第04讲 电磁波的发现及应用（分层练习）-【上好课】高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第4课 电磁波的发现及应用 1．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．稳定的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在传播过程中不能发生反射和折射 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 2．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 B．电磁波是纵波 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在 D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短 3．关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了紫外成像技术 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制 D．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率 4．2022年元旦，神舟十三号三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站内以“青春”“梦想”“奋斗”为关键词，同京港澳三地青年进行天地对话。这场别开生面的“天宫对话”激发了包括港澳在内全国青年对太空的探索之心，更点燃了他们为祖国骄傲的爱国热情。他们的通话信息经处理后通过电磁波传输。对于在真空中传播的电磁波，下列说法正确的是（    ） A．波长越长的频率越低 B．频率越高的传播速度越大 C．电磁波能量越大传播速度越大 D．首次通过实验证实电磁波的存在的科学家是麦克斯韦 5．某车载雷达系统同时向四周发射毫米级波长的无线电波L1和频率1014Hz数量级的红外激光L2，可知L1与L2的波长之比约为（　　） A．1017：1 B．1011：1 C．106：1 D．103：1 6．为了消杀新冠病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法正确的是（　　） A．红外线和紫外线都是电磁波 B．紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长长 C．红外线的波长比无线电波长 D．只有热的物体才能辐射红外线 7．交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（　　） A．， B．， C．， D．， 8．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波长 C．在真空中的传播速度大小为 D．能在真空中传播 9．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　） A．甲波的波长比可见光的小 B．乙波的波长比可见光的大 C．甲波的波长比乙波的小 D．乙波比甲波更容易发生衍射现象 10．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 B．电磁波可以在真空中传播 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 11．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应 12．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 13．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（　　） A．甲图能产生电场，不能产生电磁波 B．乙图能产生电场，不能产生电磁波 C．丙图能产生电场，不能产生电磁波 D．丁图能产生电场，也能产生电磁波 14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变 B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 C．紫外线比紫光波长长，可以用来消毒 D．在电磁波谱中红外线穿透力最强，可以摧毁病变的细胞 15．雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在至的范围内，已知真空中光速。下列说法正确的是（    ） A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在至1m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 16．下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） A．对甲：当线圈绕OO′轴匀速转动时，会产生感应电流 B．对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转 C．对丙：变化的电场和变化的磁场互相激发交替产生，形成电磁波 D．对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 17．电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。如图所示为某电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．移动电话使用无线电波进行Wi-Fi联网 B．短波宜采用地波的形式传播 C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质 D．X射线的频率比γ射线的频率高 18．如图所示是自然界的一颗“磁星”，“磁星”（Magnetar）是中子星的一种，拥有极强的磁场，通过磁场的衰减，使之能源源不绝地释放出以X射线及γ射线为主的高能量电磁辐射，下列说法正确的是（　　） A．X射线属于无线电波 B．X射线的频率小于γ射线的频率 C．X射线常用于消毒杀菌 D．γ射线可以摧毁病变的细胞 19．Wi-Fi无线网络实质是一种短程无线传输技术，能够在一定范围内支持互联网接入的电磁波信号。最新的Wi-Fi6技术使用2.4GHz或5GHz电磁波，属于电磁波谱中的某个波段，如图所示。下列关于电磁波和Wi-Fi的说法，正确的是（　　） A．麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在 B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 C．Wi-Fi信号使用的电磁波属于无线电波 D．Wi-Fi信号使用的电磁波中，的波长比的更长 20．应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图像中（每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场），正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4课 电磁波的发现及应用 1．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．稳定的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在传播过程中不能发生反射和折射 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 【答案】A 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度恒定，与频率无关，故A正确； B．根据麦克斯韦电磁理论可知，周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B错误； C．电磁波也是波的一种，具有波的一切特性，可以发生反射和折射，故C错误； D．电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，故D错误。 故选A。 2．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 B．电磁波是纵波 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在 D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短 【答案】D 【详解】A．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，选项A错误； B．电磁波是横波，选项B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，选项C错误； D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，频率不变，波速变小，则波长会变短，选项D正确。 故选D。 3．关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了紫外成像技术 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制 D．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率 【答案】C 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围也产生稳定的电场；周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围也一定产生周期性变化的电场，选项A错误； B．利用紫外线的化学效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术，选项B错误； C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，选项C正确； D．为了有效向外发射电磁波，必须要提高振荡电路得振荡频率，同时采用开放电路，选项D错误。 故选C。 4．2022年元旦，神舟十三号三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站内以“青春”“梦想”“奋斗”为关键词，同京港澳三地青年进行天地对话。这场别开生面的“天宫对话”激发了包括港澳在内全国青年对太空的探索之心，更点燃了他们为祖国骄傲的爱国热情。他们的通话信息经处理后通过电磁波传输。对于在真空中传播的电磁波，下列说法正确的是（    ） A．波长越长的频率越低 B．频率越高的传播速度越大 C．电磁波能量越大传播速度越大 D．首次通过实验证实电磁波的存在的科学家是麦克斯韦 【答案】A 【详解】A．根据 可知波长越长，频率越低，A正确。 BC．电磁波在真空中传播的速度都相同，都为光速，B错误，C错误； Ｄ．赫兹用实验证明了电磁波的存在，D错误。 故选A。 5．某车载雷达系统同时向四周发射毫米级波长的无线电波L1和频率1014Hz数量级的红外激光L2，可知L1与L2的波长之比约为（　　） A．1017：1 B．1011：1 C．106：1 D．103：1 【答案】D 【详解】频率1014Hz数量级的红外激光波长的数量级为 可知L1与L2的波长之比约为 故选D。 6．为了消杀新冠病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法正确的是（　　） A．红外线和紫外线都是电磁波 B．紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长长 C．红外线的波长比无线电波长 D．只有热的物体才能辐射红外线 【答案】A 【详解】A．根据电磁波谱可知，电磁波包括可见光波段和不可见波波段，红外线和紫外线都是不可见光，红外线和紫外线都是电磁波，故A正确； B．紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长较短，频率较大，具有较高的能量，故B错误； C．根据电磁波谱可知，红外线的波长比无线电波短，故C错误； D．一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高的物体辐射的红外线越多，故D错误。 故选A。 7．交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【详解】该红光的波长为 m 传到眼睛需要的时间为 s 在这个距离中的波长数为 （个） 故选B。 8．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波长 C．在真空中的传播速度大小为 D．能在真空中传播 【答案】D 【详解】A．蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内，不是蓝光，故A错误； B．蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波频率大，由公式可知其波长比手机通信的电磁波短，故B错误； CD．电磁波在真空中的传播速度为 ，故C错误，D正确。 故选D。 9．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　） A．甲波的波长比可见光的小 B．乙波的波长比可见光的大 C．甲波的波长比乙波的小 D．乙波比甲波更容易发生衍射现象 【答案】B 【详解】ABC．由图可知，甲波和乙波的波长都比可见光的大，甲波的波长比乙波的大，选项AC错误，B正确； D．甲波长较大，则甲波比乙波更容易发生衍射现象，选项D错误。 故选B。 10．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 B．电磁波可以在真空中传播 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 【答案】B 【详解】A．电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，选项A错误； B．电磁波可以在真空中传播，选项B正确； C．可以用实验验证电磁波的存在，选项C错误； D．太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，选项D错误。 故选B。 11．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应 【答案】ABC 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，B正确； C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波，C正确； D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，没有显著的热效应，D错误。 故选ABC。 12．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 【答案】BD 【详解】A．电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为，A错误； B．红外线的波长比紫外线大，B正确； C．麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，C错误； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D正确。 故选BD。 13．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（　　） A．甲图能产生电场，不能产生电磁波 B．乙图能产生电场，不能产生电磁波 C．丙图能产生电场，不能产生电磁波 D．丁图能产生电场，也能产生电磁波 【答案】BD 【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故乙、丙、丁都可以产生电场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故丙、丁可以产生电磁波。 故选BD。 14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变 B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 C．紫外线比紫光波长长，可以用来消毒 D．在电磁波谱中红外线穿透力最强，可以摧毁病变的细胞 【答案】AB 【详解】A．X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确。 B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确； C．紫外线比紫光波长短，可以用来消毒，故C错误； D．电磁波中频率最大为γ射线，有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D错误； 故选AB。 15．雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在至的范围内，已知真空中光速。下列说法正确的是（    ） A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在至1m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 【答案】BCD 【详解】AB．电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，故A错误，B正确； C．由题中的电磁波的频率范围，再根据 得出波长范围为到1m之间，故C正确； D．设电磁波从发射到接收用时t，则雷达与目标之间的距离为 故D正确； 故选BCD。 16．下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） A．对甲：当线圈绕OO′轴匀速转动时，会产生感应电流 B．对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转 C．对丙：变化的电场和变化的磁场互相激发交替产生，形成电磁波 D．对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 【答案】BC 【详解】A．甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，磁通量一直为0，不会产生感应电流，故A错误； B．乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据右手安培定则可知，导线下方的磁场垂直纸面向里，则小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转，故B正确； C．丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就产生电磁波，故C正确； D．丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误。 故选BC。 17．电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。如图所示为某电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．移动电话使用无线电波进行Wi-Fi联网 B．短波宜采用地波的形式传播 C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质 D．X射线的频率比γ射线的频率高 【答案】AC 【详解】A．移动电话使用无线电波进行Wi-Fi联网，A正确； B．短波的波长过短，绕过障碍物的能力较差，不宜采用地波的形式传播，B错误； C．紫外线频率较高，具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，通常用于杀菌，C正确； D．X射线的波长比γ射线的波长长，频率比γ射线的频率低，D错误。 故选AC。 18．如图所示是自然界的一颗“磁星”，“磁星”（Magnetar）是中子星的一种，拥有极强的磁场，通过磁场的衰减，使之能源源不绝地释放出以X射线及γ射线为主的高能量电磁辐射，下列说法正确的是（　　） A．X射线属于无线电波 B．X射线的频率小于γ射线的频率 C．X射线常用于消毒杀菌 D．γ射线可以摧毁病变的细胞 【答案】BD 【详解】A．X 射线频率高于紫外线，不属于无线电波 ，故A错误； B．在电磁波谱中，从无线电波到 γ 射线，频率逐渐升高，X 射线频率小于 γ 射线频率 ，故B正确； C．常用于消毒杀菌的是紫外线，不是 X 射线，X 射线主要用于医学透视等 ，故C错误； D．γ 射线能量高、穿透能力强，可用于医疗领域摧毁病变细胞，如放射治疗 ，故D正确。 故选BD。 19．Wi-Fi无线网络实质是一种短程无线传输技术，能够在一定范围内支持互联网接入的电磁波信号。最新的Wi-Fi6技术使用2.4GHz或5GHz电磁波，属于电磁波谱中的某个波段，如图所示。下列关于电磁波和Wi-Fi的说法，正确的是（　　） A．麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在 B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 C．Wi-Fi信号使用的电磁波属于无线电波 D．Wi-Fi信号使用的电磁波中，的波长比的更长 【答案】BCD 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，选项A错误； B．电磁波在真空中的传播速度都相同，与电磁波的频率无关，选项B正确； CD．Wi-Fi信号使用的电磁波波长 由电磁波的范围可知属于无线电波，2.4GHz的波长比5GHz的更长，故CD正确。故选BCD。 20．应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图像中（每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场），正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】BCD 【详解】A．图中的上图磁场是恒定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A是错误的； B．图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图中的磁场是稳定的，所以B正确； C．图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，C正确； D．图中的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，故D正确。 故选BCD。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$