5.4电磁波 学科素养提升练（Word版含答案）

5.4电磁波 学科素养提升练（含解析）
一、选择题
1．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（　　）
A．库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
B．富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论并用实验证明了电磁波的存在
2．下列说法错误的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，证实了电现象与磁现象是有联系的
B．法拉第创造性地用“力线”形象地描述“场”
C．光是一种电磁波
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
3．麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了（　　）
A．电阻的存在 B．电流的存在
C．电磁波的存在 D．电压的存在
4．2020年为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温枪对进出人员进行体温检测，红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染（不用接触被测物体）的特点。下列说法中正确的是（　　）
A．红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大
B．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
C．红外线也属于电磁波，其波长比红光短
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点
5．“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（　　）
A．红外线 B．X射线 C．微波 D．超声波
6．关于电磁场和电磁波的说法正确的是（ ）
A．当电场和磁场在某一区域同时存在时，可称为电磁场
B．电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，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，它们是同种性质的波动
7．下列有关电磁波的说法正确的是 （　　）
A．伽利略预言了电磁波的存在
B．牛顿首先证实了电磁波的存在
C．手机利用电磁波传递信号
D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同
8．关于物理学史，以下说法不正确的是（　　）
A．牛顿最早通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因
B．法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场
C．卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子核式结构模型
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
9．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
10．根据麦克新书电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的磁场一定产生变化的电场
B．均匀变化的磁场一定产生均匀变化的电场
C．稳定的电场一定产生稳定的磁场
D．并不是只要空间有变化的电场或磁场，就一定能够产生电磁波
11．电磁波和机械波具有的共同性质是（　　）
A．都是横波
B．都能够传输能量
C．传播都需要介质
D．在介质中的传播速度都与波的频率有关
12．电视机是常见的家用电器，电视机在换台时，电视机遥控板发射的是（　　）
A．电流 B．电子 C．声波 D．电磁波
13．关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B．电磁感应现象是库仑发现的
C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D．最早证明有电磁波存在的科学家是牛顿
14．关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都能发生干涉
D．电磁波与机械波都不能发生衍射
二、解答题
15．电磁波是一个大家族，生活中有许多应用会涉及电磁波，请举出几个与你关系密切或印象深刻的实例。
16．电磁波根据频率值分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线六个波段，物理学上把它称为电磁波谱。请收集资料，了解每个波段电磁波的特点及其应用写一篇介绍电磁波谱及其应用的短文。
参考答案
1．C
【详解】
A．库仑利用扭秤实验得出了电荷间的作用力与电荷量的关系，即库仑定律，但静电力常量是后人计算所得的，故A错误；
B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，故B错误；
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，故C正确；
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，证实了电现象与磁现象是有联系的，故A正确；
B．法拉第创造性地用“力线”形象地描述“场”，故B正确；
C．光是一种电磁波，故C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故D错误。
故选D。
3．C
【详解】
麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，故选C。
4．A
【详解】
AB．一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大。红外线测温枪就是利用这一特点工作的，A正确，B错误；
C．红外线属于电磁波，波长比红光长，C错误；
D．普朗克在研究黑体辐射时，最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，D错误。
故选A。
5．C
【详解】
在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波。
故选C。
6．B
【详解】
A．变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场，根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场，故A错误；
B．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波，故B正确；
C．在变化电场的周围才一定产生磁场，在变化磁场的周围才一定产生电场，故C错误；
D．声波属于机械波，与电磁波不是同性质的波，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A错误；
B．赫兹首先证实了电磁波的存在，故B错误；
C．手机利用电磁波传递信号，故C正确；
D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，都等于真空中的光速，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因， A错误；
B．根据物理学史可知，法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场，B正确；
C．根据物理学史可知，在1909年，物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验后，根据实验结果提出了原子核式结构模型，C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D正确。
本题选不正确的，故选A。
9．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。
10．D
【详解】
AB．变化的磁场一定产生电场，但均匀变化的磁场产生恒定的磁场，AB错误；
C．稳定的电场不能产生磁场，变化的电场产生磁场，C错误；
D．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围不会产生电场,不能产生电磁波，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，A错误；
B．两种波都能传输能量，B正确；
C．电磁波可以在真空中传播，机械波传播需要介质，C错误；
D．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，D错误。
故选B。
12．D
【详解】
电视机在换台时，电视机遥控板发射的是电磁波（具体而言是红外线）。故选D。
13．AC
【详解】
A．1820年4月，丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，他是最早发现电和磁有密切联系的科学家，A正确；
B．1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，B错误；
C．19世纪中叶，英国科学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论，C正确；
D．德国科学家赫兹最早证明了电磁波的存在，D错误。
故选AC。
14．AC
【详解】
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质，故A正确；
B． 电磁波在不同介质中传播速率不相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同，故B错误；
CD．干涉和衍射是波特有的性质，故电磁波和机械波都能发生干涉和衍射，故C正确，D错误。
故选AC。
15．可见光使人眼看见物体；无线电波运用在广播通信事业上；红外线热效应明显，红外探测仪；紫外线荧光效应明显．
【详解】
可见光使人眼看见物体；无线电波运用在广播通信事业上；红外线热效应明显，红外探测仪；紫外线荧光效应明显；
16．见解析
【详解】
电磁波是一个很大的家族。有的电磁波的频率很低，例如无线电波；有的电磁波的频率很高，例如γ射线。不同电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性，从而具有不同的应用领域。
一、无线电波
频率小于300GHz的电磁波是无线电波。无线电波用于通信、广播及其他信号传输。
广播电台和电视台都有发射无线电波的设备，许多自然过程也辐射无线电波。如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。
二、红外线
红外线是一种光波，它的频率比无线电波大，比可见光小。所有物体都发射红外线。热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。肉眼看不见红外线，但能够感受它。寒冷的冬天当你在炉旁烤火时，你的皮肤正在享受红外线带来的温暖。
红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是夜视仪器和红外摄影的基础。用灵敏的红外探测器吸收远处物体发出的红外线，然后用电子电路对信号进行处理，可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。这就是红外遥感技术。利用红外遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮。红外遥感在军事上的应用也十分重要。另外，许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以“看到物体”，如蛇类等。
三、可见光
阳光是由各种色光组成的。科学研究发现，不同颜色的光是频率范围不同的电磁波。
天空为什么是亮的？因为大气把阳光向四面八方散射。在没有大气的太空，即使太阳高悬在空中，它周围的天空也是黑暗的。由于频率较高的光比频率较低的光更容易被大气散射，所以天空看起来是蓝色的。大气对频率较高的光的吸收也比较强 ，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透光大气射入我们的眼睛，所以傍晚的阳光比较红。
四、紫外线
人眼看不到比紫外光频率更高的电磁波。紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。因此，可以利用紫外线灭菌消毒。太阳光里有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计防伪措施。
五、X射线和γ射线
频率比紫外线更高的电磁波就是X射线和γ射线了。
人们用X射线管来产生X射线。X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官。在工业上，利用X射线检查金属零件内部的缺陷。机场、车站等地进行安全检查时，X射线能轻而易举地窥见箱内物品。
频率最高的电磁辐射是γ射线，它具有很高的能量。γ射线能破坏生命物质。把这个特点应用在医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属部件内部的缺陷。