高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊(cè)2 電磁場(chǎng)與電磁波優(yōu)秀課堂檢測(cè)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

基礎(chǔ)篇
一、單選題
1.有“中國(guó)天眼”美譽(yù)的FAST是目前世界最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，它是一種用于接收和研究天體發(fā)射的電磁波的特殊裝置.下列有關(guān)電磁波的說(shuō)法，正確的是（）
A．恒定電場(chǎng)可以在其周圍產(chǎn)生電磁波
B．麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
C．電磁波的傳播不需要介質(zhì)
D．電磁波具有能量，但沒(méi)有質(zhì)量
【答案】C
【解析】A．由電磁場(chǎng)理論可知，周期性變化的電場(chǎng)在空間引起周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起變化的電場(chǎng)，于是變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，產(chǎn)生電磁波，因此恒定電場(chǎng)不可以在其周圍產(chǎn)生電磁波，A錯(cuò)誤；
B．麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論，赫茲用電火花實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，B錯(cuò)誤；
C．由電磁波可以脫離電荷獨(dú)立存在可知，不需要借助媒質(zhì)傳播，因此電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，C正確；
D．電場(chǎng)和磁場(chǎng)本身就是一種物質(zhì)，因此電磁波是一種物質(zhì)，具有能量，由質(zhì)能方程可知，電磁波也有質(zhì)量，D錯(cuò)誤。
故選：C。
2.2021年我國(guó)全面進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的商用網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代，即5G時(shí)代。所謂5G是指第五代通信技術(shù)，采用3 300～5 000 MHz(1 M＝106)頻段的無(wú)線電波?，F(xiàn)行的第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G，其頻段范圍是1 880～2 635 MHz。未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)量大小)可達(dá)10 Gbps(bps為bitspersecnd的英文縮寫，即比特率、比特/秒)，是4G網(wǎng)絡(luò)的50～100倍。下列說(shuō)法正確的是( )
A．4G信號(hào)和5G信號(hào)都是縱波
B．4G信號(hào)更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
C．4G信號(hào)和5G信號(hào)相遇能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象
D．5G信號(hào)比4G信號(hào)在真空中的傳播速度快
【答案】B
【解析】電磁波均為橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因5G信號(hào)的頻率更高，則波長(zhǎng)小，故4G信號(hào)更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；兩種不同頻率的波不能發(fā)生干涉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故傳播速度相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選：B。
3.抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情的戰(zhàn)斗中，中國(guó)移動(dòng)攜手“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”推出了武漢實(shí)景24小時(shí)直播，通過(guò)5G超高清技術(shù)向廣大用戶進(jìn)行九路信號(hào)同時(shí)直播武漢城市實(shí)況，全方位展現(xiàn)鏡頭之下的武漢風(fēng)光，共期武漢“復(fù)蘇”。5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，其最顯著的特征之一是具有超高速的數(shù)據(jù)傳輸速率。5G信號(hào)一般采用3．3×109～6×109 Hz頻段的無(wú)線電波，而現(xiàn)行第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G的頻段范圍是1．88×109～2．64×109 Hz，則( )
A．5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中傳播得更快
B．5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波
C．空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
D．5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過(guò)障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
【答案】D
【解析】任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故5G信號(hào)與4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中的傳播速度相同，故A錯(cuò)誤；5G信號(hào)與4G信號(hào)都是電磁波，為橫波，故B錯(cuò)誤；5G信號(hào)和4G信號(hào)的頻率不一樣，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；5G信號(hào)的頻率更高，則波長(zhǎng)更小，故5G信號(hào)更不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過(guò)障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故D正確。
故選：D。
4.如圖所示的LC振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向向上，且電路的電流正在增強(qiáng)，則此時(shí)( )
A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高
B．電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減小
C．電容器中儲(chǔ)存的電場(chǎng)能正在增大
D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正在增大
【答案】B
【解析】磁場(chǎng)方向向上，說(shuō)明回路中電流是順時(shí)針的；電路的電流正在增強(qiáng)，說(shuō)明電容器正在放電。所以下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)低，故A錯(cuò)誤；由于電流正在增強(qiáng)，知電容器在放電，則電容器兩極板間電荷量減小，電壓減小，場(chǎng)強(qiáng)正在減小，電路中電場(chǎng)能正在減小，故B正確，C錯(cuò)誤；電容器放電電流增加逐漸變慢，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正在減小，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
5.如圖所示是一個(gè)水平放置的圓環(huán)形玻璃小槽，槽內(nèi)光滑，槽寬度和深度處處相同?，F(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中，讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速度v0。與此同時(shí)，有一變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)圓環(huán)形玻璃小槽外徑所對(duì)應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小跟時(shí)間成正比，方向豎直向下。設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所帶電荷量不變，那么( )
A．小球受到的向心力大小不變
B．小球受到的向心力大小不斷增加
C．洛倫茲力對(duì)小球做了功
D．小球受到的洛倫茲力大小與時(shí)間成正比
【答案】B
【解析】根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性增大時(shí)將產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電場(chǎng)的方向與小球運(yùn)動(dòng)方向相同，因小球帶正電，故電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，其速率增大，向心力的大小(m eq \f(v2,r) )隨之增大，A錯(cuò)誤，B正確。帶電小球所受的洛倫茲力F＝qBv，因?yàn)樗俾蕍隨時(shí)間逐漸增大，且B∝t，故F與t不成正比，故D錯(cuò)誤。因洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，故C錯(cuò)誤。
故選：B。
提升篇
一、多選題
1.無(wú)人駕駛汽車是通過(guò)車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車，國(guó)內(nèi)外各大企業(yè)正在緊密布局發(fā)展之中。其核心設(shè)備是各種車載傳感器，如圖像傳感器(可見光和紅外攝像頭)、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及毫米波雷達(dá)。以下關(guān)于各種光和波的說(shuō)法正確的是( )
A．超聲波和毫米波一樣都能在真空中傳播
B．紅外線的光子能量比可見光的小
C．真空中激光的傳播速度比毫米波的大
D．可見光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而超聲波不能
【答案】BD
【解析】毫米波可以在真空中傳播，而超聲波不能在真空中傳播，故A錯(cuò)誤；紅外線的頻率比可見光的小，所以紅外線的光子能量比可見光的小，故B正確；真空中激光的傳播速度與毫米波的速度相等，故C錯(cuò)誤；可見光是橫波，所以能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而超聲波是縱波，所以不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故D正確。
故選：BD。
2.如圖所示的LC振蕩回路，當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的電荷量為零
B．振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)能最大
C．振蕩電流為零時(shí)，電場(chǎng)能為零
D．振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半
【答案】ABD
【解析】由LC電路電磁振蕩的規(guī)律知，振蕩電流最大時(shí)，即是電容器放電剛結(jié)束時(shí)，電容器上電荷量為零，A正確；回路中電流最大時(shí)螺線管中磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，B正確；振蕩電流為零時(shí)充電結(jié)束，極板上電荷量最大、電場(chǎng)能最大，C錯(cuò)誤；由圖可知電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于半個(gè)周期，D正確。
故選：ABD。
3.關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的（）
A．變化的磁場(chǎng)周圍一定存在著電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)
B．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)
C．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)
D．電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)
【答案】ABC
【解析】A．只要變化的磁場(chǎng)周圍就存在電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)，故A正確；
B．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系著，形成一個(gè)統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng)，故B正確；
C．周期性變化的磁場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)，故C正確；
D．只有變化的電場(chǎng)才能形成磁場(chǎng)，而只有交變的電場(chǎng)才能形成變化的磁場(chǎng)，同理只有變化的磁場(chǎng)周圍才能產(chǎn)生電場(chǎng)；若電場(chǎng)或磁場(chǎng)是恒定的，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)或電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。
故選：ABC。
4.根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下敘述中正確的是（）
A．教室中亮著的日光燈周圍空間必有磁場(chǎng)和電場(chǎng)
B．穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)
C．工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周圍必有磁場(chǎng)和電場(chǎng)
D．只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波
【答案】AC
【解析】AC．教室中亮著的日光燈、工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中的電流是交變電流，在其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)和電場(chǎng)，故AC正確；
B．穩(wěn)定的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)也不產(chǎn)生電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；
D．只有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)才能交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向外傳播形成電磁波，故D錯(cuò)誤。
故選：AC。
5.LC振蕩電路在t1和t2時(shí)刻自感線圈中磁感線方向和電容器中極板帶電情況如圖所示，若t2－t1＝ eq \f(π,2) eq \r(LC) ，則( )
A.在t1時(shí)刻電容器正充電
B．在t2時(shí)刻電容器兩極板間電場(chǎng)正在增強(qiáng)
C．在t1時(shí)刻電路中電流正在增大
D．在t2時(shí)刻自感線圈中磁場(chǎng)正在增強(qiáng)
【答案】BC
【解析】由t2－t1＝ eq \f(π,2) eq \r(LC) 知t2－t1＝ eq \f(T,4) ，從題圖可看出t1、t2兩個(gè)時(shí)刻自感線圈處的電流都是從左向右穿過(guò)自感線圈，t1時(shí)刻與電容器放電電流方向相同，故電容器處于放電狀態(tài)，只要是放電，振蕩電流就是增大的，A錯(cuò)誤，C正確；t2時(shí)刻，電流從左向右通過(guò)自感線圈，與電容器放電電流方向相反，所以t2時(shí)刻電容器在充電，隨著極板上電荷增多，兩極板間電場(chǎng)增強(qiáng)，B正確；又由于充電過(guò)程振蕩電流總是減小的，故線圈中磁場(chǎng)也減弱，D錯(cuò)誤。
故選：BC。
二、非選擇題：
1.國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)將2020年度“世界航天獎(jiǎng)”授予我國(guó)“嫦娥四號(hào)”任務(wù)團(tuán)隊(duì)?！版隙鹚奶?hào)”任務(wù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一。在探月任務(wù)中，“玉兔二號(hào)”月球車朝正下方發(fā)射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來(lái)，反射波回到“玉兔二號(hào)”的時(shí)間差為Δt。已知電磁波在月壤層中傳播的波長(zhǎng)為λ，求該月壤層的厚度d。
【答案】 eq \f(λf,2) Δt
【解析】電磁波在月壤層中的傳播速度滿足v＝λf
根據(jù)題意可知2d＝v·Δt
解得月壤層厚度為d＝ eq \f(λf,2) Δt。
２.如圖所示的電路中，電容器的電容C＝1 μF，線圈的自感系數(shù)L＝0.1 mH，先將開關(guān)S撥至a，這時(shí)電容器內(nèi)有一帶電油滴恰能保持靜止，然后將開關(guān)S撥至b，經(jīng)過(guò)3.14×10－5 s，油滴的加速度是多少？當(dāng)油滴的加速度為何值時(shí)，LC回路中的振蕩電流有最大值？(g取10 m/s2，π取3.14，研究過(guò)程中油滴不與極板接觸)
【答案】20 m/s2 10 m/s2
【解析】當(dāng)S撥至a時(shí)，油滴受力平衡，顯然帶負(fù)電；所以mg＝ eq \f(qU,d) 。
當(dāng)S撥至b時(shí)，LC回路中有電流，其振蕩周期為
T＝2π eq \r(LC) ＝2×3.14× eq \r(0.1×10－3×10－6) s＝6.28×10－5 s。
當(dāng)t＝3.14×10－5 s時(shí)，電容器恰好反向充電結(jié)束，由牛頓第二定律得， eq \f(qU,d) ＋mg＝ma
以上式子聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得a＝20 m/s2。
當(dāng)振蕩電流最大時(shí)，兩極板間無(wú)電場(chǎng)，油滴僅受重力作用，所以mg＝ma′，a′＝g＝10 m/s2

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