第十三章 4 电磁波的发现及应用-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册练习手册（人教版）

N 高中物理必修第三册（人教版） 一"3.电磁感应现象及应用 1.C【解析】根据法拉第电磁感应实验结果，只有 磁通量发生变化才会产生电流，电流足够强，匝数多少 都不会改变磁通量，故A、B错；线圈M和电池接通和 断开瞬间，磁通量都会发生改变，产生感应电流，小磁 针都会发生偏转，故C正确，D错误。 2.AD【解析】“磁生电”思想是受到了电流磁效 应的启发，故A正确，B错误；“磁生电”与“电生 磁”是体现对称哲学的深厚唯物主义思想，故C错误， D正确， 3.AC【解析】线圈进人磁场的过程中，穿过线圈 的磁通量增加，故线圈中有感应电流产生，故A正确： 线圈在磁场中平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线 圈中没有感应电流产生，故B错误；线圈离开磁场的过 程中，穿过线圈的磁通量减少，故线圈中有感应电流产 生，故C正确；线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a 点旋转，根据Φ=BS可知，穿过线圈的磁通量没有变 化，故线圈中没有感应电流产生，故D错误。 4.ABC【解析】磁铁处于题图所示的位置时，没有 磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量为0。将磁铁在纸 面内向上平移时，穿过线圈的磁通量仍为0，所以线圈 中没有感应电流产生，故A正确：将磁铁在纸面内向右 平移时，穿过线圈的磁通量仍为0，所以线圈中没有感 应电流产生，故B正确；将磁铁绕垂直于纸面的轴转动 时，穿过线圈的磁通量仍为0，所以线圈中没有感应电 流产生，故C正确；将磁铁的N极转向纸外，S极转向 纸内，将有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量增大， 将产生感应电流，故D错误。 5.D【解析】通电直导线周围的磁感线是一些垂直 导线的同心圆，满足安培定则，所以当线圈L垂直长直 导线时，通电长直导线的磁感线与线圈平面平行，即穿 过线圈L的磁通量为O,A、B、C中的三种运动，都没 有改变穿过L的磁通量的大小，即磁通量始终为0，故 没有感应电流产生，D正确。 6.D【解析】电话线与窃听线相互绝缘，故电话线 中的电流不可能进人窃听线内。由于电话线中的电流是 音频电流（即交变电流），不断变化，耳机、窃听线组 成的闭合电路中有不断变化的磁通量，耳机中产生与电 话线中频率一样的感应电流，故可以窃听到电话。 7.B【解析】大坝中的大型发电机是可以产生电能 的机器，故是利用电磁感应现象的原理工作的，它是将 机械能转化为电能的过程，故选B。 80 8.AB【解析】该装置的工作原理是线圈内变化的 电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再 把电能转化为内能，使杯内的水发热。交流电源的频率 一定时，线圈产生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越 快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产生 的磁场增强，而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场 减弱，故A正确，D错误；交流电源的频率增大，杯体 内磁通量变化加快，产生的涡流增大，故B正确；瓷为 绝缘材料，不能产生涡流，故C错误。 9.B【解析】当线框在N极的正上方时，有磁感线 穿过线框，当线框位于磁铁的正中央，左半边线圈中磁 感线斜向右上方穿过，右半边线圈中磁感线斜向右向下 穿过，方向相反，完全抵消，磁通量为0，过了磁铁的 正中央后磁通量又不为0，所以磁通量先减小后变大； 全过程磁通量都在变化，故一直有感应电流，故B正 确，A、C、D错误。 10.CD【解析】当圆环做变速运动时，形成的电流 是变化的，电流产生的磁场也是变化的，穿过圆心处闭 合线圈的磁通量将发生变化，线圈中一定产生感应电 流。当圆环做匀速转动时，带负电的圆环形成恒定电 流，产生的磁场是稳恒的，穿过圆心处闭合线圈的磁通 量不变，线圈中没有感应电流产生。故A、B错误，C、 D正确。 11.C【解析】由于地球的周围存在磁场，且磁感线 的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同 学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切 割磁感线运动，灵敏电流表的读数最大12≠0。沿南北方 向站立匀速摇动电线时，由于北半球的磁场有向下的分 量，所以穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流，所 以I≠0，故选C。 12.CD【解析】无线充电时，手机接收线圈部分的 工作原理是电磁感应现象，不是“电流的磁效应”现 象，故A错误：被充电手机内部，应该有一个类似金属 线圈的部件，与手机电池相连，当有交变磁场时，则出 现感应电动势，那么普通手机不能够利用无线充电设备 进行充电，故B错误；当充电设备通以恒定直流，无线 充电设备不会产生交变磁场，那么不能正常使用，只有 将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电，故C 正确：接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电 流的频率相同，故D正确。 一”4.电磁波的发现及应用 1.D【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变 化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不 变化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电 场，故A、B错误；静止的电荷周围的电场是稳定的 故不产生磁场，C错误，D正确。 2.BD【解析】变化的磁场产生电场，变化的电场 产生磁场，由近向远传播，形成电磁波，即电磁波是客 观存在的物质，麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹证 明了电磁波的存在，故B、D正确，A、C错误。 3.C【解析】电磁场是一种特殊的物质，是物质存 在的基本形态之一，故A、D正确，C错误；电磁场具 有能量，例如电磁波的发射即为将能量和信息由近向远 传播，故B正确。 4.C【解析】电磁被是电磁场这种物质在空间的传 播，它既可在真空中传播，也可在介质中传播，A错 误；空间中的电场先产生磁场，磁场接着再产生电场， 只有满足这种关系的电磁场才会形成电磁波，B错误； 做变速运动的电荷产生变化的磁场，其周围空间可能会 产生电磁波，C正确：麦克斯韦从理论上预言了电磁波 的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，D错误。 5.C【解析】在真空中各种频率的电磁波传播速度 相同，由c知，波长与颜率成反比；T=入，周期 f c 与波长成正比。 6.D【解析】所有的电磁波在真空中都具有相同的 波速，而射线的频率和能量最大，无线电波的频率与能 量最小，对于不同电磁波的波长，无线电波最长，Y射 线最短，故选D。 7.D【解析】图A是稳定的电场，不能产生磁场， 故A错误：图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定 不变的磁场，也不能形成电磁波，故B、C错误：图D 是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的 周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波， 故D正确。 8.AB【解析】在电磁波谱中，无线电波一般可用 于通信，故A正确；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B正确；Y射线 是波长最短的电磁波，它可以摧毁病变的细胞，故C错 误；紫外线主要用来消毒，故D错误。 9.C【解析】波长顺序由短到长排列，电磁波谱可 大致分为Y射线（伽马射线）、X射线（伦琴射线）、紫 外线、可见光、红外线、微波、无线电波，故C正确， A、B、D错误。 10.B【解析】微波炉能利用电磁波加热食物，则说 参考答案与解析⊙ 明电磁波具有能量，故①正确；电磁波能在真空中传 播，则说明其自身也是一种物质，不能体现能量，故② 错误；太阳能热水器能将太阳能转化为内能，从而体现 电磁波具有能量，故③正确：电磁波能在介质中传播， 也不能说明电磁波具有能量，故④错误。故选B。 11.D【解析】声音不能在真空中传播，拨打真空罩 中的手机不能听到手机铃声；手机接收的是电磁波信 号，能在真空中传播，真空罩中的手机能接收到呼叫信 号，故能看到A上显示的B的号码。故D正确，A、 B、C错误。 12.B【解析】光纤通信是以光通信，需要用到光导 纤维，不是无线传播，A错误；由于微波的性质更接近 于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时 在传输过程中信号存在衰减等，因此人类用通信卫星作 中继站，B正确：电磁波的种类很多，长期被一些射线 或微波照射会对人体产生危害，C错误；电磁波的传播 不需要介质，能在真空中传播，D错误。 13.BD【解析】包括可见光在内的无线电波、红外 线、紫外线、X射线等都称为电磁波，故A错误；根据 电磁波理论可知，周期性变化的电场产生周期性变化的 磁场，故B正确；声波属于机械波，它的传播离不开介 质，电磁波可在真空中传播，故C错误；雷达的工作原 理是发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获 得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速 度)、方位、高度等信息，故D正确。 14.C【解析】电饭锅是利用电流的热效应，不符合 题意，故A错误；洗衣机采用的是电动机原理，故不是 应用电磁波工作的，故B错误；微波炉是利用微波的频 率与水的频率接近，从而使水产生共振的现象，故C正 确：台灯是利用电能转化为光能的现象工作的，故D 错误。 15.AC【解析】航班与卫星间联系主要以微波的形 式传播，微波遇到大气中的电离层就反射了，A正确； MH370发出的电磁波，频率是可以改变的，B错误：飞 机上的电子设备也能产生变化的电磁场，从而形成电磁 波也向外辐射电磁波，故C正确，D错误。 16.BD【解析】电磁波的波速与介质性质有关，与 频率无关，故A错误；由=入f,知电磁波的波速与电磁 波的频率和传播介质有关，故B正确；电磁波在不同介 质中传播时，波速变化，频率不变，由=∫，知波长会 变化，故C错误；电磁波在传播时频率不变，故D正确。 17.D【解析】可见光属于电磁波，A错误；电磁波 的传播不需要介质，B错误；电磁波看不见也摸不着， 81 高中物理必修第三册（人教版） 但电磁波是物质，C错误：电磁波的本质是在空间中传 播的变化的电磁场，D正确。故选D。 18.C【解析】微波炉的频率范围是f=2×105~3×10 MHz;X射线的频率范围是f=10104MHz;广播电台 的短波频率是f=6~30MH五，因此有f乐5，A、B、D 错误，C正确。故选C。 19.C【解析】由于红外线的热效应最明显，因此A 处照射到的电磁波中一定含有红外线。故选C。 20.BCD【解析】红外线测温仪是利用了红外线的 热效应，故A错误；X射线具有穿透性、荧光性和摄影 效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；γ射线 能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞治疗癌 症，故C正确；医用紫外线灭菌灯是利用了紫外线的消 毒特性，故D正确。故选BCD。 >m5.能量量子化 1.CD【解析】物体在室温时辐射的主要成分是波 长较长的电磁波，以不可见的红外光为主，故A错误； 随着温度的升高，热辐射中较短波长的成分越来越多， 故B错误；给一块铁块加热，依次呈现暗红、赤红、橘 红等颜色，故C正确；辐射强度按照波长的分布情况 随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性， 故D正确。 2.C【解析】能100%地吸收人射到其表面的电磁辐 射，这样的物体称为黑体，故A错误；黑体虽然不反射 电磁波，但是却可以向外辐射电磁波，故B错误：黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料 的种类及表面状况无关，C正确，D错误。 3.B【解析】首次提出“微观粒子的能量是量子化 的”这一观念，与普朗克常量h相关，故B正确。 4.C【解析】光在真空中传播，每份光子的能量取 决于光的频率，频率越大，光子的能量越大，故选C。 5.C【解析】普朗克引入能量子的概念，得出黑体 辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好， 并由此开创了物理学的新纪元，故选C。 6.A【解析】根据E=hw可知，光子的能量与频率 成正比，故选A。 7.AD【解析】年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能 量子假说的意义，他把能量子假设进行了推广，提出了 光子说，故B、C错误。 8.C【解析】量子一词来自拉丁语quantus,意为 “多少”，代表“相当数量的某事”。在物理学中常用到 量子的概念，量子是一个不可分割的基本个体。“量子 82 化”指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任 意值。汽车的个数的数值只能取正整数，不能取分数或 小数，因而是不连续的，是量子化的。其他三个物理量 的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因 而是连续的，非量子化的，故选C。 9.BD【解析】通常情况下，原子处于能量最低的 状态，这是最稳定的状态，故A错误，B正确；由于原 子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立 的，故C错误；氢原子在辐射光子时，能量减小，吸收 光子，能量增加，能级间跃迁吸收的光子必须等于两能 级间的能级差，才能被吸收发生跃迁，故D正确。 l0.B【解析】一个氢原子从n=3能级跃迁到n=1能 级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少， 故选B。 11.CD【解析】原子从基态跃迁到激发态要吸收光 子，吸收能量，故A错误；原子吸收光子后从低能级向 高能级跃迁，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级， 故B错误，C正确：原子无论是吸收光子还是放出光 子，吸收的光子或是放出的光子的能量等于始、末两个 能级的能量差，D正确。 12.CD【解析】原子的能量通过跃迁是可以改变 的，A错误；电子的轨道改变和原子的能量变化是对应 的，B错；原子的能量状态是不连续的、量子化的，因 此具有分立的能级，C、D正确。 13.C【解析】根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的 研究，普朗克提出“振动着的带电微粒的能量只能是某 一最小能量值ε的整数倍”，从而建立了“能量量子化” 观点，故A正确；根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的 研究，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电 磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”，故 B正确；我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐 射与温度有关，故C错误；爱因斯坦提出了光子的概 念，指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的， 而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的”，故 D正确。本题选择不正确的，故选C。 14.AD【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量 子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；并 不是能级理论第一次将量子观念引人原子领域，故B错 误；电子、质子、中子等微观粒子的运动规律，不能用 经典力学来说明，故C错误；计算机和智能手机的制 造、激光技术，都离不开量子力学，故D正确。 15.D【解析】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐 射红光，Em-E,=hy,从能级n跃迁到能级k时吸收紫光N 高中物理必修第三册（人教版） 4.电磁波的发现及应用 基础练)匀 知识点1电磁场 D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波 1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确 的存在 的是() 5.关于电磁波的频率、波长、周期和波速之 A.电场周围一定产生磁场 间的关系，下列说法正确的是() B.磁场周围一定产生电场 A.在真空中波长越长的电磁波频率越高 C.静止的电荷能够在周围空间产生磁场 B.频率越高的电磁波在真空中传播速度 D.只有变化的电场在周围空间才产生磁场 越快 2.(多选)关于电磁波的发现，下列说法正 C.在真空中波长越短的电磁波周期越小 确的是() D.在真空中波长越短的电磁波周期越大 A.电磁波是一种假想的物质 6.在真空中所有电磁波都具有相同的是( B.电磁波是客观存在的物质 A.频率 B.波长 C.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 C.能量 D.波速 D.变化的电场和变化的磁场互相激发，7.如图是各电场的电场强度E随时间t的变 由近及远传播形成电磁波 化图像，其中能向外发射的电磁波是 3.关于电磁场，下列说法不正确的是( A.电磁场也是物质 B.电磁场具有能量 C.电磁场看不见摸不着，是假想的 D.电磁场是物质存在的基本形态之一 知识点2电磁波 知识点3电磁波谱 4.下列关于电磁波的说法，正确的是( 8.(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的 A.电磁波只能在真空中传播 是() B.只要空间中同时存在电场和磁场就一 A.在电磁波谱中，无线电波一般可用于 定会产生电磁波 通信 C.做变速运动的电荷可能会在空间产生 B.X射线对生命物质有较强的作用，过量 电磁波 的X射线辐射会引起生物体的病变 98)练 第十三章电磁感应与电磁波初步 C.y射线是波长最短的电磁波，可以用来 的号码为13022222222，当手机A拨打 消毒 手机B时，能听见B发出响声并且看见 D.紫外线可以用于摧毁病变的细胞 B上来电显示A的号码为13811111111， 9.下列各组电磁波，按波长由短到长的正确 若将手机A置于透明真空罩中，再用手 排列顺序是() 机B拨打手机A,则() A.无线电波、红外线、可见光、X射线 A.能听见A发出的响声，但看不到A上 B.X射线、红外线、可见光、无线电波 显示B的号码 C.X射线、可见光、红外线、无线电波 B.能听见A发出的响声，也能看到A上 D.无线电波、可见光、红外线、X射线 显示B的号码为13022222222 C.既不能听见A发出的响声，也看不到 知识点④电磁波能量 A上显示B的号码 10.下列现象能说明电磁波具有能量的是 D.不能听见A发出的响声，但能看到A ( 上显示B的号码为13022222222 ①微波炉能利用电磁波加热食物②电 12.关于现代通信和电磁波，下列叙述正确 磁波能在真空中传播③太阳能热水器 的是( 能将太阳能转化为内能 ④电磁波能在 A.光纤通信传输的信息量很大，主要用 介质中传播 于无线电广播 A.①② B.①③ B.卫星通信利用人造卫星作为中继站进 C.②③ D.③④ 行通信 C.电磁波的应用对人类有利无害 知识点5电磁波通信 D.电磁波不能在真空中传播 11.手机A的号码为13811111111，手机B 升练 13.（多选)关于电磁场和电磁波，下列说 设备 法正确的是() 14.下列哪种家用电器是应用电磁波工作的 A.电磁波是看不见的，所以可见光不是 ( 电磁波 A.电饭锅 B.洗衣机 B.周期性变化的电场会产生周期性变化 C.微波炉 D.台灯 的磁场 15.(多选)2014年3月8日马来西亚航班 C.声波和电磁波都可在真空中传播 MH370失联前，关于航班与塔台和卫星 D.雷达是用电磁波来测定物体位置的 之间的联系，下列说法正确的是() 练 99 N 高中物理必修第三册（人教版） A.航班与卫星间联系主要以微波的形式 的频率为，广播电台的短波频率为， B.MH370发出的电磁波频率是定值，不 它们的大小关系正确的是() 能改变 A.f<ff B.fiff C.飞机上的电子设备也向外辐射电磁波 C.fsfif2 D.fifs D.飞机上的电子设备做过特殊处理，不 19.某同学利用太阳光和三棱镜重复了牛顿 会向外辐射电磁波 的色散实验，并将5支相同的温度计分 16.(多选)关于电磁波传播速度表达式v= 别放在屏幕A、B、C、D、E五处位置， f,下列说法正确的是() 其中B处是红光边缘，D处是紫光边缘， A.电磁波的波速与波的频率成正比 观察到的现象是A处的温度计升温最快， B.电磁波的波速与电磁波的频率和传播 下列解释最合理的是( 介质有关 白光 C.电磁波在传播过程中波长是定值 D.电磁波在传播过程中频率是定值 三棱镜 17.2022年10月12日，神舟十四号航天员 紫D 面向广大青少年进行太空授课，此次太 第19题图 空授课是基于我国天链中继系统，通过 A.A处照射到的电磁波波长最长 电磁波实现了高速双向音视频传输。下 B.A处照射到的电磁波能量最大 列有关电磁波的说法，正确的是() C.A处照射到的电磁波含有红外线 D.A处照射到的电磁波含有紫外线 20.电磁波在医院得到了广泛应用，关于电 磁波的某些特性，下列说法正确的是 () A.红外线测温仪是利用了红外线波长较 第17题图 长的特性 A.可见光不属于电磁波 B.胸透又称荧光透视，是利用X射线具 B.电磁波的传播需要介质 有穿透性、荧光性的特性 C.电磁波不是物质，看不见也摸不着 C.伽马手术刀治疗癌症是利用y射线穿 D.电磁波本质是在空间中传播的变化的 透力强、能量高的特性 电磁场 D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消 18.电磁波应用极其广泛，家用微波炉的微： 毒特性 波频率为，医院对人体透视的X射线： 100练