课时测评22 初识电磁波及其应用 初识光量子与量子世界-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评22　初识电磁波及其应用　初识光量子与量子世界 (时间：45分钟　满分：70分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题4分，共40分) 1．关于电磁场理论，以下说法正确的是(　　 ) A．在电场周围一定会产生磁场 B．任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场 C．均匀变化的电场会产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场 答案：D 解析：变化的电场周围一定产生磁场，但若电场不发生变化，则不能在周围空间产生磁场，选项A错误；均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场，只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变化的磁场，选项B、C错误；周期性变化的电场(或磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(或电场)，选项D正确。 2．下列关于电磁波的说法正确的是(　　 ) A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 答案：C 解析：电磁波在介质中也能传播，比如光是一种电磁波，在水和玻璃等介质中也能传播，故A错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能再产生电场，因而不能产生电磁波，故选项B错误；做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，故C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故选项D错误。 3．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是(　　 ) A．人的个数 B．物体所受的重力 C．物体的动能 D．物体的长度 答案：A 解析：依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地变化的，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A选项，故A正确，B、C、D错误。 4．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是(　　 ) A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光 答案：A 解析：在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝hν可知红光光子能量最小。 5．关于电磁波，下列说法中不正确的是(　　 ) A．电磁波是电磁场由发生区向远处传播的 B．电磁波必须依靠介质来传播 C．在真空中不同频率的电磁波传播速度相同 D．电磁波具有能量 答案：B 解析：波由波源向外传播，A正确；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，也可以在介质中传播，B错误；在真空中所有电磁波的传播速度都为3.0×108 m/s，C正确，电磁波和其他波一样，可以传递信息和能量，D正确。 6．雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统，海豚也具有完善的声呐系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统。海豚的定位、雷达的定位分别利用了自身发射的(　　 ) A．电磁波　次声波 B．红外线　光线 C．次声波　红外线 D．超声波　电磁波 答案：D 解析：海豚能发射超声波，它是一种频率高于2×104 Hz的声波，它的波长非常短，因而能定向发射，而且在水中传播时因能量损失小，要比无线电波和广播传播得远。海豚就是靠自身发出的超声波的回声来在混浊的水里准确确定远处小鱼的位置而猛冲过去吞食的。雷达是一个电磁波的发射和接收系统，因而是靠发射电磁波来定位的。 7．第26届国际计量大会于2018年11月通过决议，正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义，国际测量界的百年夙愿终于实现——国际测量体系将全部建立在基本物理常数上，大大提高了计量的稳定性和精确性。比如，最受关注的“千克”，不再以具体实物的质量来定义，而将以量子力学中的普朗克常量h为基准，经过一系列物理换算，算出质量。已知普朗克常量与频率的乘积可以表示能量，下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常量h单位的是(　　 ) A．J/s B．kg·m2/s C．kg·m2/s3 D．N·m·s 答案：B 解析：根据公式ε＝hν，因能量ε的单位为J，频率ν的单位为s-1，那么普朗克常量h的单位：J·s＝N·m·s＝，故B正确，A、C、D错误。 8．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。若有N个波长为λ0的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(　　 ) A．h· B．Nh· C．N·hλ0 D．2Nhλ0 答案：B 解析：一个光子的能量ε＝hν＝h，则N个光子的总能量E＝Nh。选项B正确。 9．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感应电场的是(　　 ) 答案：C 解析：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随时间做正弦式变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误。 10．(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是(　　 ) A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增加 C．沿BA方向磁场在迅速增加 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 答案：AC 解析：根据电磁感应，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断。根据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C正确。 11．(5分)科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。频率超过0.1 MHz 的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50 W/m2。若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 W，那么在距离该通讯装置________m以外是符合规定的安全区域(已知球面面积S＝4πR2)。 答案：0.40 解析：以发射中心为圆心、R为半径作一球面，则该球面外为安全区，在球面上，单位面积上受到的电磁辐射强度小于或等于0.50 W/m2。由题意知：≤0.50 W/m2，即R≥0.40 m。 12．(7分)人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10-34 J·s，光速为3.0×108 m/s，已知c＝λν，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？ 答案：2.3×10-18 W 解析：因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可解得P＝ W≈2.3×10-18 W。 13．(8分)神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光。已知普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？ 答案：4.23×1021个 解析：紫外激光的波长已知，由此可求得紫外激光能量子的值，再根据紫外激光发射的总能量为2 400 J，即可求得紫外激光所含光子数。紫外激光能量子的值为 ε0＝ J＝5.68×10-19 J 则该紫外激光所含光子数 n＝＝4.23×1021个。 14．(10分)某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间为10-6 s，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现一个尖波形；在收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现第二个尖波形。根据两个波形的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带(如图乙所示)，可求出车速。请根据t1、t2、t、c求出汽车车速的表达式。 答案：v＝ 解析：第一次测量时汽车距雷达的距离s1＝，第二次测量时汽车距雷达的距离s2＝，两次发射时间间隔为t，则汽车车速v＝。 学科网（北京）股份有限公司 $