3.4电磁波的发现及其应用 同步练习（word 解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
3.4电磁波的发现及其应用 同步练习（解析版）
1．下列关于电磁波的说法中不正确的是
A．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
B．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
C．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
2．首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（　　）
A．法拉第 B．赫兹 C．安培 D．奥斯特
3．下列说法中正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且第一次用实验证明了电磁波的存在
B．丹麦天文学家第谷坚持20余年对天体的系统观测，获得了大量的精确资料，为他的弟子德国天文学家开普勒提出三大定律做好了准备
C．卡文迪许发现了万有引力定律并且利用扭秤装置测出了万有引力常量
D．古希腊学者托勒密提出日心说，波兰哥白尼提出地心说，哥白尼天文学使古代科学走向了近代的牛顿力学
4．如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。下列选项正确的是（　　）
A．无线电波属于电磁波
B．将图像、声音等信号加载到高频电磁波上的过程叫解调
C．信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟
D．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在，带来了通信技术的快速发展
5．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，一个振荡周期内电容器上电压能达到的最大值为Um，则从电容器上电压达到最大值Um开始计时（　　）
A．至少经过π，磁场能达到最大
B．在时间内，电路中的平均电流是
C．经过π时间，线圈的自感电动势达到最大
D．在时间内，电容器放电电荷量为
6．在科学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和科学史，下列说法中正确的是（　　）
A．月地检验是为了验证地面上物体受到地球的重力与天体之间的引力是同一种性质的力
B．开普勒观测出了行星的轨道数据，并总结出了行星运动三大定律
C．牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量
D．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在，并提出了相对论
7．如图中LC振荡电路，线圈的自感系数L=2.5，电容C=4。从电流逆时针最大开始计时，当t=2.5π×10 4s时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电 B．电容器正在放电
C．电容器上极板a带负电 D．电容器上极板a带正电
8．下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　）
A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。
D．普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为
9．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是 （　　）
A．红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波频率最大的是γ射线，医学上常用它进行人体透视检查
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
10．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
11．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电磁波
B．电磁波在真空和介质中传播速度不同
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
12．如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．在时刻，线圈中的磁场能最大
B．在时刻，电容器的电场能最大
C．0到电容器正在充电，上极板带正电
D．到电容器正在放电，上极板带负电
13．物理学中有很多研究问题的方法，如控制变量法，类比的方法等．关于物理学方法的使用，下列叙述正确的是(　　)
A．伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，用到了科学假设和逻辑推理的方法
B．探究加速度与合外力、加速度与质量的关系时，用到了控制变量的方法
C．引入质点的概念，用到了建立理想模型的方法
D．通过类比的方法可知电磁波和机械波都是横波
14．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是(　　)
A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场
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．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场
15．下列说法中正确的是
A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
B．机械波和电磁波在介质中的传播速度都仅由介质决定
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射
E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
16．如图所示为美国最先进的KH—12光学侦察卫星，采用先进的自适应光学成像技术，地面分辨率最高可达0.1米，是美国天基侦查的主力军。那么,你知道它上面携带的相机在夜间进行红外摄像时工作在什么波段吗？该波段有什么特点？
17．如图所示的振荡电路中，自感系数L=300 μH，电容C的范围为25～270 pF，求：
(1)振荡电流的频率范围；
(2)若自感系数L=10 mH，要产生周期T=0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？
参考答案
1．A
【详解】
A．食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，不是利用红外线来加热，A错误，符合题意；
B．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，B正确，不符合题意；
C．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，C正确，不符合题意；
D．遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，D正确，不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】
由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹，故选B。
3．B
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证明了电磁波的存在，选项A错误；
B．丹麦天文学家第谷坚持20余年对天体的系统观测，获得了大量的精确资料，为他的弟子德国天文学家开普勒提出三大定律做好了准备，选项B正确；
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量，选项C错误；
D．古希腊学者托勒密提出地心说，波兰哥白尼提出日心说，哥白尼天文学使古代科学走向了近代的牛顿力学，选项D错误；
故选B。
4．A
【详解】
A．无线电波和激光都是电磁波，故A正确；
B．将图像、声音等信号加载到高频电磁波上的过程叫调制，故B错误；
C．信号传输是由经通信卫星传到电视台实现直播的，信号都有一定的传输速度，所以传输中会有时间延迟，故C错误；
D．麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．振荡电路的振荡周期
电容器上电压达到最大值Um时，充电完毕，电场能最大，磁场能最小，至少要经过
磁场能达到最大，故A错误；
BD．电压最大时，电容器上的电荷量为
Q=CUm
在时间内，电容器放电量为CUm，所以平均电流
故BD错误；
C．当电流为零时，自感电动势最大，根据振荡规律可知
时，线圈的自感电动势达到最大，故C正确。
故选C。
6．A
【详解】
A．月地检验是为了验证地面上物体受到地球的重力与天体之间的引力是同一种性质的力，故A正确；
B．开普勒总结了第谷观测出的行星轨道数据，总结出了行星运动三大定律，故B错误；
C．牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许用实验测出了引力常量，故C错误；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，爱因斯坦提出了相对论，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
已知L=2.5mH=2.5×10-3H，C=4μF=4×10-6C，则振荡电路的周期为
则
即
t=（1+）T
因从电流逆时针最大开始计时，则当t=2.5π×10-4s时，电路中电流为0，磁场能为零，电场能最大，电容器充电完毕，且电容器下极板b带正电，上极板a带负电，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．C
【详解】
A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误；
B．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，选项B错误；
C．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，选项C正确；
D．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为，选项D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线没有很强的穿透本领，故A错误；
B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误；
C．电磁波中频率最大的是γ射线，但其频率太高，辐射太强，不适于进行人体透视检查，故C错误；
D．紫外线和X射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光。故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
试题分析：根据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
考点：考查了电磁波，电容，相对论
11．B
【详解】
周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，这样一环套一环由近及远的传播就形成电磁波。
A．均匀变化的磁场能够在周围形成恒定的电场，不会形成电磁波，A错误；
B．电磁波在真空中传播速度比介质中传播速度快，B正确；
C．恒定的电场或磁场不能形成电磁波，只有周期性变化的电场或磁场，才能形成电磁波，C错误；
D．电磁波在同种均匀介质中沿直线传播，在不均匀介质中可以发生折射，传播方向发生变化，D错误。
故选B。
12．D
【详解】
AC．0到，电流为正，且正在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最小，而线圈中的磁场能与电流同步变化，则在时刻，线圈中的磁场能最小，故AC错误；
BD．到，电流为负，且正在增加，即电流为顺时针方向增加，说明电容器正在放电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最大，电流的变化率为零，电容器的带电荷量为零，电容器电场能最小，故B错误，D正确。
故选D。
13．ABC
【详解】
A．伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法：在实验的基础上，进行理想化推理(也称作理想化实验)，它标志着物理学的真正开端，用到的方法是理想实验法，故A正确；
B.探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．故B正确；
C.质点是只计质量、不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，是一个理想化的模型，故C正确；
D.机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．故D错误；
故选ABC．
14．BD
【详解】
麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场，对此理论全面正确的理解为：恒定的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。由变化的磁场产生电场的规律与上相同。
故选BD。
15．ACE
【详解】
军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故A正确；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度；故C正确； D项中应该是光从水中射向气泡；故D错误； 麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故E正确； 故选ACE.
16．工作在红外线这一波段。该波段的波长大于可见光而小于无线电波，主要效应为热效应，常用于加热理疗、红外遥感摄像等。
【详解】
工作在红外线这一波段。该波段的波长大于可见光而小于无线电波，主要效应为热效应，常用于加热理疗、红外遥感摄像等。
17．(1)0.56×106～1.8×106 Hz ；(2)10－3 F
【详解】
(1)由f=得：
fmax= Hz=1.8×106 Hz
fmin=Hz=0.56×106 Hz
所以频率范围为0.56×106～1.8×106 Hz.
(2)由T=2π得：
C=F=10－3 F.