3.4电磁波的发现及其应用 同步练习-2021-2022学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册（word版含答案）

3.4电磁波的发现及其应用
1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
2．关于电磁场理论，下列说法正确的是(　　)
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(　　)
A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波
B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波传播的速度是3.0×108
m/s
4．(多选)电磁波和声波相比较，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大
D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关
5．(多选)不列关于电磁波的叙述中，正确的是(　　)
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为c
C．电磁波在真空中传播时，传播速度为c
D．光是一种电磁波
6．手机A的号码为18888880001，手机B的号码为18888880002，手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且来电显示A的号码为18888880001。若将手机A置于一透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则(　　)
A．发出响声，并显示B的号码18888880002
B．发出响声，但不显示B的号码
C．不发出响声，但显示B的号码18888880002
D．即不发出响声，也不显示号码
7．(多选)下列说法正确的是(　　)
A．红外线易穿透云层，故广泛应用于遥感技术领域
B．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
C．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
D．电取暖器利用了红外线的热作用
8．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　)
A．在真空中各种电磁波的传播速度都相同
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光的波长长
D．在电磁波谱中，波长最长的是γ射线
9．具有NFC(近距离无线通信技术)功能的两只手机在间距小于10
cm时可以通过________波直接传输信息，其载波频率为1.5×107
Hz，载波的传播速度为3.0×108
m/s，则该载波的波长为________
m。
10．关于电磁波，下列说法正确的是(　　)
A．麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
B．电磁波的传播不需要借助任何介质
C．电磁波的传播过程是电磁场能的传播过程
D．均匀变化的电场一定能形成电磁波
11．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
12．(多选)关于紫外线的作用和特性，下列说法正确的是(　　)
A．一切物体都在不停地辐射紫外线
B．紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高的能量，可以穿透细胞膜
C．紫外线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤、破坏内脏器官
D．紫外线具有荧光作用
13．微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×109Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的部分技术参数，问：
微波炉
MG—5021
MW
额定电压：220V　50
Hz
微波额定功率：1100
W
微波输出功率：700
W
内腔容积：20
L
振荡频率：2450
MHz
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少？
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少？
(3)如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30
min，则做这道菜需消耗多少电能？
答案
1
BC　[A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图中的下图是与其不对应的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，且相位相差，C图是正确的；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π，故D图错误。所以只有BC两图正确。]
2
D　[根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才能产生磁场，所以A错，而非均匀变化的电场产生变化的磁场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，所以BC错。]
3
A　[变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，场逐渐向外传播形成电磁波，A正确；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，只要电场发生变化就可以产生磁场，只要磁场发生变化就可以产生电场，如果电场(磁场)不变化，则不能产生磁场(电场)，B错误；电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，也可在介质中传播，在真空中的传播速度才等于光速，CD错误。]
4
ABC　[此题考查电磁波和声波的区别，可从它们的特点上分析，A、B符合物理事实所以正确；根据v＝λf，电磁波速度变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C正确；电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一介质中频率越大，波速越小，所以D错误。]
5
ACD　[电磁波由电磁场发生区域向远处传播，电磁波在真空中的传播速度为c，故选项ACD正确。]
6
C　[手机之间通信靠电磁波，可以在真空中传播，但是在真空中声波不能传播，故不发出响声，但显示B的号码18888880002，C正确。]
7
AD　[红外线衍射明显，选项A正确；γ射线穿透能力最强，选项B错误；阳光晒黑皮肤是紫外线的作用，选项C错误；红外线有显著的热作用，选项D正确。]
8
AB　[各种电磁波在真空中的速度都为3×108m/s，故A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫光是可见光，比紫外线的波长长，故CD错误。]
9
[解析]　英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：周期性变化的磁场能产生周期性变化的电场，从而产生电磁波。空气中电磁波的传播速度近似等于光速c，由波速公式c＝λf得波长λ＝＝
m＝20
m。
[答案]　电磁　20
10
BC　[麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，A错误；电磁波可以在真空中传播，B正确；电磁波是将电磁场能传播出去，C正确；均匀变化的电场形成的磁场是稳定的，无法形成电磁波，D错误。]
11
C　[非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近
及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C项正确。]
12
BD　[一切物体都在不停地辐射红外线，A错误；紫外线具有较高的能量，能破坏细胞核中的物质，可以用来杀菌消毒，B正确；紫外线穿透能力不强，不会穿透人的皮肤破坏内脏器官，C错误；紫外线具有荧光效应，可用于设计防伪，D正确。]
13
[解析]　(1)微波炉的波长为
λ＝＝
m≈0.12
m。
(2)微波挡工作时的额定电流为
I＝＝
A＝5
A。
(3)消耗的电能ΔE＝W＝Pt＝1
100×1
800
J＝1.98×106
J。
[答案]　(1)0.12
m　(2)5
A　(3)1.98×106
J
1/3