人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁场与电磁波课时练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁场与电磁波课时练习，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题，麦克斯韦电磁场理论等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场,振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场
B.任何电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场
C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场
D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分割的统一体,即电磁场
2.空间磁感应强度B随时间t的变化图像如图所示,在它周围空间产生的电场中的某一点的电场强度E应( )
A.逐渐增强B.逐渐减弱
C.不变D.无法确定
3.2022年3月23日,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了“天宫课堂”第二课。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波传播需要介质
B.交替变化的电磁场传播出去形成电磁波
C.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
D.不同频率的电磁波在真空中传播的速度是不同的
4.电磁波由真空进入介质中时,其波速变为原来的一半,则波长变为原来的( )
A.一半B.两倍
C.不变D.无法判断
5.在真空中传播的电磁波,当它的频率增大时,它的传播速度及其波长的变化情况是( )
A.速度不变,波长减小B.速度不变,波长增大
C.速度减小,波长变大D.速度增大,波长不变
6.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
7.手机A的号码是133××××0002,手机B的号码是133××××0008。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”。若将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A( )
A.发出响声,并显示手机B的号码“133××××0008”
B.不发出响声,但显示手机B的号码“133××××0008”
C.不发出响声,但显示手机A的号码“133××××0002”
D.既不发出响声,也不显示号码
8.某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是( )
二、多选题
9.关于电磁波和机械波的说法正确的是( )
A.电磁波和机械波的传播都需要借助于介质
B.电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关
C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
D.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场
10.以下关于电磁波的说法正确的是( )
A.只要电场或磁场发生变化,就能产生电磁波
B.电磁波传播需要介质
C.赫兹用实验证实了电磁波的存在
D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随有能量向外传递的
11.我国500米口径球面射电望远镜(FAST)如图所示,它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波,探索宇宙,截至2022年7月,FAST已经发现的脉冲星超过660颗,我国也因此成为世界上发现脉冲星数量最多的国家。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.频率越高的电磁波,波长越短
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦的电磁场理论
D.均匀变化的电场激发变化的磁场,空间将产生电磁波
三、非选择题
12.麦克斯韦理论
(1)变化的磁场产生电场
①实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生___________。
②麦克斯韦的见解：电路里感应电流的产生，一定是变化的___________产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。
③实质：变化的___________产生了电场。
(2)变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生___________。
13.材料六、麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断，当磁场增强时，电场方向应如图 (a) 所示。
a.若某阶段LC振荡电路中的电流如图 (b) 所示。
(1) 该阶段电路中( )
A. 电容器正在放电
B. 电流正在逐渐减小
C. 磁场能转化为电场能
D. 板间的电场强度在减小
(2) 麦克斯韦指出，电场强度变化得越快，产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度( )
A. 减小
B. 不变
C. 增大
b.图为某磁悬浮列车利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身底部固定N匝矩形导线框abcd，ab边长为L1，bc边长为L2，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁场MNPQ，NP也为L2，MN与ab平行。若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为v0，cd边刚离开磁场时列车恰好停止运动。已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。
(1) 线框abcd进入磁场时的电流方向为 (用字母表示)
(2) 线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小a。
14.电磁波
a．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成______。
b．电磁波的特点
（1）电磁波在空间传播不需要_____。
（2）电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度_________，而且二者均与波的传播方向________。
（3）电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和_____等现象。
c．电磁波具有能量
电磁场的转换就是_____能量与________能量的转换，电磁波的发射过程是______能量的过程，传播过程是能量传播的过程。
d．对麦克斯韦电磁场理论的理解
（1）变化的磁场产生电场
①均匀变化的磁场产生_______电场。
②非均匀变化的磁场产生_______电场。
③周期性变化的磁场产生______周期性变化的电场。
（2）变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生________磁场。
②非均匀变化的电场产生____________磁场。
③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场
标准答案
一、单选题
1.答案:C
2.答案:C
解析:由题图可知,磁场均匀增强,根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场产生恒定的电场,即电场强度E不变,选项C正确。
3.答案:B
解析:电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,选项A错误。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,从而形成电磁波,所以电磁波是交替变化的电磁场传播形成的,选项B正确。麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,选项C错误。不同频率的电磁波在真空中均以光速传播,选项D错误。
4.答案:A
解析:电磁波在不同介质中传播时,频率不变。由v=λf知v减半,则λ减半。
5.答案:A
解析:电磁波在真空中的传播速度始终为3×108 m/s,与频率无关;由c=λf,波速不变,频率增大,波长减小,故选项A正确,B、C、D错误。
6.答案:B
解析:电磁波具有波的共性,可以发生衍射现象,故选项B正确;电磁波是横波,能发生偏振现象,故选项C错误;电磁波能携带信息传播,且传播不依赖介质,在真空中也可以传播,故选项A、D错误。
7.答案:B
解析:声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播;光波、手机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播。故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故选项B正确,A、C、D错误。
8.答案:D
解析:选项A中电场不随时间变化,不会产生磁场。选项B和C中电场都随时间做均匀的变化,只能在周围产生稳定的磁场,不会产生和发射电磁波。选项D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场,而磁场的变化也是不均匀的,又能产生变化的电场,从而交织成一个不可分割的统一体,即形成电磁场,发射电磁波。
二、多选题
9.答案:CD
解析:机械波的传播需要借助于介质,但电磁波的传播不需要借助介质,选项A错误。电磁波和机械波的传播速度都与介质有关,选项B错误。电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象,选项C正确。根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,选项D正确。
10.答案:CD
解析:如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是稳定的,就不能再产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波,选项A错误。电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,选项B错误。赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项C正确。电磁波具有能量,它的传播是伴随能量传递的,选项D正确。
11.答案:AC
解析:根据公式c=λf可知,频率越高的电磁波,波长越短,选项A正确。电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,选项B错误。赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦的电磁场理论,选项C正确。均匀变化的电场激发稳定的磁场,空间不会产生电磁波,选项D错误。
三、非选择题
12. 答案:
(1) 变化的磁场产生电场
① 感应电流 ② 磁场 ③ 磁场
(2) 变化的电场产生磁场
磁场
13. a. (1)答案:B
解析:由图(b)电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电，电流流向正极板，说明电容器正在充电，A错误；充电过程中，电流逐渐减小，B正确；LC振荡电路充电时，电场能增加，磁场能转化为电场能，C错误；充电过程中，极板电荷量增加，板间电场强度增大，D错误。
(2)答案:C
解析:麦克斯韦电磁场理论指出，电场变化越快，产生的磁场磁感应强度越大，故选C。
b. (1)答案:线框abcd进入磁场时的电流方向：a→d→c→b→a（或adcba）
解析:根据右手定则，线框ab边切割竖直向上的磁场，运动方向向右，感应电流方向为a→b，整体电流方向为a→d→c→b→a。
(2)答案:线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小a：
解:线框ab边切割磁感线产生的感应电动势：E=BL1v0
感应电流：I=ER=BL1v0R
ab边受到的安培力：F=BIL1=B2L12v0R（方向与运动方向相反，为阻力）
列车受到的总阻力：f总=f+F=f+B2L12v0R
根据牛顿第二定律 f总=ma，得：
a=fR+B2L12v0mR
14.答案: a.电磁波
b. (1)介质
(2)相互垂直；垂直
(3)衍射
(4)电磁；机械；能量传递
c. (1) 变化的磁场产生电场
① 恒定 ② 变化 ③ 同频率
(2) ① 恒定 ② 变化 ③ 同频率