2025人教版高中物理必修第三册同步练习题--4（有解析）　电磁波的发现及应用

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2025人教版高中物理必修第三册
4　电磁波的发现及应用
基础过关练
题组一　电磁场与电磁波
1.(2023湖北黄冈月考)下列关于电磁场理论的叙述正确的是(　　)　　　　　　　　　
A.变化的磁场周围是否存在电场取决于是否有闭合电路
B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C.变化的电场和稳定的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场
D.电场周围存在磁场,磁场周围存在电场
2.(2024辽宁沈阳东北育才学校月考)高原冰雪探测雷达系统简称雪深雷达,是珠峰高程测量的主力设备之一,主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深。下列说法正确的是(　　)
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B.电磁波从空气进入冰雪层,传播速度会变大
C.雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大
D.在电磁波中,电场和磁场随时间和空间做周期性变化
3.(2024天津和平耀华中学期中)如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波(　　)
题组二　电磁波谱及能量
4.(2024江苏徐州模拟)根据电磁波谱,下列选项中电磁波按频率由高到低顺序排列的是(　　)
A.X射线、紫外线、红外线
B.X射线、可见光、紫外线
C.紫外线、红外线、可见光
D.无线电波、红外线、紫外线
5.(2024四川雅安联考)我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统,雷达发射的X波段频率为8 GHz~12 GHz,S波段频率为2 GHz~4 GHz,则(　　)
A.在真空中X波段的传播速度大于S波段的
B.在空气中S波段的波长比X波段的更短
C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小
D.X波段具有的能量比S波段具有的能量小
题组三　电磁波的应用
6.(2024四川绵阳南山中学月考)关于电磁波的应用,下列说法正确的是(　　)
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线有明显的热作用
D.卫星用红外遥感技术拍摄云图照片,因为红外线波长短,穿透能力较强
7.(2024河南周口项城一中月考)电焊作业时,会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3 000 ℃时,辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波,电焊工人作业时须佩戴专业的防护头盔,如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该电磁波的波长为30 nm
B.该电磁波具有显著的热效应
C.适量的该电磁波辐射能促进人体对钙的吸收
D.防护头盔的作用仅仅是防止火星溅到头上
答案与分层梯度式解析
4　电磁波的发现及应用
基础过关练
1.B 2.D 3.B 4.A 5.C 6.B 7.C
1.B　变化的磁场产生电场,当变化的磁场中有闭合回路时,回路中有感应电流,若无闭合回路,电场仍然存在,与电路是否闭合无关,A错误;周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的,且频率相同,B正确;若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场,C错误;变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,而恒定的电场不能产生磁场,恒定的磁场不能产生电场,D错误。
2.D　麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,A错误;电磁波从空气进入冰雪层,传播速度会变小,B错误;雷达使用的电磁波是微波,比红外遥感使用的红外线频率小,C错误;根据麦克斯韦电磁场理论,在电磁波中,电场和磁场随时间和空间做周期性变化,D正确。
3.B　根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场在周围空间产生磁场,故B、C、D都可以产生磁场;均匀变化的电场产生恒定的磁场,不能产生电磁波,故C、D不能产生电磁波;周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,从而产生电磁波,故只有B可以产生电磁波,选B。
4.A　电磁波按照频率由高到低的顺序排列为:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。可知A选项中X射线、紫外线、红外线按频率由高到低排列,符合题意,B选项中的紫外线比可见光的频率高,不符合题意;C选项中电磁波按频率由高到低排列应为紫外线、可见光、红外线,D选项中无线电波、红外线、紫外线是按频率由低到高排列的,C、D均不符合题意。选A。
5.C　X波段和S波段均为电磁波,它们在真空中的传播速度相同,A错误;根据c=λf,由于X波段的频率较大,因此X波段的波长较小,可知在空气中S波段的波长比X波段的更长,B错误;S波段和X波段的频率都比紫外线的小,C正确;电磁波的频率越高,具有的能量越大,故X波段具有的能量大于S波段具有的能量,D错误。
6.B　医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,A说法错误;γ射线具有较强的穿透能力,故工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝,B说法正确;刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,是由于紫外线波长短,衍射条纹间距小,分辨率高,C说法错误;卫星用红外遥感技术拍摄云图照片,是由于红外线的波长较长,衍射能力较强,D说法错误。
7.C　该电磁波的波长为λ==3.0×10-7 m=300 nm,A错误;波长为300 nm的光属于紫外线,具有较强的化学作用,常用来消毒杀菌,适量的紫外线照射能促进钙的吸收,但过强会伤害眼睛和皮肤,故防护头盔的作用不仅是防止火星溅到头上,而且保护眼睛不被紫外线伤害,故B、D错误,C正确。
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