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课时测评30 电磁波的发现及应用
(时间:30分钟 满分:60分)
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(选择题1-11题,每题4分,共44分)
1.(多选)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,安培用实验证实了电磁波的存在
D.库仑发现了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
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。故选ABD。
2.根据麦克斯韦电磁场理论判断,在如图所示的4组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t变化的规律中,错误的是( )
答案:C
解析:稳定的电场不能产生磁场,故A正确;均匀变化的磁场产生稳定的电场,故B正确;周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场,产生电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比,故C错误,D正确。故选C。
3.(多选)下列关于电磁波的叙述中,正确的是( )
A.电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质中传播时,波长将变短
D.电磁波由真空进入介质中传播时,频率将变大
答案:AC
解析:周期性变化的电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播,形成电磁波,A正确;电磁波只有在真空中时波速才为3×108 m/s,在其他介质中波速均小于3×108 m/s,B错误;电磁波由真空进入介质中,频率不变,波速减小,根据λ=可知,波长λ变短,C正确,D错误。故选AC。
4.(多选)关于可见光和无线电波,下列说法正确的是( )
A.都是电磁波
B.都可以在真空中传播
C.在真空中的传播速度都是3×108 m/s
D.在真空中的波长、频率均相同
答案:ABC
解析:可见光和无线电波本质上都是电磁波,都可以在真空中传播,在真空中传播的速度都是3×108 m/s,A、B、C正确;可见光和无线电波在真空中的波长、频率不同,D错误。故选ABC。
5.电磁波在真空中传播的速度c=3×108 m/s,有一个广播电台的频率f=90.0 MHz,这个电台发射的电磁波的波长λ约为( )
A.2.70 m B.270 m
C.3.00 m D.3.33 m
答案:D
解析:根据c=λf,可得λ= m≈3.33 m。故选D。
6.(多选)下列电磁波中,按波长从长到短排列的是( )
A.无线电波、可见光、红外线
B.无线电波、可见光、γ射线
C.红光、黄光、绿光
D.紫外线、X射线、γ射线
答案:BCD
解析:电磁波谱中,按波长由长到短排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)→紫外线→X射线→γ射线。故选BCD。
7.(2025·陕西宝鸡金台区高二下期末)英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果,得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A.变化的电场一定会产生变化的磁场
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式c=λf
D.红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波
答案:C
解析:变化的电场一定会产生磁场,但不一定产生变化的磁场,因为均匀变化的电场会产生稳定的磁场,故A错误;电磁波的传播不需要介质,故B错误;电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式c=λf,故C正确;红外线、可见光、紫外线都是电磁波,超声波不是电磁波,故D错误。故选C。
8.以下对一些电磁波应用的解释,正确的是( )
A.紫外线验钞机是利用紫外线的化学作用
B.紫光灯消毒主要是利用紫光的穿透力强的特点
C.工业上的金属探伤利用的是X射线具有极强的穿透能力
D.红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
答案:D
解析:紫外线验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字,发出可见光,使这些文字能被肉眼看到,利用了紫外线的荧光效应,A错误;紫光灯消毒主要是利用其发出的紫外线具有较强的辐射能力来达到灭菌的目的,B错误;工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力,C错误;一切物体都在不停地辐射红外线,红外遥感技术就是利用这个原理,D正确。故选D。
9.在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线的频率大小关系是( )
A.红外线的频率最大,可见光的频率最小
B.X射线的频率最大,红外线的频率最小
C.可见光的频率最大,红外线的频率最小
D.X射线的频率最大,可见光的频率最小
答案:B
解析:在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线按照频率从大到小的排列顺序是:X射线、可见光、红外线。故选B。
10.(多选)近几年,我国多地引进了“γ刀”,治疗效果好,因此该刀成为治疗脑肿瘤的最佳仪器之一。令人惊奇的是,用“γ刀”治疗不用麻醉,病人清醒,时间短,半小时内完成手术,无须住院。“γ刀”治疗脑肿瘤主要是利用 ( )
A.γ射线具有很强的穿透本领
B.γ射线具有很强的电离作用
C.γ射线具有很高的能量
D.γ射线能很容易地绕过障碍物到达目的地
答案:AC
解析:“γ刀”治疗脑肿瘤主要是利用:γ射线波长极短,穿透本领很强,能量很高。故选AC。
11.(多选)大多数雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内,c=3×108 m/s。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波长范围为0.3~1.5 m
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电磁波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.雷达使用无线电波的微波波段
答案:ACD
解析:由c=λf可得λmin==0.3 m,λmax==1.5 m,A正确;电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,B错误;由雷达的工作原理可知,C正确;雷达使用无线电波的微波波段,D正确。
12.(8分)频率为5×1014Hz的红光,从10 m处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?(c=3×108 m/s,结果均保留2位有效数字)
答案:3.3×10-8 s 1.7×107个
解析:从交通信号灯传到眼睛需要的时间是
t= s≈3.3×10-8 s
由c=λf可得,该红光的波长
λ= m=6×10-7 m
在这个距离中的波长个数为
n=个≈1.7×107个。
13.(8分)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?(c=3×108 m/s)
答案:3×106~6×106 Hz 5×10-3 s
解析:由c=λf可得
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。
学生用书第127页
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