5.3初识电磁波及其应用同步练习 （word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第三册 5.3 初识电磁波及其应用 同步练习
一、单选题
1．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
2．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　）
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为
D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
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．我国航天员翟志刚通过“神舟七号”载人飞船首次实现了中国航天员在太空的舱外活动，如图所示，这是我国航天史上的又一里程碑。若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话，则需通过（　　）
A．直接对话 B．紫外线 C．红外线 D．无线电波
5．据报道：截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G网络，中国将进入全面5C时代，开启了万物互联时代：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频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法正确的是（　　）
A．4G信号比5G信号更容易发生衍射
B．5G信号是横波，4G信号是纵波
C．5G信号频率增大，不再发生衍射现象和偏振现象时
D．5G信号在真空中的传播速度更快
6．在以下各种说法中，正确的是（ ）
A．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
C．电磁波的频率越低，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射
7．LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（　　）
A．若线圈的磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大
D．若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大
8．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
9．已知振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示。则（　　）
A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B．a、c两时刻电容器里的电场能最大
C．b、d两时刻电路中电流最小，方向相反
D．b、d两时刻磁场能最小
10．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是（　　）
A．麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速
C．空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波
D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不到电磁波信号而无法接通
11．手机发射和接收的信号属于电磁波。手机将信号通过天线发送到最近的一个移动基站，基站通过有线连接到机房的交换机，交换机再通过线连接到另一部手机最近的基站，基站将信号发送出去，通过已知信道被另一部手机接收。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．只要有电场和磁场，并且发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波的传播必须在介质中才能进行
C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播
D．电磁波的传播也就是能量的传播
12．关于物理学史，以下说法不正确的是（　　）
A．牛顿最早通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因
B．法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场
C．卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子核式结构模型
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
13．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（　　）
A．电容器储存电量的本领越强，电磁波的发射效率越高
B．振荡电路的频率越高，发射的电磁波速度越快
C．调制和调谐，目的分别是提高电磁波信号的发射效率和接收效率
D．振荡电路能够发射可见光
14．简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的（　　）
①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路
A．①②③ B．②③④ C．①④ D．①②④
15．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用，蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的，假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm，根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3m·K，老鼠发出的最强的热辐射属于（　　）
A．可见光波段 B．紫外波段
C．红外波段 D．射线波段
二、填空题
16．1971年，屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶，研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结果，X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法，用于分析的X射线波长在0．05nm～0．25nm范围之间，因为X射线的波长_________（选填“远大于”、“接近”或“远小于”）晶体内部原子间的距离，所以衍射现象明显．分析在照相底片上得到的衍射图样，便可确定晶体结构．X射线是_________（选填“纵波”或“横波”）．
17．在电磁波大家族中，按波长由长到短排列依次是：无线电波、______可见光、______、X射线、γ射线.(填入“紫外线”或“红外线”)．
18．英国物理学家______预言了电磁波的存在，德国物理学家______通过实验证实了电磁波的存在；医院利用______灭菌消毒（选填“紫外线”或“红外线”）。
三、解答题
19．家用微波炉的微波频率为，它的波长是多少？
20．一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？
21．无线电波有哪些传播途径 这些途径分别适用传播什么波段的无线电波
22．利用雷达不但可以发现目标，还可以测量目标的速度大小。
(1)如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图1中甲所示；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图1中乙所示，雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？
(2)某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方水平匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图中甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经后雷达向正上方发射和被反射的波形如图2中乙所示，则该飞机的飞行速度约为多大？（结果保留整数）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【解析】
【详解】
A．蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是光信号。故A错误；
B．蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，波长短。故B正确；
C．电磁波在真空中的传播速度约为。故C错误；
D．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同。故D错误。
故选B。
3．B
【解析】
【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．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．舱外为真空环境，声波无法传播，则舱外的航天员与舱内的航天员不能直接对话，故A错误；
BCD．现代的移动通信都是利用无线电波来传递信息的，故D正确，BC错误。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
A．4G信号频率小，波长长，更容易发生衍射，故Ａ正确：
B．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波为横波，都B错误：
C．只要是波，都能发生衍射现象和偏振现象，故C错误：
D．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度都一样，故D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，而根据
v = = λf
可知，波长
λ =
变短，A错误；
B．驱动力频率越接近桥的固有频率，桥的振幅越大，越容易损坏，火车慢行，从而使轮子撞击铁轨接缝的频率远小于桥梁的固有频率，B正确；
C．电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，C错误；
D．D选项是利用了两平面之间空气薄层上、下两个表面的反射光产生的干涉条纹形状来判断平面的平整度，D错误。
故选B。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
AC．该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，线圈中的电流正在增大，线圈的磁场正在增强，知C正确，A错误；
B．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，线圈中的电流正在减小，知B正确；
D．由楞次定律知，若电容器正在放电，则线圈中的电流变大，则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大，D正确。
本题选说法错误的，故选A。
8．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。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．LC振荡电路中，电容器充放电时，由于线圈自感作用，使回路中电容器电荷量最大时，回路中电流为零，电容器里的电场能最大，故A错误，B正确；
CD．b、d两时刻，电容器电荷量为零，此时回路中电流最大，磁场能最大，并且b、d两时刻充放电过程相反，电流方向就相反，故CD错误。
故选B。
10．C
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，B错误；
C．只有周期性变化的电场才能形成电磁波，均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，将不能再产生电磁波，C正确；
D．电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场和磁场不能产生电磁波， A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，B错误；
C．基站停止工作，发射出去的电磁波继续传播，C错误；
D．电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因， A错误；
B．根据物理学史可知，法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场，B正确；
C．根据物理学史可知，在1909年，物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验后，根据实验结果提出了原子核式结构模型，C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D正确。
本题选不正确的，故选A。
13．C
【解析】
【详解】
A．由电磁振荡的周期公式可知，自感系数L和电容C越大，周期越长，发射的电磁波频率越低，发射效率也越低，A错误：
B．真空中电磁波速度恒定，与频率无关，B错误：
C．调制，是为了提高图像或声音等低频电磁波信号的发射效率，调谐，是为了更有效获取目标波段的电磁波信号，C正确：
D．振荡电路只能够发射无线电波和微波，不能发射可见光，D错误。
故选C。
14．B
【解析】
【详解】
比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路，调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远，而调谐电路是在接收端需要的电路，故 ②③④正确。
故选B。
15．C
【解析】
【详解】
由Tλm＝2.90×10－3m·K得
该波属于红外波段；故选C。
16． 接近
横波
【解析】
【详解】
能发生明显的衍射现象的条件是：孔或障碍物的尺寸比波长小或者相差不多．当X射线透过晶体内部原子间隙时，发生了明显的衍射现象，用于分析的X射线波长应接近晶体内部原子间的距离；因为X射线是由交替变化的电场和磁场组成的，所以X射线是一种横波．
【点睛】
由X射线穿过晶体内部原子间隙能发生明显的衍射现象来判断；X射线是由交替变化的电场和磁场组成的，X射线是横波．
17． 红外线 紫外线
【解析】
【详解】
在电磁波大家族中，按波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．
18． 麦克斯韦 赫兹 紫外线
【解析】
【详解】
[1][2]英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在；
[3]医院利用紫外线灭菌消毒。
19．0.12m
【解析】
【详解】
根据波长公式得
解得
20．7.5×103 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.
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
无线电波的传播方式有：地波传播、直射波（空间波）传播和天波传播。
地波传播：沿地球表面空间传播的无线电波叫地波，由于地波在传播过程中能量逐渐被大地吸收，因此传播距离不远，由于不受天气影响，可靠性高，超长波、长波、中波的无线电信号一般利用地波传播。
直射波传播：直射波的传播距离一般在视距范围内，传播过程中强度衰减较慢，一般用于超短波和微波。
天波传播：由于大气电离层只对短波波段的电磁波产生反射，天波传播一般主要用于短波远距离通信。
22．(1)西方，300km；(2)306m/s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)雷达向东方发射电磁波时，没有反射回来的信号，说明东方没有发现目标；雷达向西方发射时，有反射回来的信号，所以目标在西方。
由题图1中乙可知
目标到雷达的距离
(2)由题图2中信息知，比较远时
脉冲波显示的距离为
当飞机到达雷达正上方后
脉冲波显示的距离为
由于开始时飞机在斜上方后来飞机到达正上方由
解得飞机的速度为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页