3.4电磁波的发现及其应用 课时提升练（word版含答案）

3.4电磁波的发现及其应用 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　）
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为
D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
2．LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（　　）
A．若线圈的磁场正在减弱，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，则线圈中的电流正在增大
D．若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大
3．由于新冠肺炎疫情，需要用额温枪检查出入人员是否发烧，根据所学物理知识，你认为额温枪用到了（　　）
A．超声波 B．红外线 C．X射线 D．射线
4．人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（ ）
A．小球在塑料管中做匀变速直线运动
B．在的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的
C．在时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零
D．在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能
5．下列关于物理学家所作贡献的叙述正确的是
A．楞次通过实验发现了电流周围存在磁场
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验验证了电磁波的存在
C．安培通过实验发现感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究
6．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．可见光的波长比紫外线的短
B．卫星是用射线来传输信号的
C．在电磁波谱中，频率最高的是γ射线
D．医用消毒灯利用的是紫光具有消毒作用的特性
7．关于微波炉使用下列说法正确的是（　　）
A．微波炉可以加热鸡蛋，罐头等物品
B．利用微波炉加热食物的原理和烤箱相同
C．微波炉加热食物，内外同时快速加热
D．微波炉可以空转
8．如图所示是LC回路中电容器带的电荷量随时间变化的图象。在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充（或放）电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的结论是（　　）
A．充电过程，波长为1 200 m B．充电过程，波长为1 500 m
C．放电过程，波长为1 200 m D．放电过程，波长为1 500 m
9．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
10．2021年6月23日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平来到北京航天飞行控制中心，同正在天和核心舱执行任务的神舟十二号航天员聂海胜刘伯明、汤洪波亲切通话。相距万里的通话是利用了电磁波的传输。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
B．电磁场由发生区域向远处的传播就形成电磁波
C．电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
11．下列说法正确的是（　　）。
A．楞次在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系
B．安培提出了分子电流假说
C．麦克斯韦预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
D．法拉第提出了法拉第电磁感应定律
12．如图所示，某振荡电路中，L是电阻不计的电感线图，C是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，则下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器正在充电
B．该时刻电路中电流正在减小
C．该时刻电场能正在向磁场能转化
D．该振荡电路磁场能量变化的周期为
13．用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场（或磁场）产生磁场（或电场）的正确图像是（　　）
A． B．
C． D．
14．关于电磁波的特点，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播
B．电磁波是横波
C．电磁波的传播不需要介质，而是电场和磁场之间的相互感应
D．电磁波不具有干涉和衍射现象
15．关于光波和无线电波，下列说法正确的是（　　）
A．光波不是电磁波、无线电波是电磁波 B．都可以在真空中传播
C．在真空中的传播速度都是3×108m/s D．二者的波长、频率均相同
二、解答题
16．某电台在某地区的发射频率为95.8MHz，某车载调频收音机的LC振荡电路由自感系数为的线圈和可变电容器构成，可变电容器的最大电容是2pF，电容器动片完全旋出时，电容变为1.125pF，则这一LC振荡电路能否接收到该电台的节目？
17．科学技术是一把双刃剑，电磁波的应用也是这样。电磁波在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。如果小型无线通信装置的电磁辐射功率是，那么在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？已知球的表面积。
参考答案
1．B
【详解】
A．蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是光信号。故A错误；
B．蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，波长短。故B正确；
C．电磁波在真空中的传播速度约为。故C错误；
D．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同。故D错误。
故选B。
2．A
【详解】
AC．该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，线圈中的电流正在增大，线圈的磁场正在增强，知C正确，A错误；
B．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，线圈中的电流正在减小，知B正确；
D．由楞次定律知，若电容器正在放电，则线圈中的电流变大，则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大，D正确。
本题选说法错误的，故选A。
3．B
【详解】
一切物体都在不停地辐射红外线，额温枪又称为红外线测温仪，它是靠吸收人体发射的红外线辐射能量来测体温。
故选B。
4．C
【详解】
A．线圈中的磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比，根据乙图可知，线圈中产生的磁感应强度（磁通量）变化步调与电流i的变化步调一致，在里，电流i在增大，但其变化率在减小，所以线圈中的磁通量变化率也在减小，由法拉第电磁感应定律可知，线圈内变化的磁场产生的感应电场电动势在减小，所以小球受感应电场的电场力减小，做加速度减小的加速运动，故A错误；
B．时间内，由安培定则知线圈内感应磁场方向是向右的，磁通量在增大，根据楞次定律“增反减同”可知感应电场的电场线在线圈内部是向左的，由安培定则推得，小球中产生的涡流从左向右看是逆时针方向的，故B错误；
C．时刻，线圈中电流i的变化率为零，所以线圈中磁通量变化率为零，感应电场电动势为零，电流为零，所以小球受线圈作用力为零，故C正确；
D．电容器在放电过程中，变化的磁场在空间产生了变化的感应电场，在空间会产生电磁波发射出去，所以在的时间内电容器储存的电能没有全部转化为小球的动能，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
奥斯特发现了电流周围存在磁场，故A错误．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故B错误．楞次总结出电磁感应现象中感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即楞次定律，故C错误．法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究，选项D正确；故选D.
6．C
【详解】
A．可见光中紫光的频率最高而波长最短，而紫外线的频率比紫光更高，波长比紫光更短，故A错误；
B．卫星是利用微波来传输信号的，故B错误；
C．在电磁波谱中，频率最高的是γ射线，故C正确；
D．紫外线可以消毒，常应用于消毒灯，能起到杀菌、净化空气的作用，医用消毒灯利用的是紫外线，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．微波炉加热金属罐头会发生爆炸，故A错误；
B．微波炉加热食物的原理是利用微波能量加热食物，而烤箱是利用电流的热效应加热食物，两者原理不同，故B错误；
C．微波炉加热食物，食物的内外部能同时快速加热，故C正确；
D．微波炉不可以空转，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
由题图可知，在1×10-6 s到2×10-6 s内，电容器C带的电荷量由0增加到最多，因此是充电过程。电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为
故选A。
9．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；
10．B
【详解】
A．电磁波只有在同一均匀介质中才沿直线传播，故A错误；
B．电磁场由发生区域向远处的传播就形成电磁波，故B正确；
C．均匀变化的电（磁）场变化时产生恒定的磁（电）场，恒定的磁（电）场不会产生电电（磁）场，也就不会产生电磁波，故C错误；
D．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系。故A错误；
B．安培提出了分子电流假说，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，但提出法拉第电磁感应定律是纽曼和韦伯，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
ABC．根据螺线管中的电流产生磁场方向向上，根据右手定则可知，电路中电流沿逆时针方向；平行板内电场方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流方向沿逆时针方向，则说明电容器正在放电，电路中电流在正在增大，电场能正在向磁场能转化，故A、B错误，C正确；
D．振荡电路的周期为
电场能与磁场能相互转化的周期为，即，D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
A．A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图是错误的；
B．B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，所以B图正确；
C．C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的；
D．D图中的作图时震荡的电场，它能产生同频率的震荡磁场，且相位相差，D图是错误。
故选BC。
14．ABC
【详解】
电磁波是横波，其E、B、v三者互相垂直．电磁波也是一种波，它具有波的特性，因此ABC正确，D错误．
故选ABC。
【点睛】
（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并都与波的传播方向垂直，即电磁波是横波；
（2）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中能发生反射、折射、干涉和衍射；
（3） v=λf ，f由振荡电路决定 v只与介质有关，则λ与介质和频率有关。
15．BC
【详解】
ABC．光波和无线电波本质上都是电磁波，都可以在真空中传播，在真空中传播的速度都是3×108m/s，A错误，BC正确；
D．光波和无线电波波长、频率不同，D错误。
故选BC
16．能
【详解】
LC振荡电路的周期公式为
又
联立，可得
电容器动片完全旋出时，正对面积最小，电容器电容最小，对应接收电磁波的频率最大，有
当电容器电容取最大值时，对应接收电磁波的频率最小，有
所以95.8MHz介于最大频率和最小频率之间，能接收到该电台的节目。
17．0.4m
【详解】
设以通信装置为球心，半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，则球的面积为
则在1秒内球面获得的能量为
在球面上单位面积的电磁辐射能量
由题意可知
联立解得
R＝0.4m