6.4电磁波及其应用 学科素养提升练（Word版含答案）

6.4电磁波及其应用 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.15W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5W，则人体与该装置的安全距离至少为（　　）
A．2.0m B．3.0m C．4.0m D．6.0m
2．在下列装置中，既能发射又能接收电磁波的是（　　）
A．收音机 B．移动电话 C．固定电话 D．电视机
3．关于电磁波，以下说法中不正确的是（　　）
A．微波炉利用了微波的热效应
B．家用电器的遥控器大多采用红外线遥控的原理，它有一个有效使用的角度范围
C．电磁波从空气中进入水中，频率不发生变化
D．我们看到的电视直播节目，声音和画面基本同步，表明声波和光波传播速度十分接近
4．下列各过程中，没有用到电磁波的是（　　）
A．用手机接电话 B．用微波炉加热面包
C．用水银温度计测体温 D．用遥控器打开电视
5．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路．在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（ ）
A．线圈不动，磁铁插入线圈
B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出
C．磁铁不动，线圈上、下移动
D．磁铁插在线圈内不动
6．关于电报的发展史说法不正确的是（　　）
A．英国摩尔逊发明的电报机利用的是静电感应原理
B．英国戴维研制的电报机利用的是电流磁效应原理
C．静电电报机、五针式电报机都曾被广泛推广应用
D．莫尔斯发明的莫尔斯电码一直沿用至今
7．下列设备工作时，没有利用电磁波的是（ ）
A．移动电话通话 B．雷达发现飞机
C．电动机通电后正常运转 D．收音机接收广播电台信号
8．在以下各种说法中，正确的是（ ）
A．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
C．电磁波的频率越低，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射
9．如图所示为北京世博园周边道路安装的智慧灯杆，智慧灯杆除了照明还具有许多其他功能，如噪声监测、无线Wi - Fi、视频监控充电等。关于智慧灯杆，下列说法正确的是（ ）
A．无线Wi - Fi是利用超声波传递信息的
B．噪声监测功能可以在传播过程中减弱噪声
C．用智慧灯杆给电动汽车充电时，智慧灯杆相当于电源
D．智慧灯杆工作时消耗的电能属于一次能源
10．在物理学的发展历程中，下列叙述正确的是（　　）
A．电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大
B．卢瑟福通过实验发现了质子和中子
C．结合能越大，原子核越稳定
D．射线均为电磁波
11．下图能说明产生电磁波的装置或器件的是（　　）
A． B．
C． D．
12．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
13．如图，为生活中遇到的各种波，以下关于波的说法不正确的是（　　）
A．声波可以发生多普勒效应
B．wifi信号的传播需要介质
C．丙图是泊松亮斑图样
D．月全食时的红月亮是光的散射和衍射现象
14．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下面说法中正确的是（　　）
A．手机通话使用的无线电波，波长比可见光长
B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C．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
D．夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射
15．［选修模块3-4］下列说法中正确的有（ ）
A．第5代移动通讯系统（5G）采用28GHz毫米波通信，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
B．光纤通信利用了全反射的原理
C．红外线与紫外线相比，更容易发生衍射现象
D．超声波可以在真空中传播，可以产生干涉和衍射现象
二、解答题
16．观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。
(1)设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P ，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P ；
(2)在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
17．问一问，查一查。
（1）有哪些通信工具使用的是电磁波？其中哪些只能接收而不能发出电磁波？
（2）除了在飞机上不能使用移动电话，你还知道哪些情况下不能使用移动电话？请查一查。
（3）小宇正在兴致勃勃地看足球比赛。突然，荧屏上翻滚着杂乱的网状线，同时夹杂着“磁……”的噪声。原来有人正在附近使用电焊机，电视机受到了电磁波干扰。
你知道电视机还容易受到哪些电磁波干扰？人们是怎样避开这些干扰的？
参考答案
1．A
【详解】
设人体与该装置的安全距离至少为x，则
解得
x≈2.0m
故选A。
2．B
【详解】
AD．收音机和电视机只能接收电磁波，故AD错误；
B．移动电话可发射和接收电磁波，故B正确；
C．固定电话接收和发送的是电流信号，故C错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．微波炉利用了微波的热效应，故A不符合题意；
B．家用电器的遥控器大多采用红外线遥控的原理，它有一个有效使用的角度范围，故B不符合题意；
C．电磁波从空气进入水中速度变小，但频率由波源决定，是不变的，故C不符合题意；
D．我们看到的电视直播节目，声音和画面基本同步，但声波速度为340m/s，光波传播速度为3×108m/s，两者差距很大，故D符合题意．
4．C
【详解】
ABD．用手机接电话、用微波炉加热面包以及用遥控器打开电视都是通过电磁波工作，选项ABD不符合题意；
C．用水银温度计测体温不需要电磁波，选项C符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
A中线圈静止不都动，但磁铁插入线圈过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，所以又感应电流产生，B中磁铁从线圈中拔出时，穿过线圈的磁通量减小，所以又感应电流产生，C中，由于磁铁上下端磁场感应强度大小不均匀，所以线圈上下移动过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，所以会产生感应电流，D中两者相对静止，穿过线圈的磁通量不发生变化，所以无感应电流产生，选D.
6．C
【详解】
A．英国摩尔逊发明的电报机利用的是静电感应原理，故A正确；
B．英国戴维研制的电报机利用的是电流磁效应原理，故B正确；
C．静电电报机，五针式电报机，因线路复杂，速度太慢，传递距离短，缺乏实用价值未能得到推广，故C错误；
D．莫尔斯发明的莫尔斯电码一直沿用至今，故D正确。
本题选择不正确的。故选C。
7．C
【详解】
移动电话通话、雷达发现飞机以及收音机接收广播电台信号，都是利用电磁波来实现的；电动机通电后正常运转与电磁波无关。
故选C。
8．B
【详解】
A．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，而根据
v = = λf
可知，波长
λ =
变短，A错误；
B．驱动力频率越接近桥的固有频率，桥的振幅越大，越容易损坏，火车慢行，从而使轮子撞击铁轨接缝的频率远小于桥梁的固有频率，B正确；
C．电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，C错误；
D．D选项是利用了两平面之间空气薄层上、下两个表面的反射光产生的干涉条纹形状来判断平面的平整度，D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．无线Wi - Fi利用电磁波传递信息的，A错误；
B．噪声监测仪只能监测噪音值，是一种监测设备，并不是降低噪音的手段和措施，在街头设置噪声监测仪，不能减弱噪声，B错误；
C．用智慧灯杆给电动汽车充电时，智慧灯杆提供电能，所以它相当于电源，C正确；
D．电能不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以它是二次能源，D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．电磁波是频率越高，其周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故A正确；
B．卢瑟福和查德威克都是用人工核反应的方法分别发现了质子和中子，故B错误；
C．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；
D．α射线高速运动的氦核流，β射线是高速运动的电子流，γ射线才属于电磁波，故D错误。
故选A。
11．D
【详解】
ABC装置都不能说明产生电磁波；D图的遥控器是靠产生电磁波工作的。
故选D。
12．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。
13．BC
【详解】
A．声波可以发生多普勒效应，A正确，不符合题意；
B．wifi信号是电磁波，其传播不需要介质，B错误，符合题意；
C．丙图是衍射图样，泊松亮斑是一个很小的亮点，C错误，符合题意；
D．月全食时的红月亮是太阳光被大气层散射后照射到月球上，被月球反射后射向地面，由于红光的波长最长，衍射能力最强，传播最远，到达地面时红光最多，所以我们看到的是红月亮，是光的散射和衍射现象，D正确，不符合题意。
故选BC。
14．AD
【详解】
A．手机通话使用的无线电波，其波长要大于可见光，A正确
B．遥控器采用的是红外线而不是紫外线，B错误；
C．均匀变化的电（磁）场产生恒定的磁（电）场，恒定的磁（电）场在其周围空间不会产生电（磁）场，也就不会产生电磁波，C错误；
D．夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射，D正确。
故选AD。
15．BC
【详解】
电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的．故A错误；光纤通信利用了全反射的原理．故B正确；波长越长，越容易发生衍射现象，红外线的波长比紫外线的波长长，更容易发生衍射现象．故C正确；超声波不能在真空中传播．故D错误．
16．(1)；(2)
【详解】
(1)地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
(2)在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则
可得
L=5L0
则
17．见解析
【详解】
（1）移动电话，步话机，BP机等使用电磁波进行通信。其中BP机只能接收而不能发出电磁波。
（2）飞机上使用移动电话会使导航系统失灵，容易酿成事故；
在汽车加油站也不能使用移动电话，否则会影响加油设备的精确度、诱发火灾等；
在医院使用移动电话，会影响一些医疗设备的使用，如核磁共振仪，B超仪、心电图仪等对移动电话信号敏感，容易造成误诊、漏诊等；
在爆破工地或潜在爆炸危险的地带，移动电话信号有触发爆炸装置的可能；
雷雨天气使用移动电话，容易诱发雷击，烧坏移动电话等。
（3）电视机受到的干扰是由电焊时产生的电火花引起的。
电火花是一个电磁波发射源，它能发射出频谱很宽的电磁波，这些电磁波能被电视接收到，尤其对非闭路电视（即使用天线）的干扰大。这种干扰叫做“电磁干扰”。
汽车和摩托车的点火器也会产生电火花，从而产生电磁干扰。
电动机、吹风机、广告牌的霓虹灯等也会产生电磁干扰。
一般来说，电磁波碰到钢筋结构的建筑物，会被吸收，从而减弱甚至消失。
而靠近路边或没有钢筋的建筑物，里面的电视机常容易受到电磁波的干扰，为了避开这些讨厌的电磁干扰，可以试试改变电视机天线方向，或者移动电视机的位置，使干扰的影响减小。