13.4 电磁波的发现及应用 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

13.4 电磁波的发现及应用 一、单选题 1.第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是(　　) A. 法拉第 B. 奥斯特 C. 赫兹 D. 麦克斯韦 2.以下关于电磁波的说法不正确的是(　　) A. 无线电通信利用的是电磁波 B. 医院B超发出的超声波是电磁波 C. 遥控器发出的红外线是电磁波 D. 透视使用的X射线是电磁波 3.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　) A. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 4.关于电磁场理论，下列说法中正确的是(　　) A. 稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 B. 非均匀变化的电场产生的磁场一定是均匀变化的 C. 均匀变化的磁场一定产生变化的电场 D. 均匀变化的电场一定产生稳定的磁场 5.下列四个选项中的四种磁场变化情况，能产生如图所示电场的是(　　) A. B. C. D. 6.英国物理学家麦克斯韦推算出一个出人意料的答案：电磁波的速度等于光速！电磁波在空气中的传播速度近似等于3×108 m/s，某无线电波的频率是0.998×108 Hz，该电磁波在空气中的波长约为(　　) A. 1.52 m B. 3.01 m C. 2.56 m D. 1.09 m 7.有四种磁场，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A. 这四种磁场都能产生电场 B. 除了图甲中的磁场，其他三种磁场都可以产生电场 C. 只有图丙中的磁场可以产生电磁波 D. 除了图甲中的磁场，其他三种磁场都可以产生电磁波 8.下列说法中正确的是(　　) A. 变化的电场一定产生变化的磁场 B. 电磁波按波长从长到短顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 C. X射线的穿透本领比γ射线更强 D. 电磁波在真空中的传播速度等于光速 9.下列说法正确的是(　　) A. 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场周围存在变化的磁场 B. 红外线遥感技术是利用红外线的化学作用 C. 在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著 D. 工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力 10.关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(　　) A. 红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体 B. 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C. 电磁波中频率最大的是X射线 D. 紫外线和X射线都可以使感光底片感光 11.下列说法正确的是(　　) A. 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场周围存在变化的磁场 B. 红外线遥感技术是利用红外线的化学作用 C. 在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著 D. 工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力 12.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来监控地面物体的状况。地球大气中的水蒸气(H2O)，二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图甲、乙所示分别为水蒸气和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为(　　) A. 2.5～3.5 μm B. 4～4.5 μm C. 5～7 μm D. 8～13 μm 二、多选题 13.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A. 电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B. 变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场 C. 变化的电场周围一定产生变化的磁场 D. 电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s 14.在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是(　　) A. 奥斯特发现了电流的磁效应 B. 法拉第发现了电磁感应现象 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，楞次用实验证实了电磁波的存在 D. 库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 15.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(　　) A. 电磁波由真空进入介质中，频率不变 B. 周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波 C. 电磁波是一种物质，只能在真空中传播 D. 电磁波在任何介质中的传播速度都是3×108 m/s 16.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是(　　) 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磁场，变化的磁场周围产生电场 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稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 17.使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意如图所示，以下说法正确的是(　　) A. 蓝牙通信的电磁波是可见光 B. 蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C. 两种电磁波都能在真空中传播 D. 蓝牙通信的电磁波波速小于光速 18.下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A. 红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短 B. 银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C. 微波可用于广播及其他信号的传播 D. X射线可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞 19.目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　) A. 真空中上述雷达发射的电磁波的传播速度为3×108 m/s B. 电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C. 测出从发射电磁波到接收到反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D. 雷达使用的是无线电波的微波波段 20.在电磁波谱中，下列说法正确的是(　　) A. 各种电磁波有明显的频率和波长区域界限 B. γ射线的频率一定大于X射线的频率 C. X射线的波长有可能等于紫外线波长 D. 可见光波长一定比无线电波的短 21.在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是(　　) A. 奥斯特发现了电流的磁效应 B. 法拉第发现了电磁感应现象 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，楞次用实验证实了电磁波的存在 D. 库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 22.某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，能产生磁场的电场是(　　 ) A. B. C. D. 23.目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　) A. 真空中上述雷达发射的电磁波的传播速度为3×108 m/s B. 电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C. 测出从发射电磁波到接收到反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D. 雷达使用的是无线电波的微波波段 三、计算题 24.若你用通过静止卫星转发的无线电话与朋友通话，则在你讲话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？(已知地球质量M＝6.0×1024 kg，地球半径R＝6.4×106 m，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2) 25.频率为5×1014 Hz的红光，从10 m外的交通信号灯直接传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？ 26.波长为50～100 m的无线电波可通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km的远处至少需要多长时间？ 13.4 电磁波的发现及应用 答案与解析 一、单选题 1.【答案】C 【解析】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，故C正确。 2.【答案】B 【解析】无线电通信用的是无线电波，它是电磁波；超声波是声波，不是电磁波；遥控器发出的红外线是电磁波；X射线也是电磁波．所以A、C、D正确，B错误． 3.【答案】B 【解析】无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，A项错误；手机通话时，打电话人的手机将声波转化成电磁波，接收者的手机再将电磁波转换成声波，B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，它们的波长也不相同，D项错误． 4.【答案】D 【解析】稳定的电场不能产生磁场，稳定的磁场不能产生电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故D正确。 5.【答案】B 【解析】由题图可知，产生的电场为稳定的电场，由麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的磁场才能产生稳定的电场，故选B。 6.【答案】B 【解析】由c＝λf，代入已知数据，解得λ＝＝m≈3.01 m，故选B。 7.【答案】B 【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故题图乙、丙、丁中的磁场都可以产生电场，A错误，B正确；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，故题图丙、丁中的磁场可以产生电磁波，C、D错误。 8.【答案】D 【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，选项A错误；电磁波按波长从短到长顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，选项B错误；γ射线的穿透本领比X射线更强，选项C错误；电磁波在真空中的传播速度等于光速，选项D正确． 9.【答案】D 【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场周围存在磁场，不一定是变化的磁场，选项A错误；红外线遥感技术是利用红外线的衍射作用和热效应，选项B错误；在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线具有杀菌消毒的化学作用，选项C错误；工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力，选项D正确． 10.【答案】D 【解析】X射线有很强的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有穿透本领，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的是γ射线，C错误；紫外线和X射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光，故D正确． 11.【答案】D 【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场周围存在磁场，不一定是变化的磁场，选项A错误；红外线遥感技术是利用红外线的衍射作用和热效应，选项B错误；在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线具有杀菌消毒的化学作用，选项C错误；工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力，选项D正确。 12.【答案】D 【解析】由题图可知，8～13 μm波段的红外线，水蒸气和二氧化碳几乎都不吸收，故D正确。 二、多选题 13.【答案】BD 【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s.根据以上分析可知，选项B、D正确． 14.【答案】ABD 【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A、B正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C错误；库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，D正确。 15.【答案】AB 【解析】频率由波源决定，与介质无关，故电磁波由真空进入介质中，频率不变，A正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，由近及远地传播，形成电磁波，B正确；电磁波是一种物质，可以不依赖介质传播，电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，在不同介质中传播速度不一样，C、D错误。 16.【答案】BD 【解析】麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。对此理论全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，由变化的磁场产生电场的规律与上相似。由此可知，选项B、D正确，A、C错误。 17.【答案】BC 【解析】蓝牙通信的电磁波是无线电波，不是可见光，故A错误；在真空中传播时，蓝牙通信与手机通信的电磁波传播速度相等，但蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率，所以蓝牙通信的波长比手机通信的电磁波波长短，故B正确；一切电磁波都能在真空中传播，且传播速度等于光速，故C正确，D错误。 18.【答案】CD 【解析】红外线、X射线、γ射线中红外线的频率最低，波长最长，选项A错误；银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的光是红外线，选项B错误；微波不但能加热物体，而且能传播信息，故可以用于通信、广播及其他信号传输，故C正确；X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，γ射线有极强的穿透本领和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确。 19.【答案】ACD 【解析】真空中电磁波的传播速度为3×108 m/s，A正确；电磁波是由周期性变化的电场和磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知，C正确；雷达使用的是无线电波的微波波段，D正确。 20.【答案】CD 【解析】X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故A、B错误，C正确；可见光波长一定比无线电波波长短，故D正确． 21.【答案】ABD 【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A、B正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C错误；库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，D正确。 22.【答案】ABC 【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，选项A、B、C正确． 23.【答案】ACD 【解析】真空中电磁波的传播速度为3×108 m/s，A正确；电磁波是由周期性变化的电场和磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知，C正确；雷达使用的是无线电波的微波波段，D正确． 三、计算题 24.【答案】0.48 s 【解析】静止卫星的周期T＝3 600×24 s＝8.64×104 s，设卫星离地面高h，由万有引力定律有 ＝m(R＋h)()2，可得h＝－R， 代入数据解得h≈3.59×107 m 当二人均在静止卫星的正下方时，此时无线电波传播距离最短，最短距离s＝2h， 所以最短时间t＝2×＝s≈0.48 s。 25.【答案】3.3×10－8 s　1.7×107个 【解析】传到眼睛需要的时间是t＝＝ s≈3.3×10－8 s，由c＝λf得，该红光的波长λ＝＝ m＝6×10－7 m．在这个距离中的波长数有n＝＝≈1.7×107(个)． 26.【答案】3×106～6×106 Hz　5×10－3 s 【解析】由c＝λf得，f1＝＝ Hz＝6×106 Hz， f2＝＝ Hz＝3×106 Hz， 所以频率范围为3×106～6×106 Hz 由x＝ct可得t＝＝ s＝5×10－3 s. 第1页 共8页 学科网（北京）股份有限公司 $