5.3初识电磁波及其应用 同步练习（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
同步练习（解析版）
1．以下说法中正确的是（　　）
A．红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪
B．麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在
C．多普勒效应说明波源的频率发生改变
D．狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的
2．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，其发射的无线电波波长在范围内，则这种无线电波（　　）
A．频率比红外线高
B．照射锌板能打出光电子
C．在各种介质中传播的速度相同
D．在空间传播时能发生明显的衍射现象
3．在对下列四副图形的描述说明中，说法错误的是（
）
A．甲图是立体电影的放映与观看情景示意图，其中利用了光的偏振原理
B．乙图是电磁波的发射过程中对发射信号进行调制原理图，其中采用的是“调频”方式
C．丙图中出现明暗相间的圆环，是由光的衍射形成的
D．丁图是利用激光进行全息照相的原理示意图，其主要是利用了激光相干性好的优点
4．下列说法正确的是（　　）
A．在纵波中，质点运动方向与波传播方向一致
B．在电磁振荡电路中，电容器带电量最多时，线圈中电流最大
C．同一辆汽车鸣笛而来，笛声尖锐；鸣笛而去，笛声低沉∶这种现象属于多普勒效应
D．做受迫振动的物体，其频率与驱动力的频率有关，其振幅与驱动力的频率无关
5．物理学发展中，有许多科学家做出了伟大的贡献。下列说法错误的是（　　）
A．卡文迪许测出了引力常量
B．密立根测定了最小电荷量
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．奥斯特发现了电流的磁效应
6．使用如图所示的体温枪可以通过非接触的方法感应人体的体温。这种体温枪利用了哪种电磁波工作的（　　）
A．射线
B．X射线
C．紫外线
D．红外线
7．下列关于电磁场和电磁波的说法中，正确的是：（
）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．变化的电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动
8．下列说法中不正确的是（　　）
A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B．电磁波中电场能量最大时，磁场能量为零；磁场能量最大时，电场能量为零
C．摄像机在1s内要传送25幅画面
D．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
9．关于电磁辐射，以下说法中正确的是（　　）
A．电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波
B．长期、过量的电磁辐射会对人体产生较大的伤害
C．电磁辐射对电器设备的影响不大
D．由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用微波炉、电磁炉等家用电器
10．任何电磁波在真空中都具有相同的 　　
A．频率
B．波速
C．波长
D．能量
11．雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波发射时需要进行调谐和解调
C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
12．关于电磁波的发射和接收，下列说法正确的是（
）
A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，该电路必须是闭合电路
B．电台功率比较低，不能直接用来发射电磁波
C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强
D．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程
13．某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻
（　　）
A．振荡电流i在减小
B．振荡电流i在增大
C．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化
14．下列关于物理现象的描述正确的是（　　）
A．受迫振动是在一恒力作用下的振动
B．受迫振动频率可能大于或小于或等于系统的固有频率
C．由英国物理学家里特于1800年首先发现红外线
D．用γ刀治疗脑肿瘤主要是利用了γ射线具有很强的穿透能力
15．关于电磁波，下列说法正确的是（
）
A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B．非均匀周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．手摇动用丝绸摩擦过的玻璃棒，在空气中产生电磁波，只能沿着摇动的方向传播
D．频率在200MHz~1000MHz内的雷达发射的电磁波，波长范围在0.3m~1.5m之间
E.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
16．一雷达向某一方向发射不连续的无线电波，每次发射的时间为百万分之一秒，两次发射的时间间隔是万分之一秒。如图是雷达指示器的显示屏上显示的情景，P为发射出去的无线电波的某一尖形波，Q为其遇到障碍物反射回来被雷达接收到的尖形波。由图中所给信息计算障碍物离雷达站的距离。
17．如图所示，线圈的自感系数0.1H，电容器的电容40，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻，请画出电感线圈中电流I随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。
18．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？
参考答案
1．D
【详解】
（1）红外线的波长比可见光的波长长，但银行是利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；故A错误；
（2）麦克斯韦1860年提出了电磁场理论，一直到1888年赫兹才用实验证实了电磁波的存在；故B错误；
（3）多普勒效应是接收者接收到的波的频率发生改变，而波源本身的频率并未改变．故C错误；
D、狭义相对论认为：在惯性系中，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，故D正确．
故本题选D．
【点睛】
红外线的波长比可见光的波长长，银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在；多普勒效应说明接受者接受到的波的频率发生改变；光速不变是相对论的两个基本假设之一．
2．D
【详解】
A．米波的波长大于红外线的波长，波长越长，频率越低，米波的频率小于红外线的频率，A错误；
B．由可得，频率越低，电磁波的能量越低，米波的能量较低，照射锌板不能打出光电子，B错误；
C．电磁波在不同介质中传播的速度不同，C错误；
D．波长越长，衍射现象越明显，由于米波的波长较长，在空间传播时能发生明显的衍射现象，D正确。
故选D
3．B
【解析】
【详解】
A．甲图是利用两个振动方向的不同进行叠加，是运用了光的偏振原理，故A正确，不符合题意；
B．乙图是电磁波的发射过程中对发射信号进行调制原理图，其中采用的是“调幅”方式，故B错误，符合题意；
C．丙图中是光照射圆盘，绕过圆盘，在屏上出现明暗相间的圆环，是由光的衍射形成的，故C正，不符合题意；
D．丁图是利用激光进行全息照相的原理示意图，满足两种频率相同的光，从而进行叠加，主要是利用了激光相干性好的优点，故D正确，不符合题意。
故选B。
【点睛】
观看立体电影利用光的偏振原理；发射过程中对发射信号有调频与调幅两种；光绕过阻碍物继续向前传播的现象称为光的衍射；利用激光相干性进行全息照相．
4．C
【详解】
A．横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向。而纵波，质点振动的方向与波传播的方向在同一直线上，A错误；
B．在电磁振荡电路中，电能和磁场能相互转化，带电量最多时，电能最大，磁场能向电场能转化完毕，故电路中的电流为零，B错误；
C．同一辆汽车鸣笛而来，笛声尖锐；鸣笛而去，笛声低沉∶这种现象属于多普勒效应，C正确；
D．做受迫振动的物体，振动频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关，当固有频率和驱动力频率相等时，振幅最大，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．
牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故A正确，不符合题意；
B．
最小电荷量最早是由密立根通过实验测定的，故B正确，不符合题意；
C．
麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹通过实验证明了这个预言的正确性。故C错误，符合题意；
D．
奥斯特发现了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】
红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。
故选D。
7．B
【分析】
电磁波是由变化电磁场产生的，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．电磁波本身就是一种物质传播不需要介质，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，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，故A错误；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，形成电磁场，电磁场由发生区域向远处传播就是电磁波，故B正确；只有变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围才一定产生电场，故C错误；电磁波是一种波，声波也是一种波，它们具有波的共性，但前者是电磁场在空间的传播，后者是机械振动在介质中的传播，不同，故D错误．所以B正确，ACD错误．
【点睛】
本题关键要明确电磁波的产生机理、传播特点，要了解麦克斯韦的电磁场理论．
8．B
【解析】
【详解】
A．摄像机实际上是一种光电传感器，是一种能将光信号转变为电信号的装置，故A正确，与结论不相符；
B．电磁波是电磁场在空间的传播，能量并不是相互转化的，故B错误，与结论相符；
C．摄像机在1s内可以传送25幅画面，播放时利用人体的视觉暂留效应得到动态图画，故C正确，与结论不相符；
D．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号和声信号的装置，故D正确，与结论不相符；
故选B．
9．B
【详解】
A．电子设备不使用，不会有变化电磁场，也不会产生电磁波，故A错误；
B．长期、过量的电磁辐射会对人体产生较大的伤害，会出现病变，故B正确；
C．电磁辐射，对电器设备的影响也较大，故C错误；
D．电磁辐射会影响人的健康，但人们使用微波炉、电磁炉等家用电器，有很少量的漏出，故D错误；
故选B。
10．B
【详解】
各种电磁波在真空中的波速相同；电磁波在真空中传播的速度等于光在真空中传播的速度．波速与波长频率间的关系为：v=λf，电磁波的能量与波的频率成正比，故ACD错误，B正确；故选B．
【点睛】
光是一种电磁波，各种电磁波在真空中的传播速度是相同的，不同的电磁波波长与频率不同．能量与波的频率成正比．识记即可．
11．D
【详解】
A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；
B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；
C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；
D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确；
故选：D。
12．BCD
【详解】
A
．为了有效地向空间辐射能量，振荡电路必须是开放电路，A错误；
B．电台功率比较低，不能直接用来发射电磁波，B正确；
C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强，C正确；
D．要使电视机的屏上有图像，需要把图像信号从高频调制信号中还原出来，故必须要有解调过程，D正确。
故选BCD。
13．AD
【详解】
从图中可知，电容器正在充电，所以振荡电路的电流在减小，磁场能正在向电场能转化。
故选AD。
14．BD
【详解】
A．受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动，驱动力是周期性的，不可能为恒力，故A错误；
B．系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于振动力的频率，这个频率可能大于、等于或小于固有频率，故B正确；
C．1800年英国科学家赫胥尔在研究各种色光的热效应时发现了红外线，故C错误；
D．γ射线的穿透能力很强，不会绕过障碍物，且γ射线波长短，能量大。γ刀治疗脑肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使他们穿过脑颅和健康区域在肿瘤处会聚，再利用γ射线的高能杀死肿瘤细胞，故D正确。
故选BD。
15．BDE
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B.非均匀周期性变化的磁场产生非均匀周期性变化电场，非均匀周期性变化的电场产生非均匀周期性变化磁场，相互激发，形成电磁波。故B正确；
C.电磁波产生后，可以在任意方向传播，故C错误；
D.根据，电磁波频率在200MHz至1000MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间，故D正确；
E.由于波源与接受者的相对位置的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故E正确。
故选：BDE。
16．12km
【详解】
由题图知从发射无线电波到接收到此信号经历的时间为
Δt
=
×
s
=
s
障碍物到雷达站的距离为l，则有
2l
=
cΔt
得
l
=
=
×
m
=
12000m
=
12km
17．
【详解】
在开关闭合时，电流是从a流向b，通过L的电流为
当断开开关
后电流在LC电路中振荡，周期为
则振动图像如图；
18．（1）600m
（2）0.02s
（3）0.02s
【解析】
【分析】
根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf
可得
可求出波长，由可求出从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处．)其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，由公式知时间不发生变化．
【详解】
（1）根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf
和电磁波在真空中的传播速度
c=3×108m/s，所以
（2）从电台发出的信号到达收音机处经过
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，但由于光速不变，则第(2)问中的时间不发生变化．