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物理选择性必修 第二册2 电磁波一课一练
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这是一份物理选择性必修 第二册2 电磁波一课一练，共5页。试卷主要包含了关于电磁理论，下列描述正确的是，电磁波与机械波具有的共同性质是，下列关于电磁波的说法，正确的是，电磁波在传播时，不变的物理量是，关于电磁波，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
A．法拉第 B．奥斯特
C．赫兹 D．麦克斯韦
2．关于电磁理论，下列描述正确的是( )
A．电磁场不是一种物质
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
3．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
B．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场
4．电磁波与机械波具有的共同性质是( )
A．都是横波B．都能传输能量
C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速
5．如图所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应( )
A．逐渐增强B．逐渐减弱
C．不变D．无法确定
6．下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
7．电磁波在传播时，不变的物理量是( )
A．振幅B．频率
C．波速D．波长
8．(多选)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、磁感应强度均垂直
D．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
9．如图所示的四种变化电场，能发射电磁波的是( )
10．(多选)甲、乙两种磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列说法正确的是( )
A．磁场甲能够产生电场
B．磁场甲能够产生电磁波
C．磁场乙的磁感应强度最大时产生的电场最强
D．磁场乙的磁感应强度为零时产生的电场最强
11．(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是( )
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增加
C．沿BA方向磁场在迅速增加
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
12.(多选)如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针(俯视)方向做匀速圆周运动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球所带的电荷量不变，那么( )
A．小球对玻璃圆环的压力不断增大
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动
D．磁场力对小球一直不做功
13．关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列说法正确的是 ( )
A．波长越长，传播速度越快
B．频率越高，传播速度越快
C．发射能量越大，传播速度越快
D．电磁波的传播速度与传播介质有关
14．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
15.雷达是一种无线电探测装置，除了军用方面外，人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道．雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的，当雷达向目标发射无线电波时，在指示器荧光屏上出现一个尖形波；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．如图所示，该图只记录了时间，每一小格表示1.0×10－4s，那么根据此图，雷达与被测目标的距离约为多少？
16．有一LC振荡电路，电感为30μH，电容可调范围为1.2～270pF.求：
(1)电路产生电磁波的频率范围；
(2)最大波长与最小波长的比值．
课时素养评价14 电磁波
1．解析：法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流磁效应，赫兹捕捉到了电磁波，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．
答案：D
2．解析：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，电磁场是一种客观存在的物质，A错误，D正确；静止的电荷周围不能激发磁场，B错误；稳定的磁场不能产生电场，C错误．
答案：D
3．解析：麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场．对此理论全面正确的理解为：恒定的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故正确答案为D.
答案：D
4．解析：电磁波是横波，但机械波既有横波也有纵波；电磁波可以在真空中传播，机械波的传播需要介质，不能在真空中传播；电磁波在真空中速度是恒定的，在不同介质中速度不同，机械波的波速受介质的影响，在不同介质中波速一般是不同的；电磁波与机械波都能传输能量；显然只有选项B正确．
答案：B
5．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，即场强E不变，故选C.
答案：C
6．解析：只有变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电场和磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生恒定的磁场，但是恒定的磁场不能产生电场，不能产生电磁波，B错误；做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；赫兹证实了电磁波的存在，D错误．
答案：C
7．解析：离波源越远，振幅越小，电磁波在不同介质中的波速不一样，波长也不一样．频率是由发射电磁波的波源决定的，与介质无关，B正确．
答案：B
8．解析：电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，A正确；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发，形成电磁波，B正确；电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，C正确；当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，D错误．
答案：ABC
9．解析：图A是稳定的电场，不能产生磁场；图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定的磁场，也不能形成电磁波；图D是周期性变化的电场，会产生同频率周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波，D正确，A、B、C错误．
答案：D
10．解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场甲能产生稳定的电场，不能产生电磁波，A正确，B错误；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，磁场乙的磁感应强度最大时，产生的电场最弱，磁场乙的磁感应强度为零时，产生的电场最强，C错误，D正确．
答案：AD
11．解析：根据电磁感应，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断．根据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中自由电荷受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C正确．
答案：AC
12．解析：因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向．在静电力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力f＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力．考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力f不一定始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，C、D正确．
答案：CD
13．解析：在真空中传播时，各类电磁波的传播速度相同．在介质中传播时，传播速度与介质和频率有关，D正确．
答案：D
14．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B正确，A、C、D错误．
答案：B
15．解析：设雷达与被测目标的距离为s，来回的时间为t，则有2s＝c·t，
故s＝eq \f(ct,2)＝eq \f(3.0×108×8.0×10－4,2)m＝1.2×105m.
答案：1.2×105m
16．解析：(1)因为f＝eq \f(1,2π\r(LC))，所以fmax＝eq \f(1,2π\r(LCmin))＝eq \f(1,\r(30×10－6×1.2×10－12))×eq \f(1,2π)Hz＝eq \f(1,12π)×109Hz.
fmin＝eq \f(1,2π\r(LCmax))＝eq \f(1,\r(30×10－6×270×10－12))×eq \f(1,2π)Hz＝eq \f(1,18π)×108Hz.
因此该电路产生的电磁波的频率范围是：eq \f(1,18π)×108～eq \f(1,12π)×109Hz.
(2)由电磁波传播速度的表达式可得，λ＝eq \f(c,f)＝c·2πeq \r(LC)，
所以eq \f(λmax,λmin)＝eq \r(\f(Cmax,Cmin))＝15.
答案：(1)eq \f(1,18π)×108～eq \f(1,12π)×109Hz (2)15
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练
A．法拉第 B．奥斯特
C．赫兹 D．麦克斯韦
2．关于电磁理论，下列描述正确的是( )
A．电磁场不是一种物质
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
3．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
B．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场
4．电磁波与机械波具有的共同性质是( )
A．都是横波B．都能传输能量
C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速
5．如图所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应( )
A．逐渐增强B．逐渐减弱
C．不变D．无法确定
6．下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
7．电磁波在传播时，不变的物理量是( )
A．振幅B．频率
C．波速D．波长
8．(多选)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、磁感应强度均垂直
D．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
9．如图所示的四种变化电场，能发射电磁波的是( )
10．(多选)甲、乙两种磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列说法正确的是( )
A．磁场甲能够产生电场
B．磁场甲能够产生电磁波
C．磁场乙的磁感应强度最大时产生的电场最强
D．磁场乙的磁感应强度为零时产生的电场最强
11．(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是( )
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增加
C．沿BA方向磁场在迅速增加
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
12.(多选)如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针(俯视)方向做匀速圆周运动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球所带的电荷量不变，那么( )
A．小球对玻璃圆环的压力不断增大
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动
D．磁场力对小球一直不做功
13．关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列说法正确的是 ( )
A．波长越长，传播速度越快
B．频率越高，传播速度越快
C．发射能量越大，传播速度越快
D．电磁波的传播速度与传播介质有关
14．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
15.雷达是一种无线电探测装置，除了军用方面外，人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道．雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的，当雷达向目标发射无线电波时，在指示器荧光屏上出现一个尖形波；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．如图所示，该图只记录了时间，每一小格表示1.0×10－4s，那么根据此图，雷达与被测目标的距离约为多少？
16．有一LC振荡电路，电感为30μH，电容可调范围为1.2～270pF.求：
(1)电路产生电磁波的频率范围；
(2)最大波长与最小波长的比值．
课时素养评价14 电磁波
1．解析：法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流磁效应，赫兹捕捉到了电磁波，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．
答案：D
2．解析：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，电磁场是一种客观存在的物质，A错误，D正确；静止的电荷周围不能激发磁场，B错误；稳定的磁场不能产生电场，C错误．
答案：D
3．解析：麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场．对此理论全面正确的理解为：恒定的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故正确答案为D.
答案：D
4．解析：电磁波是横波，但机械波既有横波也有纵波；电磁波可以在真空中传播，机械波的传播需要介质，不能在真空中传播；电磁波在真空中速度是恒定的，在不同介质中速度不同，机械波的波速受介质的影响，在不同介质中波速一般是不同的；电磁波与机械波都能传输能量；显然只有选项B正确．
答案：B
5．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，即场强E不变，故选C.
答案：C
6．解析：只有变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电场和磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生恒定的磁场，但是恒定的磁场不能产生电场，不能产生电磁波，B错误；做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；赫兹证实了电磁波的存在，D错误．
答案：C
7．解析：离波源越远，振幅越小，电磁波在不同介质中的波速不一样，波长也不一样．频率是由发射电磁波的波源决定的，与介质无关，B正确．
答案：B
8．解析：电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，A正确；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发，形成电磁波，B正确；电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，C正确；当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，D错误．
答案：ABC
9．解析：图A是稳定的电场，不能产生磁场；图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定的磁场，也不能形成电磁波；图D是周期性变化的电场，会产生同频率周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波，D正确，A、B、C错误．
答案：D
10．解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场甲能产生稳定的电场，不能产生电磁波，A正确，B错误；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，磁场乙的磁感应强度最大时，产生的电场最弱，磁场乙的磁感应强度为零时，产生的电场最强，C错误，D正确．
答案：AD
11．解析：根据电磁感应，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断．根据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中自由电荷受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C正确．
答案：AC
12．解析：因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向．在静电力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力f＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力．考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力f不一定始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，C、D正确．
答案：CD
13．解析：在真空中传播时，各类电磁波的传播速度相同．在介质中传播时，传播速度与介质和频率有关，D正确．
答案：D
14．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B正确，A、C、D错误．
答案：B
15．解析：设雷达与被测目标的距离为s，来回的时间为t，则有2s＝c·t，
故s＝eq \f(ct,2)＝eq \f(3.0×108×8.0×10－4,2)m＝1.2×105m.
答案：1.2×105m
16．解析：(1)因为f＝eq \f(1,2π\r(LC))，所以fmax＝eq \f(1,2π\r(LCmin))＝eq \f(1,\r(30×10－6×1.2×10－12))×eq \f(1,2π)Hz＝eq \f(1,12π)×109Hz.
fmin＝eq \f(1,2π\r(LCmax))＝eq \f(1,\r(30×10－6×270×10－12))×eq \f(1,2π)Hz＝eq \f(1,18π)×108Hz.
因此该电路产生的电磁波的频率范围是：eq \f(1,18π)×108～eq \f(1,12π)×109Hz.
(2)由电磁波传播速度的表达式可得，λ＝eq \f(c,f)＝c·2πeq \r(LC)，
所以eq \f(λmax,λmin)＝eq \r(\f(Cmax,Cmin))＝15.
答案：(1)eq \f(1,18π)×108～eq \f(1,12π)×109Hz (2)15
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练
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