13.4电磁波的发现及应用 学科素养提升练（word版含答案）

13.4电磁波的发现及应用 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是（　　）
A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调谐后，把信号发送到基站中转
B．如果空间某区域有振荡的电场或振荡的磁场，就能产生电磁波
C．电磁波是纵波，不能产生偏振现象
D．电磁波和机械波都不能在真空中传播
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．以下关于预防电磁辐射的做法，不正确的是（　　）
A．移动电话应尽量避免长时间使用
B．注意人体与家用电器保持一定的距离
C．高压线、变电站、电台、电视台旁边兴建住宅区
D．不要把家用电器摆放得过于集中
4．一般雷达发出的电磁波频率多在200MHz-1000MHz的范围内，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
B．上述频率范围的电磁波的波长约在0.3m~1.5m之间
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．若测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，就可以确定障碍物的体积
5．据报道：截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G网络，中国将进入全面5C时代，开启了万物互联时代：车联网、物联网，智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用3300-5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880-2635MHz频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法正确的是（　　）
A．4G信号比5G信号更容易发生衍射
B．5G信号是横波，4G信号是纵波
C．5G信号频率增大，不再发生衍射现象和偏振现象时
D．5G信号在真空中的传播速度更快
6．有关波的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
B．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
C．只要两列波叠加，都能产生稳定的干涉
D．只要是波都能发生衍射，波长比障碍物或孔的宽度大得多时衍射不明显
7．电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s。湖南交通广播电台的频率f=91.8MHz，则该电台所发射电磁波的波长约为（　　）
A．0.327m B．3.27m C．32.7m D．3.27×103m
8．下列说法不符合物理学史的是（　　）
A．法拉第发现了电磁感应现象，使人类迈进了使用电的时代
B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
C．欧姆用实验研究了电流的热效应，总结出欧姆定律
D．牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
9．下列关于电磁波的，不正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在
B．光是一种电磁波
C．电磁波不能在真空中传播
D．移动通信是通过电磁波来传输信息的
10．下列说法中正确的是（　　）
A．任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场
B．现代通讯用的5G信号（3.3×109～6×109Hz频段）和4G信号（1.88×109～2.64×109Hz频段）都是横波，二者叠加可以产生稳定的干涉现象
C．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化可以用波的干涉原理解释
D．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的
11．下列关于麦克斯韦电磁场理论的说法正确的是（　　）
A．变化的电场一定能产生变化的磁场
B．变化的磁场一定能产生变化的电场
C．电磁波的传播过程就是电子的传播过
D．电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程
12．关于电磁波谱,下列说法正确的是（　　）
A．波长不同的电磁波在本质上不完全相同
B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C．电磁波谱的频带很宽
D．电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄
13．第5代移动通信技术（简称5G），是新一代蜂窝移动通信技术，数据传输速率比4GLTE蜂窝网络快100倍。下表为5G使用的无线电波的频率范围。已知光在真空中的传播速度m/s，1MHz=1×106Hz，下列说法正确的有（　　）
频率范围名称 对应的频率范围
FR1 450MHz~6000MHz
FR2 24250MHz~52600MHz
A．FR1比FR2中的无线电波的衍射能力更强
B．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的波长更长
C．在真空中传播时，FR2中频率为28000MHz的无线电波波长约为10.7mm
D．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的传播速度更大
14．下列说法正确的是（　　）
A．安培发现了电流的磁效应，提出了“分子电流假说”
B．法拉第发现了电磁感应现象，并用磁感线形象化地描述磁场
C．奥斯特发现了直线电流下面的小磁针发生了偏转，说明电流可以产生磁场
D．赫兹总结得出了电磁场理论，并证实了电磁波的存在
15．下列说法中正确的是（ ）
A．机械波和电磁波都能在真空中传播
B．铁路，民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
C．根据狭义相对论的原理知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
D．两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的
二、解答题
16．如图所示，一艘海轮用船上天线D向海岸边的信号接收器A发送电磁波脉冲信号．信号接收器和船上天线的海拔高度分别为AB=H和CD=h。船上天线某时刻发出一个电磁波脉冲信号，接收器接收到一个较强和一个较弱的脉冲，前者是直接到达的信号，后者是经海平面反射后再到达的信号，两个脉冲信号到达的时间间隔为△t，电磁波的传播速度为c，求船上天线发出此信号时海轮与海岸的距离L。
17．如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。
参考答案
1．B
【详解】
A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，经过调制后，把信号发送到基站，A错误；
B．振荡的电场或振荡的磁场会在周围空间产生振荡的电磁场，就能产生电磁波，B正确；
C．电磁波是横波，C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，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．C
【详解】
A．移动电话在使用时有电磁辐射，避免长时间使用可预防辐射，故A正确；
B．家用电器在工作时具有一定的电磁辐射，人体与其保持一定的距离，可预防辐射，故B正确；
C．高压线、变电站、电台、电视台旁边具有较强的电磁辐射，不适宜修建住宅区，故C错误；
D．不要把家用电器摆放得过于集中，避免摆放处的电磁辐射太强，故D正确。
本题要求选择错误的，故选C。
4．B
【详解】
A．由麦克斯韦电磁理论，周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波，A错误；
B．由波长
知200MHz电磁波的波长为
1000MHz电磁波的波长为
B正确；
C．波长越短的电磁波波动性越小，越不易绕过障碍物，C错误；
D．测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，可以测出障碍物与雷达间的距离，并不能确定障碍物的体积，D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．4G信号频率小，波长长，更容易发生衍射，故Ａ正确：
B．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波为横波，都B错误：
C．只要是波，都能发生衍射现象和偏振现象，故C错误：
D．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度都一样，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】
A．衍射是一切波都具有的现象，电磁波是横波，只要是横波就能发生偏振现象，故A正确；
B．波能否产生衍射现象与波的振幅无关，故B错误；
C．两列波只有在频率相同的条件下，才可能产生稳定的干涉，故C错误；
D．当波长比障碍物或孔的宽度大得多时，将发生明显的衍射，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
根据光速、频率、波长之间关系有
所以
故B正确。
8．C
【详解】
A．法拉第发现了电磁感应现象，使人类迈进了使用电的时代。A正确，不符合题意；
B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论。B正确，不符合题意；
C．焦耳用实验研究了电流的热效应，总结出焦耳定律。C错误，符合题意；
D．牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性。D正确，不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
AB．麦克斯韦预言了电磁波的存在；并提出光是一种电磁波，故AB正确，不符合题意；
C．电磁波是种物质，可以在真空中传播，故C错误，符合题意；
D．移动通信是通过电磁波来传输信息的，其信号传播速度与光速相同，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
A．只有非均匀变化的磁场才能在周围产生变化的电场，故A错误；
B．5G信号和4G信号都是横波，由于波的频率不同，二者叠加不能产生稳定的干涉现象，故B错误；
C．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化可以用多普勒效应原理解释，故C错误；
D．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，恒定的电场不会产生磁场，故A错误；
B．均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的磁场将产生非均匀变化的电场，恒定的磁场不会产生电场，故B错误；
CD．电磁波是由变化的电磁场产生的，电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程，故C错误,D正确；
故选D。
12．C
【详解】
电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已,其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍,又由波速公式
知，电磁波谱的频带也是很宽的，故选项C正确，ABD错误。
故选C。
13．AC
【详解】
AB．FR1比FR2对应的频率范围较小，根据，则波长较大，衍射能力更强，选项A正确，B错误；
C．在真空中传播时，FR2中频率为28000MHz的无线电波波长
D．在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的传播速度相同，均为3×108m/s，选项D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了“分子电流假说”，A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，并用磁感线形象化地描述磁场，B正确；
C．奥斯特发现了直线电流下面的小磁针发生了偏转，说明电流可以产生磁场，C正确；
D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D错误。
故选BC。
15．CD
【详解】
机械波的传播需要介质，A错；红外线热效应显著，而穿透本领较弱，不能用来安检，铁路、民航等安检口使用x射线线对行李内物品进行检测．故B错误．根据相对论的基本原理得知：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．故C正确．两列波发生干涉时，振动加强区域与减弱区域是相互间隔，是稳定不变的．故D正确．
16．
【详解】
从船上天线D向信号接收器A发送电磁波脉冲信号，一方面沿直线DA直接传到A，另一方面经过海面E点反射沿折线DEA传播到A，前者较强，后者较弱，由反射定律可知
∠DEC=∠AEB
延长AE交DC的延长线于F，过A作AG平行于BC，则有
DE=EF，DG=H﹣h，GF=H+h
设信号接收器接受到沿直线DA和折线DEA传播的电磁脉冲信号需要的时间分别为t1、t2，则有
=（H﹣h）2+L2
根据题意有
t2﹣t1=△t
联立解得
L=
17．见解析
【详解】
当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了火花。