5.3初识电磁波及其应用 同步练习（Word版含解析）

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．以下关于电场、磁场 、电磁场、电磁波的说法正确的是（　　）
A．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，一定条件下，电场和磁场可以互相激发产生电磁场
C．电磁波是一种物质，但是不能在真空中传播
D．红外线的波长比X射线的波长短
2．关于汽车中的物理知识，下述说法正确的是（　　）
A．打雷时，呆在汽车里要比呆在木屋里危险
B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后可快速清除霜雾
C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
D．汽车上坡要换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力
3．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（　　）
A．增加辐射波的波长
B．使振荡电容器的正对面积足够小
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加回路中的电容和电感
4．如图所示是LC回路中电容器带的电荷量随时间变化的图象。在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充（或放）电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的结论是（　　）
A．充电过程，波长为1 200 m B．充电过程，波长为1 500 m
C．放电过程，波长为1 200 m D．放电过程，波长为1 500 m
5．下列说法正确的有（　　）
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了偏振现象
B．第5代移动通信（5G）采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号的传播速度大
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最高点处开始计时，以减小实验误差
6．“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（　　）
A．红外线 B．X射线 C．微波 D．超声波
7．手机通话时，手机是将信号发送到（　　）
A．基站 B．对方手机
C．电缆或光缆 D．地方电信局总机
8．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明了光是纵波
B．光从一种介质进入另外一种介质时一定能够发生全反射
C．折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关
D．手机通话时涉及的波只有电磁波
9．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
10．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
11．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
12．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
13．在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是（　　）
A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期
B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零
C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大
D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积
14．在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（　　）
A．安培首先引入电场线和磁感线
B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷电量e的数值
C．法拉第提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论
15．在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于（　　）
A．充电电压的大小 B．电容器储电量的多少
C．自感L和电容C的数值 D．回路中电流的大小
二、填空题
16．丹麦物理学家____________通过实验发现通电导线周围存在磁场；英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，后来德国物理学家____________通过实验证实了电磁波的存在。
17．“嫦娥三号”依靠________（选填“电磁”或“声”）波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的传播过程中，保持不变的是________（选填“速度”或“频率”）．
18．为了体现全民大联欢，2020年央视春晚继续采用“北京主会场+各地分会场”的直播模式，突破演播室界限，将春晚舞台的欢声笑语带到观众的身边。用卫星转播春晚实况是利用______（选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）来传递信息的；主持人的说话声是由声带______产生的。
三、解答题
19．某电磁波接受器使用的电磁波频段为900﹣1800MHz ，那么，此电磁波的波长范围是多少？
20．一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
21．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？
22．电磁波根据频率值分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线六个波段，物理学上把它称为电磁波谱。请收集资料，了解每个波段电磁波的特点及其应用写一篇介绍电磁波谱及其应用的短文。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．试探电荷在电场中一定受电场力，而电流元（一小段通电导线）在磁场中，若电流与磁感应强度平行，则不受安培力，故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，即一定条件下，两种场可以互相激发产生，故B正确；
C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，故C错误；
D．红外线的波长比X射线的波长长，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．由于汽车金属外壳的静电屏蔽作用，打雷时呆在汽车里要比呆在木屋里安全。故A错误；
B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后快速发热，用于清除霜雾。故B正确；
C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来接收无线电信号的。故C错误；
D．汽车上坡要换低速挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力。故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
理论证明，电磁波发射本领(功率)与f成正比，电磁场应尽可能扩散到周期空间，形成开放电路，，，要使f增大，应减小L或C，故选B。
4．A
【详解】
由题图可知，在1×10-6 s到2×10-6 s内，电容器C带的电荷量由0增加到最多，因此是充电过程。电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为
故选A。
5．C
【详解】
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了衍射现象，故A错误；
B．第5代移动通信(5G)采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号和低频段的电磁波信号传播速度相等，故B错误；
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率，故C正确；
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最低点处开始计时，以减小实验误差，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波。
故选C。
7．A
【详解】
在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调制后，把信号发送到基站中转，故选A。
8．C
【详解】
A．光的偏振现象说明了光是横波，选项A错误；
B．光从一种介质进入另外一种介质时若能够发生全反射，则必须满足：从光密介质射向光疏介质，入射角大于临界角，则光从一种介质进入另外一种介质时不一定能够发生全反射，选项B错误；
C．折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关，选项C正确；
D．在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，故D错误。
故选C。
9．A
【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。
10．B
【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。
11．D
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，选项D正确ABC错误。
故选D。
12．D
【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。
13．D
【详解】
A．电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；
B．电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；
C．振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；
D．提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确．
故选D。
14．D
【详解】
A．法拉第首先引入电场线和磁感线，选项A错误；
B．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷电量e的数值，选项B错误；
C．安培提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献，选项C错误；
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，选项D正确。
故选D。
15．C
【详解】
在LC振荡电路中一个周期内电流周期性变化一次，电容器充放电两次，充一次电的时间为四分之一个周期，而周期
由自感系数Ｌ和电容C决定，所以充电时间也是由自感系数和电容决定。
故选C。
16． 奥斯特 赫兹
【详解】
[1][2] 丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场；英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，后来德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在。
17． 电磁 频率
【详解】
“嫦娥三号”依靠电磁波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的传播过程中，保持不变的是频率，随着折射率的增大，根据n=c/v,可知速度会减小．
18． 电磁波 振动
【详解】
[1] 微波通信、卫星通信、光纤通信都是用电磁波来传递信息，故用卫星转播春晚实况是利用电磁波来传递信息的；
[2] 声音是由物体的振动产生的，主持人的说话声是靠声带振动产生的。
19．0.17m～0.33m ．
【详解】
电磁波在真空中传播速度等于光速，为：c=3×108m/s
当f1=900MHz时，波长：
当f2=1800MHz时，波长：
电磁波的波长范围是0.17m～0.33m．
【点睛】
本题关键是明确电磁波的波速、波长和频率的关系，记住公式c=λf即可．
20．1739kHz；173m．
【详解】
由
知，当C最小时，则f最大
所以
fmax=1739kHz
由v=λf知，当f最大时，λ最小，所以
21．（1）600m （2）0.02s （3）0.02s
根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf 可得 可求出波长，由可求出从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处．)其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，由公式知时间不发生变化．
【详解】
（1）根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf 和电磁波在真空中的传播速度 c=3×108m/s，所以
（2）从电台发出的信号到达收音机处经过
（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，但由于光速不变，则第(2)问中的时间不发生变化．
22．见解析
【详解】
电磁波是一个很大的家族。有的电磁波的频率很低，例如无线电波；有的电磁波的频率很高，例如γ射线。不同电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性，从而具有不同的应用领域。
一、无线电波
频率小于300GHz的电磁波是无线电波。无线电波用于通信、广播及其他信号传输。
广播电台和电视台都有发射无线电波的设备，许多自然过程也辐射无线电波。如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。
二、红外线
红外线是一种光波，它的频率比无线电波大，比可见光小。所有物体都发射红外线。热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。肉眼看不见红外线，但能够感受它。寒冷的冬天当你在炉旁烤火时，你的皮肤正在享受红外线带来的温暖。
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，这是夜视仪器和红外摄影的基础。用灵敏的红外探测器吸收远处物体发出的红外线，然后用电子电路对信号进行处理，可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。这就是红外遥感技术。利用红外遥感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。红外遥感在军事上的应用也十分重要。另外，许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以“看到物体”，如蛇类等。
三、可见光
阳光是由各种色光组成的。科学研究发现，不同颜色的光是频率范围不同的电磁波。
天空为什么是亮的？因为大气把阳光向四面八方散射。在没有大气的太空，即使太阳高悬在空中，它周围的天空也是黑暗的。由于频率较高的光比频率较低的光更容易被大气散射，所以天空看起来是蓝色的。大气对频率较高的光的吸收也比较强 ，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透光大气射入我们的眼睛，所以傍晚的阳光比较红。
四、紫外线
人眼看不到比紫外光频率更高的电磁波。紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质。因此，可以利用紫外线灭菌消毒。太阳光里有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康。但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。
许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计防伪措施。
五、X射线和γ射线
频率比紫外线更高的电磁波就是X射线和γ射线了。
人们用X射线管来产生X射线。X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官。在工业上，利用X射线检查金属零件内部的缺陷。机场、车站等地进行安全检查时，X射线能轻而易举地窥见箱内物品。
频率最高的电磁辐射是γ射线，它具有很高的能量。γ射线能破坏生命物质。把这个特点应用在医学上，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属部件内部的缺陷。
答案第1页，共2页
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