3.4电磁波的发现及其应用 同步作业（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 同步作业（解析版）
1．不同频率的电磁波产生机理不同、特性不同、用途也不同，红外测温枪在这次疫情防控过程中发挥了重要作用，射电望远镜通过接收天体辐射的无线电波来对天体进行研究，应用X射线进行人体透视、机场安检等，γ射线在医学上有很重要的应用，下列关于红外线、无线电波、X射线和γ射线的说法正确的是（　　）
A．红外线波动性最明显，γ射线粒子性最明显
B．一切物体都在不停的辐射红外线，温度越高辐射红外线强度就越大
C．红外线、X射线和γ射线都是原子由高能级向低能级跃迁时产生的
D．它们和机械波本质相同，都是横波，都可以发生多普勒效应
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．如果你用心看书，就会发现机械波和电磁波有许多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的是 （ ）
A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
B．机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波一定是横波
C．机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象
D．当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率都不变，波长和波速都变小
4．一个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
5．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
6．红外夜视镜在美国对伊拉克反美武装力量实施的夜间打击中起到重要作用，红外夜视镜是利用了（　　）
A．红外线波长长，易绕过障碍物的特点
B．红外线的热效应强的特点
C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点
D．红外线不可见的特点
7．下列说法正确的是(　　)
A．雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的
B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应
C．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同
8．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是：（ ）
A．英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在．
B．英国物理学家牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，并用实验的方法测出万有引力常量G
C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
9．关于物理知识在生活中的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．机场车站所用的测试人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．γ射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT利用的是X射线或γ射线的穿透本领较强
10．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
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．关于电磁场理论的叙述正确的是（　　）
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．变化的电场和稳定的磁场相互关联，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．下列说法正确的是
A．在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距
B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直
C．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象
D．横波能发生偏振，纵波不能发生偏振
E.声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率
14．振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列有关结论正确的是（　　）
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大
D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
E.若电容器正在放电，则线圈中电流正在减小
15．如图所示的电路
（1）如果仅更换电感L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大？“阻碍”作用是否也更大？由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T会怎样变化？
（2）如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长？振荡周期T是否变长？
参考答案
1．B
【详解】
A．红外线的频率大于射线，波长便小于射线，由于频率越高，粒子性越明显，波长越长，波动性越明显，所以红外线波粒子性最明显而射线波动性最明显。故A错误；
B．一切物体都在不停的发射红外线，而且温度越高发射红外线强度就越大，故B正确；
C．原子的跃迁实质上就是核外电子的跃迁，一般只能发射X射线，只有原子核的跃迁才能发出射线，故C错误；
D．红外线、无线电波、X射线和γ射线和机械波的本质不同，但都是横波，且都可以发生多普勒现象，故D错误。
故选B。
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．D
【详解】
试题分析：机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播．故A正确．机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．故B正确．干涉和衍射现象是所有的波都具有的特性．故C正确；当机械波和电磁波从空气中进入水中时，机械波速度变大，电磁波速度变小，频率不变，根据v=λf，电磁波的波长变小，机械波的波长变大，故D错误．本题选择错误的，故选D．
考点：机械波；电磁波
【名师点睛】将机械波和电磁波进行类比，抓住共同点：波速公式v=λf适用于一切波；波都能产生干涉和衍射现象．不同点：机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播；机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．
4．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。
5．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。
6．C
【详解】
一切物体都在不停地辐射红外线，而且温度不同，辐射的红外线强度不同，可利用红外线成像进行夜间观察，与ABD选项所提及的红外线特点无关。
故选C。
7．C
【详解】
A. 雨后天空中的彩虹是由光的折射产生的，选项A错误；
B. 紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的化学效应，选项B错误；
C. 红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，因红光的波长较大，由可知，红光形成的相邻亮条纹间距大，选项C正确；
D. 根据多普勒效应可知，观察者相对于频率一定的声源靠近时，接收到声波的频率大于波源频率；观察者相对于频率一定的声源远离时，接收到声波的频率小于波源频率；选项D错误；
8．C
【详解】
A、英国物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上，建立了麦克斯韦电磁理论，并预言了电磁波的存在；德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故选项A错误；
B、伽利略设想了“理想斜面实验”，推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量，故选项B错误；
C、胡克认为只有在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故选项C正确；
D、亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体比轻物体下落快，故选项D错误；
9．A
【详解】
A．一切物体均发出红外线，随着温度不同，辐射强度不同，人体温度的测温仪应用的是红外线，故A错误；
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置，借助于多普勒效应现象，故B正确；
C．γ射线，可以化疗，可以用来治疗某些癌症，故C正确；
D．给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，故D正确；
此题选择不正确的选项，故选A。
10．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。
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．AB
【详解】
A．变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，选项A正确；
B．周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的，且频率相同，选项B正确；
C．若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，选项C错误；
D．只有变化的电场才能产生磁场，只有变化的磁场才能产生电场，选项D错误。
故选AB。
13．BDE
【详解】
在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波长小于红光，则根据，则可减小干涉条纹间距，选项A错误；电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直，选项B正确；雨后天空出现彩虹是光的折射产生的色散现象，选项C错误；横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，选项D正确；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率，选项E正确．
14．BCD
【分析】
本题考查各物理量发生变化的判断方法，由电流的 磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论。
【详解】
AC．若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C正确，A错误；
B．若该时刻电容器下极板带正电。可知电容器处于充电状态，电流在减小，故B正确；
DE．若电容器正在放电，则线圈中电流增大，由楞次定律可判定自感电动势正在阻碍电流增大，故D正确，E错误。
故选BCD。
15．（1）自感电动势更大；“阻碍”作用更大；周期变长；（2）带电荷量增大；放电时间变长；周期变长
【详解】
略