高中物理14.1電磁波的發(fā)現(xiàn)課時(shí)作業(yè)新人教版選修34

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1、 14.1電磁波的發(fā)現(xiàn)課時(shí)作業(yè) 1．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在電場(chǎng)的周?chē)臻g，一定存在著和它聯(lián)系著的磁場(chǎng) B．在變化的電場(chǎng)周?chē)臻g，一定存在著和它聯(lián)系著的磁場(chǎng) C．恒定電流在其周?chē)划a(chǎn)生磁場(chǎng) D．恒定電流周?chē)嬖谥€(wěn)定的磁場(chǎng) 解析：電場(chǎng)按其是否隨時(shí)間變化分為穩(wěn)定電場(chǎng)(靜電場(chǎng))和變化電場(chǎng)(如運(yùn)動(dòng)電荷形成的電場(chǎng))，穩(wěn)定電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的電場(chǎng)周?chē)臻g才存在對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，故B對(duì)，A錯(cuò)；恒定電流周?chē)嬖诜€(wěn)定磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向可由安培定則判斷，D對(duì)，C錯(cuò)。 答案：B、D 2．關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電磁波是橫波 B．電磁波的傳播

2、需要介質(zhì) C．電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向處處相互垂直 解析：電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)的傳播形成電磁波，電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及傳播方向三者相互垂直，電磁波是一種波，它具有波的一切特征，它能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，電磁波在真空中的速度最大，它的傳播不需要介質(zhì)。 答案：A、C、D 3．關(guān)于對(duì)電磁場(chǎng)和電磁波的認(rèn)識(shí)中正確的是(　　) A．均勻變化的電場(chǎng)在它周?chē)臻g產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng) B．電磁波和機(jī)械波一樣依賴(lài)于介質(zhì)傳播 C．只要空間某個(gè)區(qū)域有振蕩電場(chǎng)或振蕩磁場(chǎng)就能產(chǎn)生電磁波 D．電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向外傳播就形成電磁波 解析：電磁波是一種物質(zhì)，傳

3、播時(shí)不需要媒介，可以在真空中傳播。 答案：A、C、D 4．關(guān)于電磁波傳播速度表達(dá)式v＝λf，下述結(jié)論中正確的是(　　) A．波長(zhǎng)越長(zhǎng)，傳播速度就越大 B．頻率越高，傳播速度就越小 C．發(fā)射能量越大，傳播速度就越大 D．電磁波的傳播速度與傳播介質(zhì)有關(guān) 解析：電磁波和機(jī)械波相同之處為頻率f由波源決定，卻能產(chǎn)生干涉，衍射都遵循公式v＝λf，但不同的是電磁波傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播必須要有介質(zhì)，機(jī)械波波速有介質(zhì)決定，電磁波的波速由介質(zhì)和頻率共同決定。 答案：D 5．電磁波與機(jī)械波相比較(　　) A．電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì) B．電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度都相同

4、，機(jī)械波的速度大小取決于介質(zhì) C．機(jī)械波有橫波、縱波，而電磁波只有橫波 D．機(jī)械波和電磁波都具有一切波的特性 解析：由電磁波和機(jī)械波的異同點(diǎn)可知，A、C、D項(xiàng)正確。 答案：A、C、D 6．下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是(　　) A．電磁波必須依賴(lài)介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無(wú)法攜帶信息傳播 解析：根據(jù)電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性可知，電磁波傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；干涉、衍射是電磁波和所有波都具有的共同特性，選項(xiàng)B正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：

5、B 7．某空間出現(xiàn)了如圖22－1所示的一組閉合的電場(chǎng)線(xiàn)，這可能是(　　) 圖22－1 A．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱 B．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) C．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) D．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱 解析：根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合回路中磁通量變化時(shí)，使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場(chǎng)線(xiàn)方向一致。 答案：B、D 8．聲波和電磁波均可傳遞信息，且都具有波的共同特征。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．聲波的傳播速度小于電磁波的傳播速度 B．聲波和電磁波都能引起鼓膜振動(dòng) C．電磁波都能被人看見(jiàn)，聲波都能被人聽(tīng)見(jiàn) D．二胡演奏發(fā)出的是

6、聲波，而電子琴演奏發(fā)出的是電磁波 解析：聲波屬于機(jī)械波，其傳播需要介質(zhì)，傳播速度小于電磁波的傳播速度；鼓膜的振動(dòng)是空氣的振動(dòng)帶動(dòng)的，人耳聽(tīng)不到電磁波；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，人耳聽(tīng)不到電磁波；二胡和電子琴發(fā)出的都是聲波。 答案：A 9．一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖22－2所示。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的(　　) 圖22－2 A．動(dòng)能不變 B．動(dòng)能增大 C．動(dòng)能減小 D．以上情況都可能 解析：當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，將激起穩(wěn)定的電場(chǎng)，帶電粒子將受一個(gè)電場(chǎng)力作用，該力對(duì)帶電粒子做正功，所以粒子的動(dòng)能將增大，選項(xiàng)B正確。

7、 答案：B 10．目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi)。下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波說(shuō)法正確的是(　　) A．真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)范圍在0.3 m至1.5 m之間 B．電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的 C．測(cè)出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離 D．波長(zhǎng)越短的電磁波，反射性能越強(qiáng) 解析：由公式v＝λf可得，λmin＝＝ m＝0.3 m，λmax＝＝ m＝1.5 m，A正確；電磁波是由周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；由雷達(dá)的工作原理可知C正確；波長(zhǎng)越短的電磁波，傳播的直線(xiàn)性越好，反射性能越強(qiáng)，D正確。 答案：

8、A、C、D 11．如圖22－3所示，閉合開(kāi)關(guān)S，待電容器充電結(jié)束后，再打開(kāi)開(kāi)關(guān)S，用絕緣工具使電容器兩極板距離稍稍拉開(kāi)一些，在電容器周?chē)臻g(　　) 圖22－3 A．會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) B．會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) C．不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng) D．會(huì)產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng) 解析：兩平行板電容器接入直流電源后兩極板間的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，斷開(kāi)電源后，電容器帶電量不變，由電容器定義式和平行板電容器公式可得兩板間場(chǎng)強(qiáng)E＝＝＝，當(dāng)用絕緣工具將兩極板距離稍稍拉開(kāi)一些，電容器兩板間的電場(chǎng)不發(fā)生變化，所以不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，C正確。 答案：C 12．有一裝置如圖22－4所示，整個(gè)裝置處于真空中，從陰極K發(fā)射出的電子通

9、過(guò)第Ⅰ區(qū)域，從陽(yáng)極小孔B射出進(jìn)入由金屬管構(gòu)成的第Ⅱ區(qū)域，離開(kāi)金屬管后進(jìn)入有一均勻磁場(chǎng)的第Ⅲ區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電子在哪個(gè)區(qū)域內(nèi)可能發(fā)射電磁波(　　) 圖22－4 A．只在第Ⅰ區(qū)域 B．只在第Ⅱ區(qū)域 C．只在第Ⅲ區(qū)域 D．只在第Ⅰ、Ⅱ區(qū)域 解析：在第Ⅰ區(qū)域電子處于加速狀態(tài)，產(chǎn)生變化的電流，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，才產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，能產(chǎn)生電磁波；在Ⅱ區(qū)域電子勻速運(yùn)動(dòng)，形成穩(wěn)定的電流，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波；在Ⅲ區(qū)域電子做周期性的圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生周期性變化的電流，產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，能產(chǎn)生電磁場(chǎng)。 答案：D 13．如圖22－5所示，在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一

10、直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比例增加的變化磁場(chǎng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的帶電量不變，那么(　　) 圖22－5 A．小球?qū)ΣＡП膲毫Σ粩嘣龃? B．小球受到的磁場(chǎng)力不斷增大 C．小球先沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰷p速運(yùn)動(dòng)，過(guò)一段時(shí)間后，沿順時(shí)針?lè)较蜃黾铀龠\(yùn)動(dòng) D．磁場(chǎng)力對(duì)小球一直不做功 解析：因?yàn)椴ＡA環(huán)所在處有均勻變化的磁場(chǎng)，在周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦電場(chǎng)，對(duì)帶正電的小球做功。由楞次定律，判斷電場(chǎng)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。在電?chǎng)力作用下，小球先沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰷p速運(yùn)動(dòng)，后沿順時(shí)針?lè)较蜃黾铀龠\(yùn)動(dòng)。小球在水平面內(nèi)沿軌跡半徑方向

11、受兩個(gè)力作用：環(huán)的彈力FN和磁場(chǎng)的洛倫茲力F＝Bqv，而且兩個(gè)力的矢量和時(shí)刻等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。考慮到小球速度大小的變化和方向的變化以及磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化，彈力FN和洛倫茲力F不一定始終在增大。磁場(chǎng)力始終與圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度方向垂直，所以磁場(chǎng)力對(duì)小球不做功。 答案：C、D 14．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的四種情況，如圖22－6所示，其中能產(chǎn)生電場(chǎng)的有________圖所示的磁場(chǎng)，能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的有________圖所示的磁場(chǎng)。 圖22－6 解析：據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，可以作如下判斷：A圖的磁場(chǎng)是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場(chǎng)，更不能產(chǎn)生電磁波；B圖中的磁場(chǎng)是周期性變化的，可以

12、產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；C圖中的磁場(chǎng)是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，而恒定的電場(chǎng)不能再產(chǎn)生磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生向外擴(kuò)展的電磁場(chǎng)，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；D圖所示磁場(chǎng)是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，能產(chǎn)生電磁波。 答案：B、C、D　B、D 15．如圖22－7所示，S閉合后一段時(shí)間內(nèi)，電容器極板間能否產(chǎn)生磁場(chǎng)？什么情況下電容器極板間才能產(chǎn)生磁場(chǎng)？ 圖22－7 解析：S閉合后一段時(shí)間內(nèi)，電容器極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以不能產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有在S閉合的瞬間，電容器極板間才能產(chǎn)生磁場(chǎng)。 答案：見(jiàn)解析 16．麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》一文中揭示了

13、電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。 圖22－8 (1)一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖22－8甲所示，求該光波的頻率。 (2)如圖22－8乙所示表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線(xiàn)。光線(xiàn)a在玻璃磚中的光路已給出。畫(huà)出光線(xiàn)b從玻璃磚中首次出射的光路圖，并標(biāo)出出射光線(xiàn)與界面法線(xiàn)夾角的度數(shù)。 解析：(1)設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長(zhǎng)為λ，頻率為f，則 f＝① v＝② 聯(lián)立①②式得f＝③ 從波形圖上讀出波長(zhǎng)λ＝410－7 m，代入數(shù)據(jù)解得 f＝51014 Hz (2)見(jiàn)答案。 答案：(1)51014 Hz　(2)光路圖如圖所示 5 用心 愛(ài)心 專(zhuān)心