6.4电磁波及其应用练习（word版含答案）

粤教版（2019）必修三 6.4 电磁波及其应用
一、单选题
1．电磁波已广泛运用与很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是（　　）
A．电磁波不能产生衍射现象
B．常用的遥控器通过紫外线脉冲信号来遥控电视机
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．不同频率的光在真空中传播的速度不同
2．世界上最早发明实用的无线电报技术的科学家是( )
A．贝尔 B．麦克斯韦
C．赫兹 D．马可尼
3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学历史的是 （　　）
A．麦克斯韦预言了并实验证明了电磁波的存在
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C．特斯拉提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像
D．安培提出了分子电流假说，并且发现了电流的磁效应
4．关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（　　）
A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播
B．卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C．电磁波的应用对人类有利无害
D．电磁波不能在真空中传播
5．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
6．下列说法正确的是（　　）
A．带电小球都能看成点电荷 B．元电荷的电量就是1C
C．电磁波可以传递信息 D．能量是守恒的，所以我们无需节能
7．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
8．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
9．“4G改变生活，5G改变社会”。现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列说法正确的是（　　）
A．赫兹首先预言了电磁波的存在
B．5G信号比4G信号在真空中的传播速度更大
C．划亮一根火柴，就形成了电磁波
D．空间只要有变化的电场存在，就一定能形成电磁波
10．现行的第四代移动通信技术4G，采用1880～2635MHz频段的无线电波；2020年我国将全面推行第五代移动通信技术5G，采用3300～5000MHz频段的无线电波．未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍．下列说法中正确的是（ ）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．在空气中5G信号比4G信号传播速度大
C．5G信号和4G信号相遇能产生干涉现象
D．5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
11．我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（　　）
A．5G信号比4G信号的波长更长
B．5G信号是纵波，4G信号是横波
C．5G信号传播不需要介质，4G信号传播需要介质
D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大
12．2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市，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（APP）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就显示如图所示的信息．下列说法正确是（ ）
A．单车和手机之间是利用声波传递信息的
B．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
C．由手机APP上显示骑行距离849米是位移
D．由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度
13．在日常生活中，摄像机、电视机是常见的电子产品，对它们的认识，下列说法中不正确的是（ ）
A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C．电视机接收的画面是连续的
D．摄像机在1秒内要送出25张画面
14．我国即将进入全面5G时代，将开启万物互联时代车联网物联网智慧城市无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用3300~5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880~2635MHz段）技术而言，具有极大带宽极大容量和极低时延。5G信号与4G信号相比，下列说法正确的是（　　）
A．5G信号在真空中的传播速度更快 B．5G信号是横波，4G信号是纵波
C．与4G信号相比，5G信号波长更短 D．5G信号更容易发生明显衍射
15．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
二、填空题
16．探究电磁波特性的实验过程如下：
（1）将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时,手机背景灯光闪烁。这个事实表明：电磁波___________（选填“能”或“不能"）在真空中传播。
（2）将手机放在金属容器中（手机不与金属容器壁接触）,打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机_________________（选填“能”或“不能”）接收到信号。
17．不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分___________.我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了_______________.
18．现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机，就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有几亿部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________.
19．[物理——选修3—4]
(1)关于电磁波，下列说法正确的是________．
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
(2)如图所示为某种材料做成的透明光学器件的横截面，AB为半径为R的四分之一圆弧，O为圆心．一束单色平行光垂直OA面入射，器件对该单色光的折射率为．点C、D位于OA表面上．OC=，从C点入射的光线从AB弧面上的E点射出，出射角为，从D点入射的光线经AB弧面一次反射后直接到达B点．求：
(i)的大小_____________；
(ii)通过计算说明从D点入射的光能否在AB弧面发生全反射___________
三、解答题
20．人们通过研究仿生学，并且应用最新的技术和材料，终于使庞大的飞机（如图所示）也实现了“隐形”，也就是让雷达无法侦察到飞机的存在。充分发挥想象力，并结合本章所学的电磁波的知识，设计出可能让飞机“隐形”的方案。
21．从地球向月球发射电磁波，电磁波在地球与月球间往返一次所用时间是多久？
22．列举电磁波在生产、科技和生活中的应用。
23．你能否用生活中的例子说明电磁波的存在？
24．一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射现象，选项A错误；
B．常用红外线作为脉冲信号来遥控电视，选项B错误；
C．由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，选项C正确；
D．不同频率的光在真空中传播的速度相同，选项D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
世界上最早发明实用的无线电报技术的科学家是马可尼，故选D.
3．B
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了这一观点，故A错误；
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，故B正确；
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像，故C错误；
D．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A、光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，A错误．B、由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等，因此人类用通信卫星作中继站，B正确．C、电磁波的种类很多，长期被一些射线或微波照射会对人体产生危害，C错误．D、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，D错误．故选B．
【点睛】
掌握电磁波的特点及光纤通讯、卫星通讯方面的知识．
5．D
【解析】
【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。
6．C
【解析】
【详解】
A．只有当带电小球之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电小球的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电小球才能看成点电荷，故A错误；
B．元电荷的电量是1.60×10-19C，故B错误；
C．电磁波可以传递信息，故C正确；
D．能量守恒的，但能源不是守恒的，我们应当节约能源，而不是节约能量，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【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。
8．C
【解析】
【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。
9．C
【解析】
【详解】
A．预言了电磁波的存在的科学家是麦克斯韦，故A错误；
B．5G信号和4G信号在真空中的传播速度一样大，都等于光速，故B错误；
C．划亮一根火柴，产生热和光，光是电磁波，故C正确；
D．变化的电场不一定能产生磁场，只有交变的电场和交变的磁场在空间相互激发，才能在空间产生电磁波，故D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
A．5G和4G信号都是电磁波，电磁波都是横波，故A正确；
B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；
C．波的干涉条件是两列波的频率相同，振动情况相同，5G和4G信号的频率不同，相遇不能产生干涉现象，故C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，不能形成电磁波，故5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间不是均匀变化的，故D错误。
11．D
【解析】
【详解】
A．5G信号比4G信号的频率更大，则波长更短，选项A错误；
B．电磁波是横波，即5G信号和4G信号都是横波，选项B错误；
C．电磁波传播不需要介质，即5G信号和4G信号传播都不需要介质，选项C错误；
D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大，选项D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A．单车和手机之间是利用电磁波传递信息的．故A错误．
B．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B正确．
C．由手机APP上显示骑行距离849米是路程．故C错误．
D．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D错误．
13．C
【解析】
【详解】
由题意可知，摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置，摄像机在1秒内传送25帧图象；电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置，电视机接收的画面是不连续的，一帧一帧的．故ABD正确，C错误；本题选择错误的，故选C．
14．C
【解析】
【详解】
A．5G信号与4G信号在真空中的传播速度均相同，均为c，选项A错误；
B．电磁波是横波，则5G信号和4G信号都是横波，选项B错误；
C．5G信号频率更大，根据可知，5G信号波长更短，选项C正确；
D．因4G信号波长较长，则4G信号更容易发生明显衍射，选项D错误。
故选C。
15．C
【解析】
【分析】
【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。
16． 能 不能
【解析】
【详解】
(1)[1]将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时手机背景灯光闪烁.这个事实表明:电磁波能够在真空中传播.
(2)[2]手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的;将手机放在金属容器中,打电话呼叫金属容器中的手机,因为金属容器对电磁波有屏蔽作用,金属容器中的电磁波接收不到电磁波信号.
17． 若干波段 电磁波谱
【解析】
【详解】
[1][2]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分若干波段，我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了电磁波谱。
18． 不相同 用卫星传播太远，信号太弱
【解析】
【详解】
每部手机收到的电磁波频率是不相同的，“盲区”我们不用同步卫星直接传播的原因是用卫星传播太远，信号太弱．
19． ABD 60o
【解析】
【详解】
(1) 电磁波在真空中的传播速度都等于c，与电磁波的频率无关，所以A正确；根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；电磁波可以在真空中传播，电磁波能通过电缆、光缆传输，C错误；电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，电场强度与磁场感应强度也垂直，所以D正确；电磁波可以由电磁振荡产生，变化的电场产生磁场，磁场又产生电场，这样由近向远处传播，所以若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会消失，E错误．
（2）从C点入射到E点时，根据聚合关系得
由
解得β=60°
从D点入射的光经AB弧面一次反射后直接到达B点，光路图如图所示．
由几何关系可得入射角
设临界角为C，则
又
则
所以从D点入射的光能在AB弧面发生全反射
20．雷达一般是指利用电磁波的反射来侦测目标的专用设备，因为普通的飞机能反射电磁波，所以很容易被雷达发现；为了达到“隐形”的目的，可把飞机的表面可用能够吸收雷达电磁波的材料和涂料制作，它可以有效吸收大部分电磁波：另外，它的机身可设计为菱形，能使部分反射的电磁波偏离接收它的雷达，从而让飞机“隐形”。
【解析】
【详解】
雷达一般是指利用电磁波的反射来侦测目标的专用设备，因为普通的飞机能反射电磁波，所以很容易被雷达发现；为了达到“隐形”的目的，可把飞机的表面可用能够吸收雷达电磁波的材料和涂料制作，它可以有效吸收大部分电磁波：另外，它的机身可设计为菱形，能使部分反射的电磁波偏离接收它的雷达，从而让飞机“隐形”。
21．2.56s
【解析】
【分析】
电磁波在地球与月球之间是以光速传播的，光速为3×108m/s，从地球到月球的距离，根据速度公式即可求得在地球与月球间往返一次所用时间．
【详解】
地球与月球之间的距离为
从地球到月球的时间为
电磁波在地球与月球间往返一次所用时间
22．见解析
【解析】
【详解】
1．移动电话通信应用了无线电波；
2．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；
3．雷达通过微波捕捉目标信号；
4．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，根据这一原理制成夜视仪以及红外摄影机；
5．利用红外遥感技术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、预报风暴和寒潮等；
6．红外线体温计可以不与身体接触测量体温；
7．利用紫外线具有较高能量的特点进行灭菌消毒；
8．利用紫外线的荧光特性设计防伪措施；
9．利用X射线穿透性强的性质制成X光机，用于检查人体内部器官；
10．利用γ射线能量高的性质制成γ刀，用于治疗某些癌症。
23．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。
【解析】
【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。
24．7.5×103 m
【解析】
【详解】
图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc可知，无线电波从发射到返回所用时间为50 μs.
设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得
s＝ m＝7.5×103 m.
答案第1页，共2页
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