4.2电磁场与电磁波提升检测-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word版含答案）

4.2电磁场与电磁波提升检测
一、单选题
1.关于电磁场和电磁波的说法中正确的是：（??
）
A.?紫外线是一种波长比紫光波长更长的电磁波，能够灭菌
B.?变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
C.?电磁波是纵波，可以在真空中传播
D.?麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
2.关于电磁波下列说法正确的是（???
）
A.?麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并预言了电磁波的存在??????????B.?无线电波、光波、阴极射线、X射线、γ射线都是电磁波
C.?赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度??????????D.?太阳光中含有不同频率的各种电磁波，且能量均分在各个波段
3.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，则（??
）
A.?无线电波的波长比紫外线的短?????????????????????????????B.?红外线光子的能量比紫外线光子的能量弱
C.?γ射线的频率比红外线的频率低???????????????????????????D.?在真空中，红外线的速度比无线电波的速度快
4.电磁波在真空中的传播速度（??
）
A.?等于3.00×108m/s????????B.?大于3.00×108m/s????????C.?小于3.00×108m/s????????D.?以上三种都有可能
5.关于雷达，下列说法中正确的是（??
）
A.?雷达是早在发现电磁波之前就有的设备???????????????B.?雷达是利用电磁波能产生折射的特性工作的
C.?雷达可用来发现飞机、舰艇，探测台风、雷雨??????D.?雷达在能见度低的黑夜将无法使用
6.“远望”号航天测量船，通过发射和接收一种波．对“嫦娥一号”进行跟踪、测量与控制．这种波是（?
）
A.?红外线?????????????????????????????????B.?紫外线?????????????????????????????????C.?超声波?????????????????????????????????D.?微波
7.数字信号比模拟信号具有的有点是（?
）
A.?抗干扰力差??????????????????????B.?容易不加密??????????????????????C.?便以计算机处理??????????????????????D.?传输简单
8.下列关于手机说法正确的是（?
）
A.?手机只能发射电磁波???????????????????????????????????????????B.?手机只能接收电磁波
C.?手机既可发射也可接收电磁波?????????????????????????????D.?手机既不能发射也不能接收电磁波
9.现在用于家庭烹调加热食物的家用电器种类很多，加热的原理也不尽相同，下列加热装置中，直接使食物分子振动，从而起到加热作用的装置是（?
）
A.?电饭煲???????????????????????????????B.?微波炉???????????????????????????????C.?电磁灶???????????????????????????????D.?石油气炉
10.按照麦克斯韦理论，以下说法正确的是（??
）
A.?恒定的电场周围产生恒定的磁场?????????????????????????B.?恒定的磁场周围产生恒定的电场
C.?均匀变化的电场周围产生稳定的磁场??????????????????D.?均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
11.2017
年
10
月
10
日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500
米口径球面射电望远镜(FAST)探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星体。与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是由于脉冲星的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来；脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述材料，下列说法正确的是（??
）
A.?脉冲信号属于机械波???????????????????????????????????????????B.?脉冲星的磁轴与自转轴重合
C.?脉冲的周期等于脉冲星的自转周期??????????????????????D.?所有的中子星都可以发出脉冲信号
12.关于电磁场理论的叙述不正确的是（???
）
A.?变化的磁场周围一定存
在着电场，与是否有闭合电路无关
B.?周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C.?变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D.?电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
13.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的革命与创新，下列说法正确的是（?
）
A.?电容器的电容大小与带电量有关
B.?根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场一定能产生变化的电场
C.?根据狭义相对论原理可知，在不同惯性参考系中，光在真空中的光速是不同的
D.?电视机遥控器使用的是红外线
14.关于电视信号的发射，下列说法中正确的是（?
）
A.?摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.?摄像管输出的电信号必须加在高频等幅振荡电流上，才能向外发射
C.?伴音信号和图象信号不是同步向外发射的
D.?电视台发射的是带有信号的长波
15.数字信号和模拟信号的不同之处是（?
）
A.?数字信号在大小上不连续，时间上连续，而模拟信号则相反
B.?数字信号在大小上连续，时间上不连续，而模拟信号则相反
C.?数字信号在大小和时间上均不连续，而模拟信号则相反
D.?数字信号在大小和时间上均连续，而模拟信号则相反
16.如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L=9.1cm，中点O与S间的距离d＝4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0×10－4T，电子质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝－1.6×10－19C，不计电子重力。电子源发射速度v＝1.6×106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则（???
）
??????????????????
A.?θ＝90°时，l＝9.1cm??????????????????????????????????????????B.?θ＝60°时，l＝9.1cm
C.?θ＝45°时，l＝4.55cm????????????????????????????????????????D.?θ＝30°时，l＝4.55cm
二、解答题
17.除了可见光外，红外线、紫外线、无线电波（中波、短波、微波）、X射线、
射线，都是电磁波大家族的成员。请在这些看不见的电磁波中，每种选一个与你关系最密切的，或者令你印象最深的实例，按照波长由长至短的顺序列举出来。
18.早期电视机接收的频道为
频道
，全频道电视机所接收的频道除
频道外，还包括
频道
，试求早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围．
19.我们通常听到的声音是靠声波来传播的，而手机接收的是电磁波。请你小结一下：声波和电磁波有哪些地方是相同的？有哪些地方存在着差异？
答案解析
1.【答案】
B
【解析】紫外线是一种波长比紫光波长更短的电磁波，能够灭菌，A不符合题意；根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场，B符合题意；电磁波是横波，可以在真空中传播，C不符合题意；赫兹第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在，D不符合题意.
故答案为：B
【分析】通过图像读出波的波长，结合质点P的位置移动求解波速，进而求出波的周期，再结合选项逐一分析即可。
2.【答案】
C
【解析】A麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，也进行了相关理论计算，但并没有用实验验证电磁波的存在，A不符合题意；
B根据电磁波谱，阴极射线不属于电磁波，B不符合题意
C赫兹用实验证明了电磁波的存在，并且通过测量，发现在真空中，电磁波具有与光相同的速度，C符合题意；
D太阳光中含有红外线、可见光和紫外线，并不是含有不同频率的各种电磁波，同时能量也不是均分的，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】麦克斯韦没有证明电磁波的存在，阴极射线和X射线是电子流不是电磁波，太阳光含有不同频率的光，能量不是均分，不同频率具有不同能量。
3.【答案】
B
【解析】解：AB、依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线，则无线电波的波长比紫外线的长，故A错误；
B、红外线光子的频率比紫外线光子的频率低，则红外线光子的能量比紫外线光子的能量弱，故B正确；
C、γ射线的频率比红外线的频率高，故C错误；
D、电磁波是一种物质，可以在真空中传播，在真空中传播速度为3×108m/s，则在真空中，红外线的速度与无线电波的速度一样快，故D错误；
故选：B．
【分析】各种电磁波在真空中的传播速度都是不变的，依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线）．
4.【答案】
A
【解析】因为电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，是3×108m/s；
故答案为：A．
【分析】速度等于光速的大小。
5.【答案】
C
【解析】A、雷达利用电磁波发射与接收，从而工作的设备，A不符合题意；
B、雷达通过不间断的发射无线电波的脉冲并接收反射电磁脉冲工作的，B不符合题意；
C、雷达可用来发现飞机、舰艇，探测台风、雷雨，C符合题意；
D、电磁波的使用不受白天与黑夜的影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，D不符合题意；
故答案为：C．
【分析】雷达是发射电磁波和接收电磁波的设备，电磁波传播不受能见度影响。
6.【答案】
D
【解析】A、红外线的主要应用是电视机、空调的遥控器．故A不正确．
B、紫外线用来杀毒消菌．故B不正确．
C、超声波是声波，不能携带电磁波信号．故C不正确．
D、微波是电磁波，跟踪、测控就是利用了它．故D正确．
故选D
【分析】要解答本题需掌握：电磁波、超声波、红外线、微波的应用．
7.【答案】
C
【解析】A、数字信号长距离传输或多次放大时不易造成声音、图象的失真，抗干扰能力强，故A错误；
B、数字信号可以通过不同的编码进行加密，故B不正确；
C、数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，从而发挥计算机的巨大功能，故C正确；
D、数字信号比模拟信号的传输复杂，故D错误．
故选：C．
【分析】分立、不连续的信号是数字信号，随时间连续变化的信号是模拟信号；数字信号具有：传播距离长、可同时传递大容量的信号、抗干扰能力强、不失真、能加密、易储存等优点；模拟信号：传播距离较短，传递容量小，保真性较差，抗干扰能力弱．
8.【答案】
C
【解析】手机在使用过程中，将要传递的信息用电磁波发射出去，另一方面又可以通过接受电磁波来获取他人传递给自己的信息．
故选：C．
【分析】手机工作原理：手机（移动电话）既是无线电发射台，又是无线电接收台，手机之间通话时，将要传递的信息加载到电磁波上发射出去，同时接收对方手机加载到电磁波上的信息．手机之间的通话要靠基地台转接．
9.【答案】
B
【解析】电饭煲是通过电流的热效应而发热的；微波炉通过微波使水分子振荡而加热；电磁灶利用的电磁感应原理；石油气炉是利用的天燃气燃烧生热而加热食物；
故符合答案的只有微波炉；
故选：B．
【分析】明确各电器的工作原理，找出通过振动加热的家用电器即可．
10.【答案】
C
【解析】A．恒定的电场周围不会产生磁场，所以A不符合题意；
B．恒定的磁场周围周期不会产生电场，所以B不符合题意；
C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，所以C符合题意；
D．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，所以D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】恒定电场不会产生磁场；恒定的磁场周围不会产生电场；均匀变化的磁场会产生恒定的电场。
11.【答案】
C
【解析】根据题意，脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲，则可得脉冲的周期等于脉冲星的自转周期，C符合题意；脉冲信号属于电磁波，若为机械波，则传播需要介质，无法接收到，A不符合题意；根据图可知脉冲星的磁轴与自转轴并不重合，B不符合题意；根据题中信息，脉冲星是中子星的一种，为会发出周期性脉冲信号的星体，说明并不是所有的中子星都可以发出脉冲信号，D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】脉冲波传递过程不需要介质所以属于电磁波；从图可以判断脉冲的磁轴与自转轴不重合，由于脉冲星自转一周地球就能接收一次所以两者周期相同，不是所有中子星都能发出脉冲信号。
12.【答案】
D
【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场周围一定存在电场，与是否有闭合电路无关，A正确；周期性变化的磁场产生同频率变化的电场，B正确；由电磁场的定义可知C也正确；只有变化的电场周围存在磁场，变化的磁场周围存在电场，故D错误．
【分析】理解麦克斯韦的电磁场理论，根据相关内容解答。
13.【答案】
D
【解析】?根据电容大小计算公式
可得电容器电容大小与电荷量无关，A错误；
根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，B错误；
根据光速不变原理，可知C错误；
电视机遥控器使用的是红外线，D正确。
故选D
【分析】利用公式
判断电容大小，是电容决定式。
14.【答案】
B
【解析】A、摄像管输出的电信号必须加在高频等幅的振荡电流上，才能向外发射，故A错误，B正确．
C、摄像机和话筒把图象和声音转化为电信号加载在频率很高的电流上，同步向外发射．故C不正确．
D、电视台发射的电磁波携带了声音信号与图象信号，能用来传递声音和图象，发射的是无线电波．故D错误．
故选：B．
【分析】电视用电磁波传递图象信号和声音信号，摄像机和话筒把图象和声音转化为电信号加载在频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中，电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，并将加载的图象信号和声音信号取出并放大，由显像管和扬声器还原为图象和声音．
15.【答案】
C
【解析】模拟信号随时间的变化是连续的，而数字信号随时间的变化可以连续，也可以不连续．故选择ABD错误，C正确．
故选：C
【分析】模拟信号随时间的变化是连续的，而数字信号随时间的变化可以连续，也可以不连续；数字信号比模拟信号抗干扰能力强；电子计算机处理的是数字信号．
16.【答案】
A
【解析】电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据洛伦兹力大小计算公式和向心力公式有：
，
解得电子圆周运动的轨道半径为
.恰好有,，由于电子源s可向纸面内意方n发射电子，因此电子的运动轨团将是过5点的一系列半径为，的等大圆，能够打到板W上的区域范围如下图所示，实线5表示电子刚好经过板N端时的轨迹，实线54表示电子轨机刚好与板相切于A点时的九r，因此电子打在板上可能位置的区域的长度为
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
又由题设选项可知W与直线的夹角不定，但要使电子轨迹与MN板相切，根据图中几何关系可知，
此时电子的轨团圆心C落在与MN距离为r，的平行线上，如下图所示，当＝4.55cm即时，即A点与板0
点重合，作出电子轨边如下图中实线
，
由图中几何关系可知，出时与MN的夹角＝300
，
故选项
C错误：选项D正确：当l＝9.1cm即时即A点与板M端重合作出电子轨团如下图中实线
，
由图中几
何关系可知出时与MN的夹角＝900：，故选项A正确选项B错误，
??????????????????????????
【分析】粒子源中带电粒子等速率，不定方向发射时，相当于一系列等大圆直径旋转。
17.【答案】
解：收音机或者手机接收无线电波，空调、电视机遥控器发射红外线，学校食堂用紫外线灯杀菌消毒，地铁站利用X射线进行安检，医院用
射线杀死肿瘤细胞等。
【解析】【分析】收音机或者手机可以接收无线电波、其红外线可以作为温度探测仪；紫外线灯用于杀菌；X射线作为安检；y射线作为手术刀。
18.【答案】
解:早期电视机的波长范围为：
?
?m；全频道电视机接收的无线电波的波长范围为
?
?m，
?
?m
【解析】不同频率的电磁波的传播速度都相同
根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c和电磁波在真空中的传播速度
，可得对应频道中最低频率和最高频率的波长分别是：
；
同理可得：
；
；
；
则早期电视机的波长范围为：
?
?m；全频道电视机接收的无线电波的波长范围为
?
?m，
?
?m
【分析】由题目知道频率大小，利用频率和波长的表达式可以求出对应频率波长的范围。
19.【答案】
解：相同点：都有波的一切特性，比如都能产生反射、干涉、衍射等现象，波速、波长、频率具有同样的关系；
不同的：产生的机理不一样，声波是由机械振动产生的；电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，光由电子的激发产生，射线由原子核衰变产生；还有电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
【解析】相同点：都有波的一切特性，比如都能产生反射、干涉、衍射等现象，波速、波长、频率具有同样的关系；
不同的：产生的机理不一样，声波是由机械振动产生的；电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，光由电子的激发产生，射线由原子核衰变产生；还有电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
【分析】声波和电磁波具有波的特性，都可以发生干涉、反射、折射和衍射现象；不同是产生的机理不同；且声波的传播一定需要介质，电磁波不需要介质。