13.4电磁波的发现及应用综合训练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

13.4电磁波的发现及应用
一、选择题（共15题）
1．关于电磁波下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并预言了电磁波的存在
B．无线电波、光波、阴极射线、X射线、γ射线都是电磁波
C．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度
D．太阳光中含有不同频率的各种电磁波，且能量均分在各个波段
2．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．变化的磁场一定产生变化的电场
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
3．建立完整电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（　　）
A．伽利略 B．麦克斯韦
C．牛顿 D．库仑
4．根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是（ ）
A．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场
B．稳定的电场一定产生稳定的磁场
C．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生同频率周期性变化的磁场
5．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（ ）
①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场
②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场
③在电场的周围一定会产生磁场
④在磁场的周围一定会产生电场。
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
6．下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场
B．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度就一定为零
C．法拉第第一次发现了电流的磁效应
D．波长越短的电磁波在真空中传播的速度越快
7．提出电磁场理论的科学家是（　　）
A．法拉第 B．麦克斯韦 C．赫兹 D．安培
8．2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市，如图所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位置用户仅需用手机上的客户端软件扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机APP上能实时了解单车的位置；骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电根据以上信息判断下列说法正确是（ ）　　
A．单车的位置信息是借助北斗卫星导航系统准确定位的
B．单车是利用电磁感应原理实现充电的
C．由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度
D．单车在被骑行过程中受到地面的摩擦力表现为阻力
9．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
10．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是
A．电磁波既可以是横波，也可以是纵波
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波不能产生多普勒效应
D．电磁波中电场和磁场的方向彼此垂直
11．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）.
A．电磁波传播需要介质 B．电磁波能量越大，在真空中的传播速度越大
C．电磁波是一种物质 D．电场和磁场总是相互联系的，从而产生电磁波
12．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
13．以下关于波的认识，正确的是（　　）
A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的反射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
14．下列说法正确的是______
A．同种介质中，光的波长越长，传播速度越快
B．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
C．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
15．根据麦克斯韦电磁场理论，在如图所示的四种变化电场中，能产生电磁波的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
16．有一列真空中波长为的电磁波信号，收音机为了接收该信号，必须调节接收电路产生电谐振，该过程叫___________（填“调谐”或“解调”），此时该电路的固有频率应该调为__________Hz。
17．麦克斯韦电磁理论指出___________周围会产生电场；电磁波是__________（填“纵波”或“横波”）。
18．在物理学中，人们把整个电磁波谱划分成了若干个波段，如图中所标出的就是各波段的大致位置。图中已经标注出部分电磁波波段的名称，请你根据所学知识，把未标注的波段名称填在相应的空格内。
（1）A波段：________；（2）B波段：_______；（3）C波段：________。
19．在生活中打电话的电信号是________信号，而发电报的电信号是________信号．（填“数字”或“模拟”）
三、综合题
20．家用微波炉的微波频率为，它的波长是多少？
21．你能否用生活中的例子说明电磁波的存在？
22．在真空中传播的波长为15m的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为，该电磁波在介质中的波长是多少？
23．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
（1）麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，也进行了相关理论计算，但并没有用实验验证电磁波的存在，A错误；
（2）根据电磁波谱，阴极射线不属于电磁波，B错误
（3）赫兹用实验证明了电磁波的存在，并且通过测量，发现在真空中，电磁波具有与光相同的速度，C正确了；
（4）太阳光中含有红外线、可见光和紫外线，并不是含有不同频率的各种电磁波，同时能量也不是均分的，D错误．
故本题选C．
2．A
【详解】
电磁波本身就是物质，可以在真空中传播，也可以在空气等物质中传播，A正确；电场随时间均匀变化时，产生恒定的磁场，则不会产生电磁波；B错误；变化的磁场包括周期性变化和均匀变化等，若为均匀变化的磁场，则只能产生恒定电场；C错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹证实了电磁波的存在；D错误．故选A．
3．B
【详解】
麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在，故选B。
4．D
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论，在变化的电场周围一定存在磁场，在变化的磁场周围一定存在电场，选项A错误；
B．稳定的电场不会磁场，选项B错误；
C．在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，选项C错误；
D．周期性变化的电场周围一定产生同频率周期性变化的磁场，选项D正确；
故选D。
5．A
【详解】
①变化的电场才能产生磁场，变化的磁场才能产生电场，故①正确；
②电荷的周围存在电场，运动电荷可以形成电流，则可以形成磁场；故②正确；
③只有变化的电场才能形成磁场，恒定的电场不能产生磁场；故③错误；
④只有变化的磁场才能产生电场；故④错误；
A. ①②。故A正确；
B. ③④。故B错误；
C. ②③。故C错误；
D. ①④。故D错误。
6．A
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场，故A正确；
B．穿过某一面积的磁通量为零，可能是磁感应强度为零，也可能是线圈平面与磁场方向平行，故B错误；
C．奥斯特最早发现了电流的磁效应现象，法拉第发现了电磁感应现象，故C错误；
D．电磁波的传播速度与波长与频率无关，在同种介质中，不同的电磁波传播速度相同，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
提出电磁场理论的科学家是麦克斯韦。
故选B。
8．B
【详解】
单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的，故A错误；单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故B正确；由手机APP上的显示信息包括路程和时间，没有说明具体的位移，故不可以求出骑行的平均速度，故C错误；单车在骑行时，主动轮受到向前的摩擦力（动力），从动轮受到向后的摩擦力（阻力），故D错误．故选B．
9．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。
10．D
【详解】
A、电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，故电磁波是横波，故A错误；
B、电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；
C、多普勒效应、干涉和衍射是波特有的现象，故C错误；
D、电磁波中电场和磁场的方向相互垂直，故D正确．
11．C
【详解】
A．电磁波的传播不需要靠介质，可以在真空中传播，也可在很多介质中传播，故A错误；
B．电磁波在真空中传播速度是3×108m/s，故B错误；
C．电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，故C正确；
D．变化的电场和变化的磁场相互联系，从而产生电磁波，故D错误。
故选C。
12．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。
13．ABCD
【详解】
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射，故A正确；
B．隐形飞机的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；
C．雷达的工作原理是利用波的反射，故C正确；
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故D正确。
故选ABCD。
14．AD
【详解】
A．根据
可知波长越长，频率越小，则折射率越小，根据
可知在同种介质中的传播速度越快，故A正确；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹实验验证了电磁波的存在，故B错误；
C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定不变的磁场，均匀变化的磁场产生恒定不变的电场，故C错误；
D．在光的双缝干涉实验中，根据
可知条纹间距与光波长成正比，红光的波长比绿光长，则条纹间距变宽，故D正确。
故选AD。
15．CD
【详解】
根据麦克斯韦电磁理论可知，周期性变化的电场能产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，根据图像可知，CD所示的变化电场能产生电磁波。
故选CD。
16． 调谐
【详解】
收音机为了接收该信号，必须调节接收电路产生电谐振，该过程叫调谐。
因为
所以
17． 变化的磁场 横波
【详解】
麦克斯韦电磁理论指出变化的磁场周围会产生电场；
电磁波是横波。
18． X射线 紫外线 红外线
【详解】
（1）A波段：X射线；
（2）B波段：紫外线；
（3）C波段：红外线。
19． 模拟 数字
【详解】
不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号（Analog Signal），例如用一系列连续变化的电磁波（如无线电与电视广播中的电磁波），或电压信号（如电话传输中的音频电压信号）来表示；数字数据则采用数字信号（Digital Signal），例如用一系列断续变化的电压脉冲（如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0），或光脉冲来表示． 而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路（例如电话网、有线电视网）来传输． 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点，如电报．
20．0.12m
【详解】
根据波长公式得
解得
21．手机信号的发射与接受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。
【详解】
手机信号的发射与接受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。
22．10m
【详解】
根据
因电磁波在介质中传播其频率不变，其波长比
则有
23．
【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=
答案第1页，共2页