3.4电磁波的发现及其应用 课时提升过关练（Word版含解析）

3.4电磁波的发现及其应用 课时提升过关练（含解析）
一、选择题
1．以下关于电场、磁场 、电磁场、电磁波的说法正确的是（　　）
A．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，一定条件下，电场和磁场可以互相激发产生电磁场
C．电磁波是一种物质，但是不能在真空中传播
D．红外线的波长比X射线的波长短
2．关于电磁波，下列说法正确的是 （　　）
A．电磁波中最容易发生衍射现象的是射线
B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可改善身体健康
C．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波都不会产生多普勒效应
3．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
4．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下面正确的是（ ）
A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领
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．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
D．手机通话使用的微波，波长比可见光短
5．第一位提出“光本身也是一种电磁波”的科学家是（　　）
A．赫兹 B．法拉第 C．麦克斯韦 D．爱因斯坦
6．2021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
7．下列说法正确的是（　　）
A．电容器带电量越大，其电容就越大
B．电磁波是一种假想的模型，实际上并不存在
C．点电荷在周围空间产生的电场为匀强电场
D．指南针能够指南北方向是因为存在地磁场
8．2021年5月15日7时18分，我国的“天问一号”探测器在火星乌托邦平原着陆。着陆前“天问一号”探测器分成了两部分，一部分是环绕器，继续围绕火星转动，探测火星情报，另一部分是着陆器，它像一个“罩”一样，包着火星车，最终一起落在了火星上。而这个火星车就是“祝融号”，主要负责在火星实地考察。火星是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期则与地球相近，但公转周期是地球的1.88倍。火星距离地球最近达5400万千米，最远达4亿千米（探测器需飞行约7个月抵达火星）。“天问一号”火星探测器是利用电磁波与地球保持联系的，光速约为30万千米/秒，下列说法合理的是（　　）
A．2021年5月15日7时18分是指时间
B．研究火星自转时可以将其看作质点
C．可估算，从火星到地球，“祝融号”完成一次信息传输时间大约需要17分钟
D．研究“祝融号”火星车在火星表面运行的路线和速度大小，应当以太阳为参考系
9．下列关于电磁波的说法符合实际的是（　　）
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．医院彩超是采用多普勒效应原理对人体进行体检的
C．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D．光在真空中传播的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
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．电磁波与声波比较，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波速度变大，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长不变，声波波长变小
D．电磁波和声波在介质中的传播速度都等于光速
12．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
13．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是(　　)
A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
14．下列说法中正确的是（　　）
A．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为0
C．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在
D．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
15．某种电子钟是利用LC振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1min，造成这种现象的可能原因是（　　）
A．L不变，C变大 B．L不变，C变小
C．L变小，C不变 D．L、C均变小
二、解答题
16．如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，
（1）电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？
（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？
（3）线圈中自感电动势的作用是什么？
17．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5mH，电容器的电容C＝4μF。求：
（1）该回路的周期是多大？（取3.14）
（2）设t＝0时，电容器两极板间电压最大，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器处在什么过程中？
参考答案
1．B
【详解】
A．试探电荷在电场中一定受电场力，而电流元（一小段通电导线）在磁场中，若电流与磁感应强度平行，则不受安培力，故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，即一定条件下，两种场可以互相激发产生，故B正确；
C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，故C错误；
D．红外线的波长比X射线的波长长，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．电磁波中无线电波的波长最长，则最容易发生衍射现象的是无线电波，选项A错误；
B．紫外线的频率比可见光高，适当照射可以促进钙的吸收，改善身体健，故B错误；
C．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项C正确；
D．电磁波也会产生多普勒效应，选项D错误。
故选C。
3．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。
4．A
【详解】
A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领，故A正确；
B．遥控器采用的是红外线不是紫外线，故B错误；
C．微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故C错误；
D．手机通话使用的无线电波，其波长要大于可见光，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，而赫兹证实了电磁波的存在，对于法拉第首次提出场的概念，并发现电磁感应现象，爱因斯坦提出相对论；故C正确，ABD错误。故选C。
6．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。
7．D
【详解】
A．电容器的电容取决于电容器本身的性质，电容与带电量及电压无关，故A错误；
B．电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生变化的电场，变化的电场又产生变化的磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，实际存在的，故B错误；
C．点电荷的在其周围空间激发的电场是辐射状的电场，故C错误；
D．指南针能够指南北方向是因为地球周围存在的磁场，指示针在磁场中受到地磁场的作用，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．题中2021年5月15日7时18分是指时刻。故A错误；
B．研究火星自转时不能看作质点。故B错误；
C．一般情况下电磁波从火星到地球完成一次信息传输时间，最近的需要3分钟，最远的需要22分钟，现“祝融号”从火星乌托邦平原南部到中国的航天控制中心完成一次信息传输时间大约需17分钟是合理的。故C正确；
D．研究“祝融号”火星车在火星表面运行的路线和速度大小，应当以火星表面为参考系。故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误；
B．医院通过彩超对人体进行体检时，彩超波机向人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收， 然后通过反射波的频率变化就可知血液的流速。是利用多普勒效应的原理，故B正确；
C．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；
D．光在真空中传播的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的，即光速不变原理，故D错误。
故选B。
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．A
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，声波属于机械波，只能在介质中传播，A正确；
B．由
可知，由空气进入水中时，电磁波的波速变小，而声波的波速变大，B错误；
C．频率由波源决定，均不变，由
可知，由空气进入水中时，电磁波的波长变小、声波的波长均变大，C错误；
D．电磁波只有在真空中传播的速度等于光速，在介质中传播的速度小于光速，声波在介质中的传播速度远小于光速，D错误。
故选A。
12．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。
13．BD
【详解】
：根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故选项A是错误的．因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的．且与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项B是正确的．有振荡的电场或磁场时，就会由近向远逐渐传播，即形成了电磁波，故D正确．
14．AD
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁理论，周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，选项A正确；
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，可能是电流和磁场方向平行，该点的磁感应强度不一定为0，选项B错误；
C．赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，选项C错误；
D．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量，选项D正确。
故选AD。
15．BCD
【详解】
电子钟变快说明LC振荡电路的周期变小了，根据
T＝2
可知，其可能原因是L不变、C变小，或L变小、C不变，或L、C均变小。
故BCD正确。
16．见解析
【详解】
（1）电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能．
（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．
（3）线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．
17．（1）6.28×10－4s；（2）减小；反向充电过程
【详解】
（1）由电磁振荡的周期公式可得该回路的周期
T＝2＝2×3.14×s＝6.28×10－4s
（2）因为t＝9.0×10－3s相当于14.33个周期，而<0.33T<，由电磁振荡的周期性可知，当t＝9.0×10－3s时，LC回路中的电磁振荡正处在～的变化过程中。
t＝0时，电容器两极板间电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，则回路中电流随时间的变化规律如图所示，结合图像可知，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流在减小，这时电容器正处在反向充电过程中。