必修三6.4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．下列设备中利用电磁波工作的是（　　）
A．电饭煲 B．电风扇 C．手机 D．电子钟表
2．移动支付已经成了中国的一个名片，常见的移动支付有微信支付、支付宝等．微信支付的流程有多种，可以是商家提供一个二维码，支付方用手机扫码后输入金额、密码并确认即可完成支付；也可以由支付方打开微信点击“我”、“钱包”、“收付款”向商家提供一个条形码，商家输入金额后用红外扫码器扫描条形码并完成相应的操作即可完成支付．下列说法正确的是
A．商家提供的二维码含有商家账户信息
B．商家提供的二维码含有商家账户信息和支付金额信息
C．支付方提供的条形码含有支付金额信息
D．支付方提供的条形码含有商家账户信息
3．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
4．下列有关叙述不正确的是（　　）
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
D．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
5．2019年被称为5G元年。这一年全球很多国家开通了5G网络，开启了一个全新的通信时代，即万物互联的物联网时代，5G网络使用的无线电电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的的传输速率。下列说法正确的是（　　）
A．4G信号是纵波，5G信号足横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．5G信号比4G信号波长更长，相同时间传递的信息量更大
6．我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi-Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是（　　）
A．家用5GWi-Fi电磁波的衍射现象最明显
B．GPS定位系统使用的电磁波的能量最强
C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领
D．手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象
7．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
8．无线电技术的发展给人类带来了极大的便利，下列有关电磁波的说法，正确的是（　　）
A．电磁波不能在真空中传播
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
D．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但不会发生多普勒效应
9．2021年9月17日，神舟十二号载人飞船成功返回地面。返回舱返回过程中，有一段时间与地面会严重失效，甚至完全中断，这种现象称为黑障。形成黑障的直接原因最有可能的是（　　）
A．返回舱周围形成的高温等离子层
B．返回舱的金属外壳产生的静电屏蔽
C．返回舱在返回过程出现的失重现象
D．返回舱进入对流层后受大气的扰动
10．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
11．微波炉中放一个鸡蛋，先被加热的是（　　）
A．炉内空气 B．蛋壳 C．蛋黄 D．同时被加热
12．“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
13．下列说法中正确的是________
A．光的偏振现象证明了光波是纵波
B．雷达是利用超声波来测定物体位置的设备
C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长
14．是“第五代移动通讯技术”的简称。目前通州区是北京市覆盖率最高的区县，相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况，能有效解决信号问题。由于先前的等已经将大部分通讯频段占用，留给的频段已经很小了。采用了比更高的频段，网络运用的是毫米波，将网络通讯速度提高百倍以上，但毫米波也有明显缺陷，穿透能力弱，目前解决的办法是缩减基站体积，在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。综合上述材料，下列说法中不正确的是
A．信号不适合长距离传输
B．手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽
C．信号比信号更容易发生衍射现象
D．随着基站数量增多并且越来越密集，可以把基站的功率设计小一些
15．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．无线电波广泛应用于通信和广播
B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射
C．适量的紫外线照射，对人体健康有益
D．因为射线穿透能力不强，不能用来检查金属内部伤痕
二、填空题
16．移动通信诞生于19世纪末，20世纪80年代出现个人移动电话，每个移动电话都是一个发射器，它通过______把你讲话的信号发射到空中；同时它又是一个接收器，在空中捕获________，使你得到对方讲话的信息。
17．雷达:
（1）雷达是利用______来测定物体位置的无线电设备。
（2）雷达既是电磁波的____端,又是电磁波的_____端。
（3）原理:雷达用直线性好的微波定位。无线电波的传播速度是c,测出从发射无线电波到接收反射波的时间t,就可以确定障碍物的距离L= 。实际上,障碍物的距离等数据由电子电路自动计算并在荧光屏上显示。
18．____________提出光是一种________波，_________用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是______，_______都会发出红外线，红外线波长比红光________，所以_______现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；紫外线的主要作用是_______，______能发出紫外线，紫外线还有_____效应和_______作用，伦琴射线又叫_________射线，波长比紫外线________.
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、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．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。
22．我们周围哪些设备是利用电磁波工作的？各利用了哪一类电磁波的什么特性？
23．某高速公路自动测速仪装置如图2甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6 s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．
24．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37．5kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？
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．电饭煲是利用电流的热效应工作，故A错误；
B．电风扇是利用电能转化成机械能工作，故B错误；
C．手机间的通信是通过电磁波，故C正确；
D．电子钟表是电能转化成机械能工作，故D错误。
故选C。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题意可知，商家提供的二维码含有商家账户信息，由支付方用手机扫码后输入支付金额信息，选项A正确，B错误；
CD．支付方提供的条形码不含有支付金额信息，由商家输入金额后用红外扫码器扫描条形码并完成相应的操作完成支付，选项CD错误；
故选A。
3．C
【解析】
【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。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化的，故A正确，不符合题意；
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的摆长无关，故B正确，不符合题意；
C．测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理，故C错误，符合题意；
D．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
A．电磁波均为横波，A错误；
B．两种不同频率的波不能发生干涉，B错误；
C．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，C正确；
D．5G信号频率更高，光子的能量越大，故相同时间传递的信息量更大，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．电磁波波长越长，频率越低，则衍射现象越明显，GPS定位系统的电磁波衍射现象最明显，故A错误；
B．根据可知，频率越高，能量越强，则地铁行李安检时使用的能量最强，故B错误；
C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领，故C正确；
D．电磁波是横波，能产生偏振现象，故D错误。
故选C。
7．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．
8．C
【解析】
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，选项A错误；
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最长的，选项B错误；
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的，选项C正确；
D．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但也会发生多普勒效应，选项D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
飞船在返回时以极高速度进入大气层，产生高温2000℃（高速使动能转化热能，使船体外壳达到2000℃，从而使周围的空气电离形成等离子体，屏蔽电磁波从而地面人员无法得知飞船的实时状况），而在接近地面时，（虽然大气密度大）飞船速度下降，温度降低，在太空（虽然高速运动）没有大气，不易产生摩擦生热而燃烧而不会产生屏蔽。
故选A。
10．B
【解析】
【详解】
试题分析：电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故选项A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故选项B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故选项C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长不相同，故选项D错误．
考点：电磁波与声波的区别．
11．C
【解析】
【详解】
微波炉是通过微波带动食物内部分子剧烈振动而使食物温度升高的，是一种共振原理，微波的频率与水分子振动频率接近，蛋黄中水较多，所以先被加热的是蛋黄。
故选C。
12．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。
13．C
【解析】
【详解】
A. 光的偏振现象证明了光波是横波，选项A错误；
B. 雷达在工作时，先发射出电磁波，其在向前传播过程中，遇到障碍物后被发射回来，即雷达据其所接收到的反射回来的电磁波情况判断前方物体的情况．即雷达是利用电磁波来工作的，B错误；
C. 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象，选项C正确；
D. 考虑相对论效应，根据“尺缩原理”，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度短，选项D错误．
14．C
【解析】
【详解】
A．因为信号穿透能力弱，故不适合长距离传输，故A不符合题意；
B．因5G信号穿透能力弱，手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽，故B不符合题意；
C．采用了比的频段,即比频率更高，波长更短，更不容易发生衍射现象，故C符合题意；
D．随着基站数量增多并且越来越密集，可以吧基站功率设计小一些建立微型基站，故D不符合题意。
本题选择不正确的，故选C。
15．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．无线电波广泛应用于通信和广播，故A不符题意；
B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射，故选项B不符题意；
C．适量的紫外线能促使人体合成维生素D，促进钙的吸收，故C不符题意；
D．因为射线穿透能力强，可以用来检查金属内部伤痕，故选项D符合题意；
故选D。
16． 电磁波 电磁波
【解析】
【详解】
[1][2] 移动电话是现代人们最常用的通信工具之一，移动电话间通话的发射和接收信息都是利用电磁波，即微波，故本题答案都为：电磁波，电磁波。
17． 无线电波 发射 接收
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。
（2）[2][3]雷达既是电磁波的发射端,又是电磁波的接收端。
18． 麦克斯韦 电磁 赫兹 热效应 一切物体 长 衍射 化学效应 高温物体 荧光 杀菌、消毒 X 短
【解析】
【详解】
[1][2][3][4]麦克斯韦提出光是一种电磁波，后来赫兹用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是热效应；
[5][6]一切物体都会发出红外线，由电磁波谱可知，红外线波长比红光长；
[7]由发生明显衍射件可知，红外线衍射现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；
[8][9][10[11]紫外线的主要作用是化学效应，高温物体能发出紫外线，紫外线还有荧光，杀菌、消毒作用；
[12][13]伦琴射线又叫x射线，波长比紫外线短。
19． 模拟 数字
【解析】
【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．
【点睛】
模拟信号和数字信号的区别，注意从概念上区分．
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．(1)；(2)
【解析】
【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
22．见解析
【解析】
【详解】
1．微波炉：利用微波可以传递能量的特性；
2．雷达：利用微波方向性强的特性；
3．X光机：利用X射线穿透性强的特性；
4．γ刀：利用γ射线具有高能量的特性；
5．日光灯：利用紫外线能够激发荧光物质的特性；
6．紫外线消毒灯：利用紫外线具有明显的化学作用的特性；
7．红外线烤箱：利用红外线的热效应；
8．移动电话：利用微波频带宽、携带信息容量大的特性。
23．
【解析】
【详解】
电磁波在真空中传播的速度等于光速c
第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为
第二次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为
汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，即
则汽车的速度
联立解得：
【点睛】
解决本题的关键知道汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，然后根据速度公式求出速度的表达式．
24．8000m
【解析】
【详解】
由C=λf得：
【点睛】
已知黑匣子发出的频率，则可由波速、波长及频率的关系求得该波的波长．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页