内容正文:
二十六 电磁波的发现及应用
(40分钟 80分)
(选择题1~6题,8~10题,每小题6分,共54分)
【基础全面练】
1.关于电磁场理论,下列说法正确的是( )
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
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【解析】选D。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,A、B、C错误,D正确。
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2.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
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【解析】选A。电磁波在真空中的传播速度恒定,与频率无关,A正确;根据麦克斯韦电磁场理论可知,周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,B错误;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,C错误;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,D错误。
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3.下列说法正确的是 ( )
A.空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
B.阳光可以晒黑皮肤,主要是阳光中红外线的作用
C.常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D.微波炉利用红外线的热效应快速加热食物
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【解析】选A。红外线的热作用很强,有较好的穿透云雾烟尘的能力,可以制成热谱仪、红外线夜视仪等等,所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力,A正确;阳光晒黑皮肤是紫外线的作用,B错误;常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,C错误;微波炉是利用了微波的频率与水的频率相接近,从而使水振动而发热的,D错误。
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4.(2025·保定高二检测)下列说法正确的是 ( )
A.雷达测速仪使用的雷达波是一种机械波
B.常用的手持式无接触测温枪工作时用的是红外线
C.声呐设备是潜艇的“眼睛和耳朵”,它发出的声呐波属于电磁波
D.杀菌用的紫外线是可见光的一种,它属于电磁波
【解析】选B。雷达测速仪使用的雷达波是一种电磁波,A错误;红外线最显著的特征是热效应,所以常用的手持式无接触测温枪工作时用的是红外线,B正确;声呐设备是潜艇的“眼睛和耳朵”,它发出的声呐波属于机械波,C错误;杀菌用的紫外线是不可见光的一种,它属于电磁波,D错误。
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5.下列关于电磁场、电磁波的说法正确的是 ( )
A.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场
B.电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C.人们利用电磁波传递信息或者能量
D.电磁场仅仅是一种描述方式,不是真正的物质存在
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【解析】选C。变化的电场周围一定存在磁场,变化的磁场周围一定存在电场,选项A错误;电磁波在不同介质中的传播速度大小不相同,选项B错误;人们利用电磁波传递信息或者能量,选项C正确;电磁场是真正存在的物质,选项D错误。
【总结提升】电磁波的能量
(1)从场的观点来看,电场具有电场能,磁场具有磁场能,电磁场具有电磁能。
(2)电磁波发射的过程就是辐射能量的过程,电磁波在空间传播,电磁能就随之一起传播。
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6.(2025·南充高二检测)以下说法正确的是 ( )
A.变化的磁场能够在周围空间产生电场
B.麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在
C.验钞机和遥控器的工作均利用了红外线
D.紫外线比无线电波频率小
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【解析】选A。根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场能够在周围空间产生电场,A正确;麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波,赫兹利用实验证实了电磁波的存在,B错误;验钞机是利用紫外线使钞票上的荧光物质产生发光效应进行防伪的,遥控器的工作利用了红外线,C错误;各种射线的波长从大到小排序为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,故紫外线比无线电波的波长小,频率大,D错误。
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7.(8分)波长为4×10-7 m的红光,从相距15 m处的交通信号灯传到你的眼睛,大约需要多长时间?该红光的频率为多少?(电磁波在空气中的传播速度c取3.0×108 m/s)
答案:5×10-8 s 7.5×1014 Hz
【解析】红光在真空中的速度为c=3×108 m/s,
从相距15 m处的交通信号灯传来需要的时间t== s=5×10-8 s,
由c=λf可知f== Hz=7.5×1014 Hz。
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【综合应用练】
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340 m/s
D.能在真空中传播
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【解析】选D。蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内,不是蓝光,A错误;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c=λf可知其波长比手机通信的电磁波短,B错误;电磁波在真空中的传播速度为 3.0×108 m/s ,C错误、D正确。
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9.(2025·湖州高二检测)以下关于电磁波的说法正确的是 ( )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波
B.空间中均匀变化的电场能引起均匀变化的磁场从而产生电磁波
C.所有电磁波在真空中的传播速度大小一样
D.X射线可以摧毁病变的细胞,γ射线可以用于诊断病情
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【解析】选C。
选项 选项剖析 对错
A 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在 ×
B 均匀变化的电场能产生恒定的磁场,不会产生电磁波 ×
C 所有电磁波在真空中的传播速度大小一样,均等于光速 √
D X射线可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞 ×
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10.某广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中
的激光(可见光)、人体透视用的X光,都是电磁波,它们的频率分别为f1、f2、f3、f4,
则 ( )
A.f1>f2>f3>f4 B.f1<f2<f3<f4 C.f1<f3<f2<f4 D.f1>f3>f2>f4
【解析】选B。根据电磁波谱排列
可知广播电台发射“中波”段某套节目的信号频率最低,其次是家用微波炉中的微
波,频率较高的是VCD机中的激光(可见光),频率最高的是人体透视用的X光,即
f1<f2<f3<f4,故选B。
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11.(8分)某电磁波接收器使用的电磁波频段为900 MHz~1 800 MHz,那么,此电磁波的波长范围是多少?(保留两位有效数字)
答案:0.17~0.33 m
【解析】电磁波在真空中传播速度等于光速,为c=3×108 m/s。
当f1=900 MHz时,波长λ1==≈0.33 m;
当f2=1 800 MHz时,波长λ2==≈0.17 m。
电磁波的波长范围是0.17~0.33 m。
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【拓展创新练】
12.(10分)可见光也是一种电磁波,某种可见光的波长为0.6 μm,则它的频率为是
多少?已知光从真空中进入水中频率不变,但波长变短,若这种可见光进入水中
时波长变为0.5 μm,那么此光在水中的传播速度将变为多少?
答案:5×1014 Hz 2.5×108 m/s
【解析】根据波长、波速和频率的关系有c=λf,所以f===5×1014 Hz;
频率不变,波长变成0.5 μm,则波速v=λ'f=5×1014×0.5×10-6=2.5×108 m/s。
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