2012年粤教版高中物理选修3-4 3.2电磁场与电磁波练习卷与答案（带解析）.doc

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1、2012年粤教版高中物理选修 3-4 3.2电磁场与电磁波练习卷与答案（带解析） 选择题 关于电磁场和电磁波的正确说法是 A电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场 B电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波 C电磁波传播速度总是 3108m/s D电磁波是一种物质，可以在真空中传播 答案： BD 试题分析：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。 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，逐渐向外传播，形成电

2、磁波故B正确； 电磁波在真空中传播速度是 3108m/s，在不同的介质中传播速度不同，故 C错误； 电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播故 D正确 故答案：选 BD 考点：电磁波的产生 电磁波的传播速度、波长、频率之间的关系 点评：解决本题的关键知道电磁波的产生原理，以及知道电磁波谱所包含：无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 射线对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用， 属于基础题，应该熟练掌握。 关于电磁场理论，下面几种说法中正确的是 A在电场的周围空间一定产生磁场 B任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场 C均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场 D振荡电场在周围空间产生振

3、荡磁场 答案： D 试题分析：正确理解麦克斯韦电磁理论内容：变化着的电场产生磁场，变化着的磁场产生电场 在静电场周围没有磁场产生，故 A错误； 变化的电场周围不一定产生变化的磁场，但若是均匀变化的电场周围产生恒定的磁场故 B错误； 均匀变化的电场只会产生恒定的磁场，故 C错误； 周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场，同理周期性变化的磁场也会产生周期性变化的电场，故 D正确； 故选： D 考点：麦克斯韦电磁理论 点评：麦克斯韦的电磁场理论中变化的分类：均匀变化与非均匀（或周期性）变化 LC 振荡电路中，电容器两端的电压 U随时间 t变化的关系如图所示，由图线可知 A在 时刻电路中的电流最大 B

4、在 时刻电路中磁场能最大 C在 时间内，电容器的电场能不断增加 D在 时间内，电容器的电量不断增大 答案： C 试题分析：电路中由 L与 C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程电量或电压体现电场能，电流体现磁场能 在 t1时刻，电路中的 q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小故 A错； B错误； 在 t2 到 t3 时刻电路中的 q 不断增加，说明电容器在不断充电，电场能不断增加，故 C正确； 在 t3到 t4时刻电压在减小，电量在减小，说明电容器在放电， D错。 故选： C 考点： LC 振荡电路能量的转化 点评：电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有

5、阻碍作用，关键是体会到电场能从电容器的电压或电量表现出来，磁场能从线圈中的电流大 小表现出来。 下列说法中错误的是 A电磁波又叫无线电波 B电磁波的传播不需要任何介质 C电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程 D电磁波在各种介质中传播速率都相等 答案： BC 试题分析：无线电波属于电磁波的一种，故 A错； 电磁波是由电磁场相互激发向远处传播的，所以不需要介质， B对； 电磁波的传播过程中电场能和磁场能也随着传向了远方，所以电磁波传播的是能量， C对； 电磁波的传播速度和频率、介质都有关系，所以在不同介质中电磁波传播速度不同， D错。 故答案：选 BC. 考点：电磁波的产生和传播 点评：电磁波

6、包括： 射线、 X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波。此题属于一道基础题，应该熟练解答。 如图甲所示 LC 振荡电路的电流 i随时间 t变化的图像，规定流过线圈的电流向下为正方向，下列说法正确的是 A在 时间内，图乙电路中线圈的极性为 b正 a负 B在 时间内，图乙电路中线圈的极性为 a正 b负 C在 时间内，图乙电路中线圈的极性为 a正 b负 D在 时间内，图乙电路中线圈的极性为 b正 a负 答案： BC 试题分析： LC 振荡电路的特点： 充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加从能量看：磁场能在向电场能转化 放电过程：电场能在减少，磁场

7、能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少从能量看：电场能在向磁场能转化 充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流 i=0 放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大 0到 t1，电流在增大，电容器正在放电，但电流是正值，说明方向向下，因此 b 负 a正所以 A错 B正确。 在 时间内，电流在减小，电容器正 在充电，但电流是负值，说明方向向下，因此 a正 b负所以 C、 t2 到 t3，电流在减小，电容器正在充电，但电流是负值，说明方向向上，因此 a正 b负， C对， D错 故选 BC 考点： LC 振荡电路 点评：解决本题的关键知道

8、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 如图为某 LC 振荡电路中电容器两板间的电势差 U随时间 t的变化规律，由图可知 A 时刻电路中的磁场能最小 B 时刻电路中的磁场能最小 C从 到 时间内，电流不断减小 D在 到 时间内，电容器正在充电 答案： AD 试题分析：电路中由 L与 C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程电量体现电场能，电流体现磁场能 在 t1时刻，电路中的 q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小故 A正确； B错误；

9、在 t1到 t2时刻电路中的 q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加故 C不正确； 在 t2到 t3时刻电路中的 q不断增加，说明电容器在不断充电，故 D正确； 故选： AD 考点： LC 振荡电 路能量的转化 点评：电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用 以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是 A机械波与电磁波，本质上是一致的 B机械波的波速只与媒质有关，而电磁波在媒质中的波速，不仅与媒质有关，而且与电磁波的频率有关 C机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D它们都可发生干涉，衍射现象 答案： BCD 试题分析：机械波和电磁波的产生机理是不同的；都

10、满足波长、波速和频率的关系，只是波速的决定因素不同；机械波由横波和纵波之分，电磁波是横波；干涉和衍射是波所特有的属性。 机械波是由波源的机械振动以及介质的传播，而电磁波是由电磁场互相激发产生并传播的，所以本质不同， A错； 机械波的波速由介质中质点间作用传播的，所以机械波的传播速度只有媒质决定；电磁波在真空中传播速度相同，进入不同的介质，不同频率的电磁波在同种介质中折射率不同，传播速度不同，所以电磁波的波速与介质和频率都有关系， B对； 机械波传播方向与振动方向相同的是纵波，传播方向与振动方向垂直的是横波；产生电磁波的电磁场都与传播方向垂直，所以所有的电磁波都是横波， C对； 干涉和衍射现象是

11、波所具有的特性，所以机械波和电磁波都会 产生衍射， D 对； 故答案：选 BCD. 考点：机械波的产生与传播 电磁波的产生与传播 点评：机械波和电磁波特性的理解能力，既要抓住共性，更要抓住区别机械波在介质中传播速度大，而电磁波在真空中传播速度最大 关于电磁波传播速度的表达式 v=f，下述结论中正确的是 A波长越大，传播速度就越大 B频率越高，传播速度就越大 C发射能量越大，传播速度就越大 D电磁波的传播速度与传播介质有关 答案： D 试题分析：所有的电磁波在真空和空气中传播速度都是光速，进入介质中由于折射率不同所以传播速度会发生 变化。要想比较不同频率的光的速度，这个公式适用于真空或空气中比较

12、。而对不同介质中要根据折射率进行比较。 考点：电磁波的传播 点评：电磁波和机械波所不同的是波速不只是由介质决定还和频率有关，所以这是学生掌握知识点易忽略的地方。 电磁波和机械波相比较，下列说法正确的有 A电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质 B电磁波在任何物质中传播速度相同，机械波波速大小决定于介质 C电磁波、机械波都不会产生衍射 D电磁波和机械波都不会产生干涉 答案： A 试题分析：电磁波是横波，而机械波有横波，也有纵波只有横波才能发生波的偏振现象当波从空气传入水中时，频率不变，根据波速的变化一确定波长的变化干涉和衍射现象是波的特有现象，一切波都能发生干涉和衍射现象，波长越长，干涉和衍射

13、现象越明显。 电磁波是电磁场相互转化并传播的，所以不需要介质，而机械波的产生是根据介质中质点间的相互作用，所以需要介质， A对； 电磁波在真空中传播速度相同，在其他介质中由于折射率不同所以传播速度不同，所以 B错； 干涉衍射是波所特有的现象，不论是电磁波还是机械波只要满足条件都可以发生，所以 CD错。 故答案：选 A 考点：电磁波与机械波的区别与联系 点评：对机械波和电磁波特性的理解，既要抓住共性，更要抓住区别机械波在介质中传播速度大，而电磁波在真空中传播速度最大 为使发射的电磁波的波长增为原来的两倍，可以将振荡电路的电容 A变为原来的两倍 B变为原来的一半 C变为原来的 4倍 D变为原来的

14、1/4 答案： C 试题分析：发射的电磁波波速不变，根据 ，要想使波长增加为原来的两倍，则频率变为原来的二分之一，那么电磁振荡电路的固有周期变为原来的二倍。 根据振荡电路固有周期的公式： ，所以电容变为原来的 4倍。 故答案：选 C. 考点 :电磁波的产生与发射 点评：解题关键知道电磁波的发射是由电磁振荡电路发出的，熟记波长频率和波速的关系。 当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将 A减小 B增大 C不变 D以上都不对 答案： C 试题分析：同种介质中各种频率的电磁波速度不相等，而在真空中和空气中各种频率的电磁波传播速度相同，根据 c=f知， f越低， 越长由 c=f知：电磁波频率越高，波长

15、越小 故答案：选 C 考点：电磁波的传播 点评：电磁波会由于产生机理不同具有不同的频率，所以的电磁波在没有介质的情况下传播速度是相同的即电磁波在真空中的传播速度是 3108 m/s；属于基础题，应熟练掌握。 某电磁波从真空中进入介质后，发生变化的物理量有 A波长和频率 B波长和波速 C频率和波速 D频率和能量 答案： B 试题分析：电磁波从真空进入介质，频率不变，波速变化，根据 = 判断波长的变化根据 E=h判断能量的变化 频率由波本身性质决定，与介质无关，所以电磁波从真空中进入介质后，频率不变，波速减小， 根据 = 知波长变 短根据 E=h知，能量不变故 B正确， A、 C、 D错误 故选

16、B 考点：电磁波的传播 波长、波速和频率的关系 点评：本题关键抓住电磁波特性：电磁波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速改变 建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是 A法拉第 B奥斯特 C赫兹 D麦克斯韦 答案： D 试题分析：法拉第发现了法拉第电磁感应定律，奥斯特发现了电流的磁效应，麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验验证了电磁波的存在 法拉第发现了法拉第电磁感应定律，故 A错误 奥斯特发现了电流的磁效应，故 B错误 赫兹用实验验证了电磁波的存在，故 C错误 麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在，故 D正确 故 D正确 考点：物理学史

17、点评：电磁这部分涉及到的物理人物很多，所以要多看课本，强化记忆，从人物发现规律的历史背景去记忆会容易些，这是高考必考的知识点。 下面说法正确的是 A恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 B稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定磁场 D均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播 的电磁波 答案： AC 试题分析：恒定电流在周围空间产生的磁场是稳定不变的静止的电荷能够在周围空间产生稳定的电场，不能产生磁场变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波 稳定的电流周围形成稳定的磁场，所以 A对； 均匀变化的电场周围有稳定的磁场， B错； C对； 均匀变化

18、的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不能产生电场，所以不能互相激发，故 D错。 所以答案：选 AC. 考点：电磁波的产生原理 点评：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，所谓的稳定的电场相当于静止的电荷产生的静电场，而 均匀变化的电场相当于稳恒电流，也就是定向移动的电荷，根据进一步对麦克斯韦电磁理论的理解进行。 填空题 如图中一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁场均匀增大时，离子动能将 _；周期将 _。 答案：不变，变小 试题分析：根据麦克斯韦电磁理论，当磁场均匀增大时，在其周围空间将激发稳定的感应电场，由楞次定律可知感应电场的方向与正离子的运动方向

19、相同，所以电场力对离子做正功，其动能将增加，周期将变小 . 考点：电磁场对带电粒子的作用 点评：电场可以对带电粒子做正功，也可以做负功，磁场对带电粒子的作用力始终垂直于粒子的运动速度，所以对带电粒子一定不做功。 一个 LC 电路产生的电磁波的频率为 106Hz，则它在真空中的波长为 _m，若使这个 LC 电路中的 L不变而产生电磁波的波长变为 900m，则应将电路中的电容 C变为原来的 _倍 . 答案：， 9 试题分析：利用电磁波在真空中的传播速度一定，结合波速、波长、频率三者之间的关系即可求出电磁波在真空中的波长 已知电磁波在真空中的传播速度为 ， 根据电磁波的速度及波速、频率、波长的关系由

20、 v=f得： = =300m想使波长变为 900m，变为原来的 3倍， 所以频率要变为原来的 1/3， 根据 LC 振荡电路周期公式： f= 电容要变为原来的 9倍。 考点：电磁波的产生和传播 波长、波速和频率之间的关系 点评：电磁波是由电磁振荡电路产生的，所以电磁波的频率等于振荡电路的频率。另外要熟记波长、波速和频率的关系。 有一振荡电路，线圈的自感系数 L=8H，电容器的电容 C=20pF，此电路能在真空中产生电磁波的波长是 _m。 答案： .36 试题分析：利用电磁波在真空中的传播速度一定，结合波速、波长、频率三者之间的关系即可求出电磁波在真空中的波长 由 和 f= 得 =23.1431

21、08 =75.36 m 考点：波长、波速和频率之间的关系 点评：电磁波是由电磁振荡电路产生的，所以电磁波的频率等于振荡电路的频率。另外要熟记波长、波速和频率的关系 一振荡电路的电容 C，电感 L分别是另一 LC 电路的 3倍和 4/3倍，它们的频率之比为 _；它们的电磁波在真空中的波长之比为 _。 答案： 2， 2： 1 试题分析：根据 LC 振荡电路周期公 式： 电容之比为 3:1，电感之比为 4:3. 所以周期之比为 2： 1 又因为 ,所以频率之比为 1:2； 根据光在真空中的传播速度为 再利用 = ，所以波长之比为 2:1. 考点：电磁波的产生和传播 波长、波速和频率之间的关系 点评：

22、电磁波是由电磁振荡电路产生的，所以电磁波的频率等于振荡电路的频率。另外要熟记波长、波速和频率的关系。 一振荡电路发射电磁波频率为 3107Hz，该电磁波的最大波长为 _m。 答案： 试题分析：利用电磁波在真空中的传播速度一定，结合波速、波长、频率三者之间的关系即可求出电磁波在 真空中的波长 已知电磁波在真空中的传播速度为 ， 根据电磁波的速度及波速、频率、波长的关系由 v=f得： = =10m 考点：波长、波速和频率的关系 点评：电磁波的传播速度在同一种介质是相同的，波长长的频率小，反过来，频率大的波长短总之，在同种介质中，波长与频率的乘积是不变的 计算题 一个 LC 振荡电路，电感 L变化的

23、范围是 0.1 4.0mH，电容 C的变化范围是 4 90PF，求此振荡电路的频率范围和产生的电磁波的波长范围。 答案： .65105 1.96106Hz， 37.7-1130m 试题分析：由 和 得 =37.7 m m=113 0m 所以发射电磁波的频率范围为： 2.65105 1.96106Hz 波长范围为 37.7 m113 考点：电磁波的产生和传播 波长、波速和频率之间的关系 点评：电磁波是由电磁振荡电路产生的，所以电磁波的频率等于振荡电路的频率。另外要熟记波长、波速和频率的关系 一台收音机在中波段接收的波长范围为 545.5 187.5m (1)求此波长范围所对应的频率范围； (2)

24、设该收音机接收回路由 LC 振荡电路组成，其中可变电容器最大电 容为360pF，求线圈电感 L值 答案： (1)550kHz 1600kHz;(2)2.3 H 试题分析：（ 1）根据公式 c=f计算，用此公式分别算出这两个波长对应的频率，从而就知道了它接收的频率范围 由 得： f= 波长为 545.5m的频率： f1= = 550KHz， 波长为 187.5m的频率： f2= = =1600136Hz1600KHZ 它接收的频率范围是 550kHz 1600kHz （ 2）由 f= 得， = =2.3 H 考点：波长、波速和频率之间的关系 点评：振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈 L及电容器

25、 C成反比 若你用通过同步卫星转发的无线电话与对方通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话 (已知地球质量 M 6.01024kg，地球半径 R 6.4106m，万有引力恒量 G 6.6710-11N m3/kg2)？ 答案： .48s 试题分析：同步卫星的周期 T 360024 8.64104s， 设卫星离地高 h，由牛顿第二定律得 m(R h)( )2 h -R 代入数字得 h 3.59107m 要求的最短时间指发话人和听话人均在同步卫星的正下方，此时最短矩离 s2h，所以最短时间 t 2 s 0.48s 考点：万有引力定律的应用 电磁波的传播 点评：此题为一联系实际的综合题，可以说是一个考查学生素质能力的好题 .