6.4电磁波及其应用 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）必修三 6.4 电磁波及其应用
一、单选题
1．卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用，定位时，接收器需要获得卫星发送的信号，卫星发送的是（　　）
A．声波 B．电磁波 C．电流 D．电子
2．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
3．下列设备工作时，没有利用电磁波的是　　
A．移动电话通话 B．收音机接收广播电台信号
C．电动机通电后正常运转 D．雷达发现飞机
4．电磁波与我们的生活密切相关．下列关于电磁波及其应用的说法正确的是
A．电磁波不能在真空中传播
B．电磁波不会产生污染
C．电饭煲是利用电磁波来加热食物的电器
D．雷达是利用电磁波测定物体位置的无线电设备
5．2016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
6．下列各过程中，没有利用到电磁波的是（　　）
A．用水银温度计测量体温 B．用通控器打开电视机
C．用手机接听电话 D．用微波炉加热面包
7．我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是(　　)
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
8．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
9．电磁学与我们的生活联系紧密。下列关于电磁学相关知识的说法正确的是（　　）
A．法拉第最早测得元电荷e的数值
B．电动势越大，表示电源把电能转化为其他形式的能的本领越强
C．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
D．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
10．下列关于电磁波的说法，不正确的是（ ）
A．电磁波不能传播能量
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波
D．电磁波在真空中的速度约为c＝3.0×108 m/s
11．比较下列各类传递信息的方法，在相同时间内传递信息最多的是（　　）
A．电话 B．电报 C．书信 D．可视电话
12．2021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
13．电磁波和机械波具有的共同性质是（　　）
A．都是横波
B．都能够传输能量
C．传播都需要介质
D．在介质中的传播速度都与波的频率有关
14．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．移动电话通讯是通过电磁波来实现的
B．法拉第首先预言了电磁波的存在
C．电磁波与机械波的传播都需要介质
D．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场
15．电磁波最重要、最广泛的应用是信息传递，最先应用的是（　　）
A．电视 B．雷达 C．无线电广播 D．无线电报
二、填空题
16．手机是一部可移动的______________设备。不宜使用手机的场合有：①___________，②___________，③____________，④____________，⑤____________。
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．手机是一部可移动的_________设备.不宜使用手机的场合有_____________.
19．江苏人民广播电视台的频率是700kHz，它的波长是_________m。
三、解答题
20．某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机．设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时，经后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时，则该飞机的飞行速度多大？
21．匀强磁场区域宽为L，一正方形线框abcd的边长为l，且l>L，线框以速度v通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？
22．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？
23．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。
24．手机间的通信过程如图所示，从提高通信质量角度来看移动通信网络中应该怎样设定基站。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
根据电磁波传播速度大，且在能真空中传播等特点，卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用，定位时，接收器需要获得卫星发送的信号（加载在电磁波上），ACD错误，B正确。
故选B。
2．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。
3．C
【解析】
【详解】
移动电话是利用无线电波传递信号的，利用了电磁波，故A不符合题意；收音机接收无线电波信号，利用了电磁波，故B不符合题意；电动机通电后正常运转利用电流在磁场中受力规律，没有应用电磁波，故C符合题意；雷达发现飞机利用了微波信号，故D利用了电磁波，不符合题意．所以选C．
4．D
【解析】
【详解】
电磁波的传播不需要介质，在真空中可以传播，故A错误；电磁波也会产生污染，故B错误；电饭煲是利用电流的热效应来加热食物的电器，故C错误；雷达是利用无线电波确定物体的位置，无线电波属于电磁波，故D正确．所以D正确，ABC错误．
5．B
【解析】
【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．
【点睛】
本题利用生活中熟知的单车综合考查了惯性、电磁感应的应用、电磁波的应用等，要求掌握相应物理规律在生产生活中的应用．
6．A
【解析】
【详解】
A．用水银温度计测量体温，用到了水银的热胀冷缩，故A符合题意；
B．用遥控器打开电视机，利用了红外线遥控技术，故B不符合题意；
C．用手机接听电话，利用了电磁波通讯，故C不符合题意；
D．用微波加热面包，用到了微波，属于电磁波，故D不符合题意；
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场．故A错误；将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行时，线圈中不产生感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面无磁场．故B错误．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，线圈中磁通量发生变化，说明月球表面有磁场．故C正确．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，若这两个运动方向均与磁场方向垂直，即使月球表面有磁场，则电流表都是也都是零．故D错误．故选C.
【点睛】
本题考查理论联系实际的能力，关键抓住产生感应电流的条件：一是电路要闭合；二是穿过电路的磁通量发生变化．
8．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。
9．D
【解析】
【详解】
A．美国物理学家密立根最早测得元电荷e的数值，故A错误；
B．电动势越大，表示电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故B错误；
C．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，有一定的夹角（磁偏角），故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，所以北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D正确。
故选D。
10．A
【解析】
【详解】
电磁波能传播能量，选项A错误； 根据电磁波谱的知识可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波．故B正确；手机既可接收信号，又可发射信号；既可接收电磁波，又可发射电磁波．故C正确；根据电磁理论以及目前的测量可知，电磁波在真空中的速度为c=3.0×108m/s．故D正确；本题选择不正确的，故选A.
【点睛】
电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播．
11．D
【解析】
【详解】
可视电话可以同时传递声音及视频信息，所以它比电话、电报和书信单位时间内传递信息都要多，故D正确。
故选D。
12．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。
13．B
【解析】
【详解】
A．电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，A错误；
B．两种波都能传输能量，B正确；
C．电磁波可以在真空中传播，机械波传播需要介质，C错误；
D．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，D错误。
故选B。
14．A
【解析】
【详解】
A．移动电话通讯是通过电磁波来实现的，A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，但机械波的传播需要介质，C错误；
D．在电场周围一定产生磁场，根据电磁感应原理在变化的磁场周围才会产生电场，恒定的磁场不产生电场，D错误。
故选A。
15．D
【解析】
【详解】
无线电广播、电视、雷达、无线电报等均利用电磁波的有关性质工作的，但最先应用电磁波进行信息传递的是无线电报。
故选D。
16． 无线电通信 飞机 汽车加油站 医院内 爆破地带 雷雨天
【解析】
【分析】
【详解】
[1]手机是一部可移动的无线电通信设备。
[2][3][4][5][6]不宜使用手机的场合有：①飞机；②汽车加油站；③医院内；④爆破地带；⑤雷雨天。
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． 无线电通信 飞机、雷雨天
【解析】
【详解】
[1]手机是一部可移动的无线电通信设备，在飞行的飞机上、雷雨天，都不宜使用手机；因为手机的电磁波会干扰其它的电磁波。
19．428.57
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由电磁波的传播速度与波长、频率f的关系
变形得
20．525m/s
【解析】
【详解】
由电磁波发射到接收到反射波历时，可算出此时飞机距雷达站的距离为
经4s后，飞机距雷达站的距离为
在这4s时间内飞机飞过的路程为
故飞机的飞行速度为
21．
【解析】
【详解】
从bc边到达右边界直至ad边到达左边界过程，无感应电流，故没有感应电流的时间是.
22．8000m
【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．
23．(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
24．见解析
【解析】
【详解】
从提高通信质量角度来看应适当增加基站密度，基站天线应在高处架设，为做到网络全覆盖，设定基站后应通过实验对信号强度进行检验并不断听取用户的反馈信息。
答案第1页，共2页
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