5.3初识电磁波及其应用 课时作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
5.3初识电磁波及其应用
课时作业（解析版）
1．引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖，对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波，爱因斯坦的观点的提出，采取了哪种研究方法（　　）
A．类比法
B．对比法
C．对称法
D．观察法
2．下列说法中，正确的是（　　）
A．变化的磁场一定产生变化的电场
B．LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小
C．机械波能在空气中传播，但不能在液体和固体中传播
D．在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为一个波长
3．我国航天员翟志刚通过“神舟七号”载人飞船首次实现了中国航天员在太空的舱外活动，如图所示，这是我国航天史上的又一里程碑。若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话，则需通过（　　）
A．直接对话
B．紫外线
C．红外线
D．无线电波
4．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图装置电路，其中代号a、b应选择的元件是（　　）
A．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈
B．a是高频扼流线圈器，b电容较小的电容器
C．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈
D．a是低频扼流线圈，b是电容较大的电容器
5．下列关于无线电广播的叙述正确的是（　　）
A．发射无线电广播信号必须采用调频方式
B．发射无线电广播信号必须进行调谐
C．接收无线电广播信号必须进行调制
D．接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放
6．下列说法正确的是（　　）
A．系统做受迫振动的频率与其固有频率有关
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C．当波源与观察者互相靠近时，接受到的波的频率变小
D．根据爱因斯坦质能方程，质量为m的物体具有的能量是E=
7．防控新冠肺炎疫情期间，额温枪测量人体体温，主要是接收了人体辐射的（　　）
A．红外线
B．紫外线
C．X射线
D．无线电波
8．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是　　
A．在电场的周围空间总能产生磁场，在磁场的周围空间总能产生电场
B．变化的电场和磁场交替产生，由近及远的传播形成电磁波
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波在任何介质中的传播速度都是
9．下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特首先引入了电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
B．楞次定律告诉我们，感应电流产生的磁场方向总是与引起感应电流的原磁场方向相反
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．赫兹的实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路
10．如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是（　　）
A．t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值
B．t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小
C．t=0.01s~0.02s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大
D．t=0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能逐渐减小
11．下列说法正确是（　　）
A．机械波和电磁波既有横波又有纵波
B．电子仪器套上金属罩防止外界电场干扰是应用电磁感应原理
C．办公区域和家中常用的WiFi信号的波长与X射线的波长差不多
D．LC振荡电路中自感系数L和电容C都减小一半可使振荡频率增大一倍
12．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是（　　）
A．手摇电话机
B．手拨电话机
C．移动电话机
D．按键电话机
13．关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B．电磁感应现象是库仑发现的
C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D．最早证明有电磁波存在的科学家是牛顿
14．下列说法中错误的是（　　）
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．某种频率的单色光在不同介质中的传播速度可能不同
15．下列说法正确的是（
）
A．如果振源停止振动，在介质中传播的波立即消失
B．用单色平行光照射单缝，缝宽不变，光的波长越长，衍射现象越显著
C．太阳光经过偏振片后，光强度减弱，且和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场
E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的波长长，这说明该星系正在远离我们而去
16．电磁波与声波比较，下列说法中正确的是（　　）
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
E.电磁波能产生干涉和衍射现象，声波不能
17．已知真空中某电磁波的频率是3.0×1010Hz，
那么该电磁波在真空中的波长是多少？
18．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变化的同时也存在着副作用——电磁污染。频率超过的电磁波的强度足够大时就会对人体健康构成威胁。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。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1W，试探究分析在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？（已知球面面积）
19．某雷达工作时，发射电磁波的波长，每秒脉冲数；每个脉冲持续的时间，电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
参考答案
1．A
【详解】
根据相似的特点，把物体类比于电荷，引力波类比于电磁波，故采用类比法。
故选A。
2．B
【详解】
A．均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；
B．根据可知，LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小，故B正确；
C．机械波能在空气中传播，也能在液体和固体中传播，故C错误；
D．介质中的质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，在一个周期内，机械波在介质中传播的距离为一个波长，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．舱外为真空环境，声波无法传播，则舱外的航天员与舱内的航天员不能直接对话，故A错误；
BCD．现代的移动通信都是利用无线电波来传递信息的，故D正确，BC错误。
故选D。
4．A
【详解】
根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是高频扼流圈；
故选A。
5．D
【详解】
AB．发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，AB错误；
C．接收无线电广播必须经过调谐（即选台），C错误；
D．无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号捡出，才能由扬声器播放，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．系统做受迫振动的频率与其固有频率无关，选项A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，选项B正确；
C．当波源与观察者互相靠近时，接受到的波的频率变大，选项C错误；
D．爱因斯坦质能方程是E=，选项D错误。
故选B。
7．A
【详解】
用“额温枪”测量体温时，“额温枪”识别人体辐射强度不同的红外线，故选A。
8．B
【解析】
【详解】
变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，前提是有变化的电场或磁场，故A错误；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波故B正确；电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，电磁波在真空中传播速度是，在介质中的速度小于3×108
m/s，故CD错误；故选B.
9．D
【详解】
A．法拉第首先引入了电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，A错误；
B．感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，感应电流产生的磁场方向可能和原磁场方向相同，也可能相反，B错误；
C．奧斯特发现了电流的磁效应，C错误；
D．赫兹的实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，D正确；
故选D。
10．C
【详解】
A．当开关S置于b端时，电容器开始放电，电容器上极板带正电，当时回路中的电流逆时针方向达到最大值，故A错误；
B．当时为电流逆时针电容器充电结束时，该时刻电流变化最快，自感电动势最大，故B错误；
C．在时间内，为给电容器充电，电容器下极板带正电，在时刻充电结束，电容器带电量最大，所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大，故C正确；
D．根据周期性可知，在时间内与时间内相同，为电容器放电过程，电场能逐渐减小而磁场能量逐渐增大的过程，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．机械波既有横波又有纵波，电磁波是横波，A错误；
B．电子仪器套上金属罩防止外界电场干扰是应用静电屏蔽原理，B错误；
C．办公区域和家中常用的WiFi信号能发生明显的衍射现象，其波长比X射线的波长大得多，C错误；
D．根据
LC振荡电路中自感系数L和电容C都减小一半可使振荡频率增大一倍，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
移动电话是通过电磁波来传递信息，长期使用会对人体健康产生影响。手摇电话机，手拨电话机，按键电话机，都是通过导线中的电流进行信息传播，没有电磁波的污染，不会对人体健康产生影响。
故选C。
13．AC
【详解】
A．1820年4月，丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，他是最早发现电和磁有密切联系的科学家，A正确；
B．1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，B错误；
C．19世纪中叶，英国科学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论，C正确；
D．德国科学家赫兹最早证明了电磁波的存在，D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A正确；
B．在空气中传播的声波是纵波，故B错误；
C．声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，故C错误；
D．根据光在介质中的速度可知，因为不同介质的折射率不同，某种频率的单色光在不同介质中的传播速度可能不同，故D正确；
本题选择错误的，故选BC。
15．BDE
【详解】
A、由于机械波依据介质传播，如果振源停止振动，在介质中传播的振动不会立即停止，故A错误．B、用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射现象越显著；故B正确．C、太阳光是自然光，穿过偏振片后，光强度减小；可见光是电磁波的一种，电磁波的速度等于光速，医院“B超”中的超声波是声波，不同；故C错误．D、麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场；故D正确．E、根据多普勒效应，可知，当自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，由c=λf，得接收的频率变小，因此说明该星系正在远离我们而去，故E正确．故选BDE．
【点睛】
考查机械波与电磁波的区别，掌握电磁场理论，理解光的偏振的现象，同时理解多普勒效应现象的应用，能用多普勒效应解释星系的运动．
16．ABC
【详解】
电磁波在介质中的传播速度与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，声波的传播速度是由介质决定的，电磁波和声波都能产生干涉和衍射现象，所以ABC正确，DE错误。
故选ABC。
17．0.01m
【解析】
【详解】
由波速公式c=λf，得该电磁波在真空中的波长：
18．
【详解】
设以通信装置为球心，半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，则
可得
19．，
【详解】
雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半。由可得电磁波的振荡频率
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离为
所以雷达的最大侦察距离
【点睛】
通过题意分析出“雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半”，再应用和解题。