流i在增大
B．若电容器在放电，则电流i在减小
C．若电流i减小，则线圈两端电压减小
D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小
4．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场一定能产生磁场
B．变化的磁场一定能产生变化的电场
C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场
D．恒定的磁场一定能产生恒定的电场
5．下列说法正确的是( )
A．各种电磁波中,最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
B．红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用
C．射线的穿透本领比射线更强
D．在电磁波中, 射线与射线有很大一部分重叠区域,因此两者产生机理应该是一样的
6．关于电磁波，以下说法正确的是
A．电磁波是由变化的电场和磁场组成的纵波
B．要有效地发射电磁波，振荡电路必須有足够大的振荡周期
C．调制可以使电磁波随各种信号而改变，而调谐和解调是电磁波接收中两个非常必要的环节
D．如果把电磁波按照频率从高到低排序，依次为: 射线、x射线、紫外线、红外线、可见光、无线电波
7．关于电磁场理论，下列描述正确的是( )
A．变化的电场能够在周围空间产生变化的磁场
B．静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场
C．稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场
D．变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波
8．关于电磁波的以下说法正确的是（ ）
A．只要有电场或磁场就一定能产生电磁波
B．电磁波是运动中的电磁场，是一种物质
C．电磁波是横波，不能发生偏振现象
D．红外线、可见光、紫外线都属于电磁波
9．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．不能在真空中传播
C．在空气中的传播速度约为3×108 m/ s
D．只能沿着梳子摇动的方向传播
10．下列关于电磁波的说法正确的是
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B．变化的电场能够在空间产生变化的磁场
C．紫外线的波长比红外线的波长短
D．电磁波在真空和介质中的传播速度相同
11．关于电磁波的发现和对电磁波的理解，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波是一种假想的物质
B．电磁波是客观存在的物质
C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D．赫兹用实验证实了电磁波的存在
12．19世纪科学家对电与磁的研究使人类文明前进了一大步，法拉第就是这一时期的一位代表人物．下列关于法拉第研究成就的说法正确的是(　　)
A．首先发现了电流周围存在磁场，揭开了电与磁联系研究的序幕
B．揭示了电磁感应现象的条件和本质，开辟了人类获取电能的新方向
C．明确了制造发电机的科学依据，使电能在生产生活中大规模应用成为可能
D．找到了判断通电电流周围磁场方向的方法，为建立统一的电磁场理论奠定了基础
13．不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分___________.我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了_______________.
14．我们用一些常见的家用电器,如电视机、遥控器、收音机、无绳电话、手机、微波炉、电动剃须刀、验钞器等,做许多关于电磁波的小实验。可以显示出电磁的_________、____________、__________、___________、_______________等现象。
15．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_____________
16．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为，则它的频率为是多少？已知光从真空中进入水中频率不变，但波长变短，若这种可见光进入水的波长变为，那么此光在水中的传播速度将变为多少？
17．数字信号与模拟信号相比，有什么优点？
18．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？
参考答案
1．C
【解析】
A．机械波的传播需要介质，不可以在真空中传播，电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播．故A错误；
B．它们在本质上是不同的，机械波不能在真空中传播，而电磁波自身就是一种物质，能在真空中传播，故B错误；
C．机械波和电磁波它们属于波，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，故C正确；
D．机械波的传播速度只取决于介质，和频率无关；电磁波的传播速度不仅取决于介质，还和频率有关，故D错误．
故选C．
2．C
【解析】
电磁波既能传递信息，也能传递能量，A错误；Χ射线和γ射线都是电磁波，B错误；电磁波在真空中的传播速度等于光速，C正确；电磁波在真空中传播的速度相等，根据可知不同频率的电磁波的波长不相等，D错误．
3．D
【解析】
ABC．通过图示电流方向，知电容器在充电，则电容器上极板A带正电，下极B板带负电，振荡电流正在减小，电容器上的电荷量正在增加，由U=Q/C知AB两板间的电压在增加，线圈两端电压增加．故ABC错误．
D．根据可知，若只减小电容C，则振荡电流周期变小，选项D正确；
故选D．
点睛：解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
4．A
【解析】
ACD．根据电磁波理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而恒定不变的磁场不会产生电场，恒定不变的电场也不会产生磁场，故A正确，CD错误；
B．变化的磁场不一定能产生变化的电场，因为如果磁场是均匀增加的，则产生的电场是恒定的，而非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，故B错误。
故选A。
5．B
【解析】
在电磁波谱最容易发生衍射的是无线电波，故A错误；红外线最显著的作用是热作用，紫外线有显著的荧光效应，故B正确；x射线波长比射线长，射程略近，穿透力不及射线，故C错误；在电磁波谱中，X射线与射线有很大一部分重叠区域，但二者产生机理不同，前者是原子的内层电子受到激发，而后者是原子核受到激发，故D错误；故选B．
【点睛】明确电磁波谱的分布规律，知道波长越长，衍射现象越明显；射线的穿透能力比X射线的穿透能力强．同时明确各种谱线的产生机理．
6．C
【解析】
电磁波是由变化的磁场和电场组成的横波；故A错误；要有效地发射电磁波，振荡电路必须有足够大的振荡频率，故有较小的周期；故B错误；调制可以使电磁波随各种信号而改变，而调谐和解调是电磁波接收中两个非常必要的环节；故C正确；如果把电磁波按照频率从高到低排序，依次为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；故D错误；故选C．
7．D
【解析】
根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的电场，产生稳定的磁场，非均匀变化的电场，产生变化的磁场，变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波，而静止的电荷周围的电场是稳定的，故不产生磁场，故AB错误，D正确；稳定的磁场周围没有电场产生，故C错误．
故选D。
8．BD
【解析】
A．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稳定电场，不能产生电磁波，故A错误；
B．电磁波是运动中的电磁场，是一种物质，故B正确；
C．偏振是横波特有的现象，电磁波是横波，故C错误；
D．红外线、可见光、紫外线都属于电磁波，故D正确；
故选BD．
9．AC
【解析】
A、电磁波是横波，故A正确；
B、电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C、电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故C正确；
D、电磁波其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，故D错误；
故选AC．
10．AC
【解析】
A. 均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A正确；
B. 均匀变化的电场产生恒定的磁场，B错误；
C. 紫外线的频率比红外线的频率高，波长比红外线的波长短，C正确；
D. 电磁波在介质中的传播速度等于光在真空中的传播速度与介质的折射率之比，D错误．
故选AC．
11．BD
【解析】
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，由近向远传播，形成电磁波，即电磁波是客观存在的物质，麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹证明了电磁波的存在，故选项BD正确，选项AC错误．
点睛：本题考查了电磁波的相关知识，注意在平时学习过程中加强积累．
12．BC
【解析】
A．奥斯特的实验表明，电流周围存在磁场，但还没有意识到电跟磁之间的紧密联系，故A错误；
B．法拉第通过艰苦研究，最终找到了如何让磁生电，故B正确；
C．通过法拉第的磁生电的研究，制造出发电机，使电能在生活中大规模应用，故C正确；
D．建立统一的电磁场理论是麦克斯韦的贡献，故D错误．
故选BC．
13．若干波段 电磁波谱
【解析】
[1][2]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分若干波段，我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了电磁波谱。
14．发射 接收 干扰 屏蔽 反射
【解析】
[1][2][3][4][5]我们用一些常见的家用电器,如电视机、遥控器、收音机、无绳电话、手机、微波炉、电动剃须刀、验钞器等,做许多关于电磁波的小实验。可以显示出电磁的发射、接收、干扰、屏蔽、反射等现象。
15．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。
16．；；
【解析】
根据波长、波速和频率的关系可知，所以
频率不变，波长变成；则波速：
；
【点睛】
本题要求记住真空中电磁波速等于光速．还要知道公式c=λf，同时明确光进入不同介质时频率不变，速度及波长发生变化．
17．早期的电磁信号都是模拟信号，收音机、手机、电视的信号均如此，效果也比较好但数字信号抗干扰能力强，容易加密，便于计算机处理，现在传输的信号逐步采用数字信号今后的模拟电视广播也将被数字电视广播所取代
【解析】
早期的电磁信号都是模拟信号，收音机、手机、电视的信号均如此，效果也比较好但数字信号抗干扰能力强，容易加密，便于计算机处理，现在传输的信号逐步采用数字信号今后的模拟电视广播也将被数字电视广播所取代．
【点睛】
明确数字信号和模拟信号的区别，从而明确数字信号的优点．数字信号在慢慢取代早期的模拟信号，要注意体会数字信号的优点．
18．（1）600m （2）0.02s （3）0.02s
【解析】
根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf 可得 可求出波长，由可求出从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处．)其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，由公式知时间不发生变化．
【详解】
（1）根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf 和电磁波在真空中的传播速度 c=3×108m/s，所以
（2）从电台发出的信号到达收音机处经过
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，但由于光速不变，则第(2)问中的时间不发生变化．