5.3初识电磁波及其应用 课时练（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
课时练（解析版）
1．电磁波的波速c与波长λ、频率f之间的关系是（　　
）
A．c=
B．c=
C．c=λf
D．c=
2．按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是
A．红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
3．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是　　
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场
4．按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是（　　）
A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、伦琴射线、γ射线
C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、伦琴射线
5．关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　）
A．雷达是利用微波容易发生衍射的特性工作的
B．小型验钞器能显示纸币上的防伪标志，是因为它能发出红外线
C．额温枪是利用紫外线具有较高的能量的特性来对人体进行测温的
D．波长最短的电磁波是射线，它的穿透能力很强，可用来探测金属部件内部的缺陷
6．在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻（　　）
A．电容器正在充电
B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正减弱
D．磁场能正在向电场能转化
7．关于电磁场、电磁波、电磁波谱，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波是纵波
B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能够产生电场
C．X射线比无线电波更容易发生明显衍射现象
D．紫外线有显著的热效应，可用其测温
8．关于电磁波的原理和应用，下列说法正确的是（
）
A．变化的电场就能产生变化的磁场
B．微波是指波长为微米级的电磁波
C．α、β、γ三种射线中，只有γ射线属于电磁波
D．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号遥控电视机
9．下列几种说法中，正确的是（
）
A．红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列
B．紫外线是一种紫色的可见光
C．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场
D．光的干涉、衍射现象说明光波是横波
10．LC振荡电路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则（　　）
A．在t1时刻，电路中的电流最大
B．在t2时刻，电路中的磁场能最小
C．从时刻t2~t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3~t4，电容器的带电荷量不断增大
11．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是
A．一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线
B．一切物体都能够发射紫外线，如太阳、弧光灯发出的光中就包含紫外线
C．x射线能使包在黑纸里的照相底片感光
D．射线对人体正常细胞有很强的破坏作用
12．用如图甲所示的振荡电路发射无线电波，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话产生的低频振荡如图丙所示，根据乙、丙两个图像，发射出去的调幅电磁波图像应是（　　）
A．
B．
C．
D．
13．下列说法正确的是(　　)
A．使用同一装置进行双缝干涉实验，红光干涉条纹比紫光干涉条纹更宽
B．均匀变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得其车厢的长度明显变短
D．在任何惯性系中，光在真空中的速率都相等
14．关于波长为的红光，下列说法中正确的是（　　）
A．其在真空中的传播速度为
B．其频率是
C．传播的距离需要的时间是
D．在的距离中有个波长
15．关于电磁波及其应用下列说法正确的是
A．麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在
B．电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象
C．电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程
D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的
E.红外线是一种光波，在军事、医疗、勘测，甚至日常生活中都有广泛的应用
16．下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关
B．拍摄玻璃橱窗里的物品时，照相机镜头上安装偏振片是为了增加透射光的强度
C．狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
17．无线电波有哪些传播途径 这些途径分别适用传播什么波段的无线电波
18．某小灯泡的功率，设其发光时光子向四周均匀辐射，平均波长，求在距离处，每秒落在垂直于光线方向且面积为的球面（以小灯泡为球心）上的光子数。（取）
19．从地球向月球发射电磁波，经过多长时间才能在地球上接收到反射回来的电磁波 （地球到月球的距离为）
参考答案
1．C
【详解】
波长、波速及频率的关系为：波速等于波长与频率的乘积，即．电磁波的波速为c,所以电磁波的波速c与波长λ、频率f之间的关系是.所以C正确．
2．B
【详解】
波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线（伽马射线）。
故B正确，ACD错误；
故选B。
【点睛】
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，X射线，射线。同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用。
3．D
【分析】
根据“按照麦克斯韦电磁场理论”可知，本题主要是考查麦克斯韦电磁场理论，根据麦克斯韦电磁场理论，稳定电场磁场不能产生磁场电场，均匀变化电场磁场周围产生稳定的磁场电场，周期性变化的电场磁场周围产生周期性变化的磁场电场．即可判断．
【详解】
AB、稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，故A错误、B错误；
C、均匀变化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故C错误；
D、根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，故D正确；
故选D．
4．A
【详解】
波长越长、频率越小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，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，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．雷达是利用微波波长短，遇到障碍物容易发生反射，以此来定位物体的位置，A错误；
B．小型验钞器能显示纸币上的防伪标志，是因为它能发出紫外线，能使荧光物质发光，B错误；
C．额温枪能测温是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，C错误；
D．波长最短的电磁波是射线，它的穿透能力很强，可用来探测金属部件内部的缺陷，D正确。
故选D。
6．B
【分析】
【详解】
A．分析线圈中的磁场方向，根据安培定则可知，电流从向上向下流过线圈，分析电容器场强方向可知，上极板带正电，则电容器在放电，故A错误；
B．根据电磁振荡规律可知，电容器放电，振荡电流正在增大，故B正确；
CD．电容器放电，电场能向磁场能转化，磁场逐渐增强，故CD错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．电磁波是横波，A错误；
B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能够产生电场，B正确；
C．无线电波的波长大于X射线，所以无线电波更容易发生明显的衍射，C错误；
D．红外线有显著的热效应，可用其测温，而紫外线有显著的荧光效应，D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
均匀变化的电场就能产生恒定的磁场，而非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，故A错误；波长从1mm到10m的电磁波称微波，故B错误；α、β、γ三种射线中，α射线是氦核流，β射线是电子流，只有γ射线属于电磁波，故C正确；遥控器通过发出红外线脉冲信号遥控电视机，因红外线波长较长，容易发生衍射现象，故D错误；故选C．
【点睛】
考查电磁波理论，掌握变化中的电场分均匀变化与非均匀变化，理解α、β、γ三种射线区别，注意红外线与紫外线的不同及微波不是指波长为微米级的电磁波．
9．A
【解析】A、红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列，A正确。B、紫外线是一种波长比紫色光短的不可见光，B错误。C、根据麦克斯韦的电磁波理论可知，均匀变化的电场可产生恒定的磁场，C错误。D、光的干涉和衍射现象说明光波是一种波，但不能说明是横波，D错误。故选A。
【点睛】掌握电磁波谱中各光的波长与频率的关系，了解各种色光在生活中的应用．
10．C
【详解】
AB．由题图可知，t1时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零；t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强，磁场能最大，AB错误；
C．在t2至t3的过程中，电容器两板电压增加，必有电场能增加，故C正确；
D．在t3至t4过程中，电容器两板电压减小，带电荷量同时减少，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A、一切物体都在不停地发射红外线，故A正确；
B、紫外线光子能量较高，如果原子处于较低的能级上，可能不能发射紫外线，故B错误；
C、x射线穿透性强，能使包在黑纸里的照相底片感光，故C正确；
D、射线光子的能量大，对人体细胞有很强的破坏作用，故D正确；
本题选不正确的故选B．
【点睛】
本题关键是熟悉红外线、紫外线、x射线、γ射线的特性.
12．B
【详解】
使电磁波随各种信号而改变的技术，叫调制.调制共有两种方式：一是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一是调频，即通过改变频率来实现信号加载电磁波.由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化，所以B正确；ACD错误；
故选B。
13．AD
【解析】
【详解】
利用同一装置做双缝干涉实验，干涉条纹的宽度：△x＝λ，波长比较长的红光的干涉条纹比紫光的干涉条纹宽，故A正确．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B错误；由相对论原理可知，当速度接近光速时，沿着速度方向长度才明显变短，故C错误．根据光速不变原理，在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同，故D正确．故选AD.
14．ABD
【详解】
A．各种电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A正确；
B．由题意知
根据公式
得
故B正确；
C．传播的时间
故C错误；
D．在的距离中的波长个数为
个
故D正确。
故选ABD。
15．BDE
【详解】
赫兹首先通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；
电磁波的振动方向与传播方向相互垂直，因此为横波，干涉和衍射现象是波特有的现象，故B正确；
调制是电磁波发射过程中的操作，故C错误；微波能使食物中的水分子热运动快速加剧从而加热食物，这就是微波炉的工作原理，故D正确；
生物体和非生物体都可以辐射红外线，因此红外遥感技术应用十分广泛，在军事、医疗、勘测，甚至日常生活中都有广泛的应用，故E正确．
16．AC
【分析】
【详解】
A．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质有关，还跟频率有关，故A正确；
B．镜头上安装的偏振片，其透振方向与反射光的振动方向垂直，从而减弱反射光的透射强度，故B错误；
C．根据光速不变原理得：狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，故C正确；
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉现象，故D错误。
故选AC。
17．见解析
【详解】
无线电波的传播方式有：地波传播、直射波（空间波）传播和天波传播。
地波传播：沿地球表面空间传播的无线电波叫地波，由于地波在传播过程中能量逐渐被大地吸收，因此传播距离不远，由于不受天气影响，可靠性高，超长波、长波、中波的无线电信号一般利用地波传播。
直射波传播：直射波的传播距离一般在视距范围内，传播过程中强度衰减较慢，一般用于超短波和微波。
天波传播：由于大气电离层只对短波波段的电磁波产生反射，天波传播一般主要用于短波远距离通信。
18．个。
【详解】
每秒内小灯泡发出的能量为
1个光子的能量
小灯泡每秒辐射的光子数
个个
以小灯泡为球心，半径为的球面面积为
每秒射到的球面上的光子数为
个个
19．2.56s
【详解】
设地球到月球的距离为d，则电磁波在地球与月球间往返一次所用的时间t为
其中
，
从地球向月球发射电磁波，在地球上接收到反射回来的电磁波的时间为