2019-2020学年人教版（2019）必修第三册 13.4电磁波的发现及应用 达标作业（解析版)

13.4电磁波的发现及应用
达标作业（解析版)
1．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
2．下列说法中正确的是　　
A．变化的磁场不能产生电场 B．变化的电场不能产生磁场
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在 D．电磁波能在真空中传播
3．关于电磁波，下列说法中正确的是
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
4．下列说法正确的是
A．电磁波属于纵波
B．无线电波的传输一定需要介质
C．在LC振动电路的充电过程中，电流与电荷量同时达到最大值
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制
5．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．变化的磁场一定产生变化的电场
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
6．现行的第四代移动通信技术4G，采用1880～2635MHz频段的无线电波；2020年我国将全面推行第五代移动通信技术5G，采用3300～5000MHz频段的无线电波．未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍．下列说法中正确的是（ ）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．在空气中5G信号比4G信号传播速度大
C．5G信号和4G信号相遇能产生干涉现象
D．5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
7．下列关于电磁波的说法中正确的是（　　）
A．可见光的波长比紫外线的短
B．电磁波不可以在真空中传播
C．在电磁波谱中，频率最高的是射线
D．因红外线具有荧光作用，可以用于防伪
8．下列说法正确的是(　　)
A．在摆角很小时单摆的周期与振幅无关
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．变化的电场一定能产生变化的磁场
D．两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替出现
9．关于电磁波，下列说法中正确的是
A．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
B．电场不一定能产生磁场，磁场也不一定能产生电场
C．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
E.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
F.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输
10．关于机械波电磁波的下列说法中正确的是 ( )
A．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定
B．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率
C．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射
D．在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短
11．振荡电路中电容器电容为C，振荡电流i＝Imsin ωt.
求：①此电路中线圈的自感系数L；
②设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ，求电磁波在此介质中的传播速度v.
12．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
13．（1）麦克斯韦电磁场理论的内容是：_______，_______；
（2）电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是___的，并和该处电磁波的传播方向____，这就说明电磁波是___波；
（3）目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1000 MHz的范围内，请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题：
①雷达发射电磁波的波长范围是____；
②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离_____。
14．表内是某手机的一些技术参数，根据表中数据，回答下列问题：
手机类型
网络模式
支持频段
电池容量
理论通话时间
理论待机时间
其它使用时间
3G手机
智能手机
拍照手机
GSM
WCD
MA
540分钟（2G）
360分钟（3G）
200小时
3G网络时间：
6小时
2G网络时间：
10小时
音乐播放时间：
40小时
（1）2G，3G是指第二、第三代数字通信，2G与3G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的变化，该手机工作在2G或3G网络时，耗电量比较大的是____________
A．2G网络 B．3G网络
（2）该手机能接受的电磁波的最高频率是________？比电磁波的波长是_______？（）
（3）估算该手机待机时的理论待机电流___________。
参考答案
1．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。
2．D
【解析】
【详解】
变化的磁场周围会产生电场，故A错误；变化的电场周围会产生磁场；故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在；但赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在；故C错误；电磁波可以在真空、固体、液体、气体中传播；故D正确；故选D．
3．D
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场能够产生稳定的磁场，故A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证明了电磁波的存在，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故C错误；
D．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，均为光速，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
A．电磁波属于横波，选项A错误；
B．无线电波的传输不需要介质，选项B错误；
C．在LC振动电路的充电过程中，电荷量达到最大值时，充电电流最小，选项C错误；
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，选项D正确；
故选D.
5．A
【解析】
【详解】
电磁波本身就是物质，可以在真空中传播，也可以在空气等物质中传播，A正确；电场随时间均匀变化时，产生恒定的磁场，则不会产生电磁波；B错误；变化的磁场包括周期性变化和均匀变化等，若为均匀变化的磁场，则只能产生恒定制电场；C错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹证实了电磁波的存在；D错误．故选A．
6．A
【解析】
【详解】
A．5G和4G信号都是电磁波，电磁波都是横波，故A正确；
B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；
C．波的干涉条件是两列波的频率相同，振动情况相同，5G和4G信号的频率不同，相遇不能产生干涉现象，故C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，不能形成电磁波，故5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间不是均匀变化的，故D错误。
7．C
【解析】
【分析】
本题考查电磁波相关的基本常识
【详解】
A．可见光中紫光的频率最大而波长最短，而紫外线的频率比紫光更大，紫外线的波长比紫光更短，故A错误；
B．电磁波在真空中的传输速度等于光在真空中的传播速度，即可以在真空中传播，故B错误；
C．在电磁波谱中，频率最高的是射线，故C正确；
D．紫外线具有荧光作用，可以用于防伪，而不是红外线，故D错误。
8．AD
【解析】
【详解】
A．单摆周期T＝2π与振幅无关，A项正确；
B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振，B项错误；
C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，C项错误；
D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变，D项正确。
故选AD。
9．BE
【解析】
【详解】
AB．稳定的电场不会产生磁场，稳定的磁场也不会产生电场，即电场不一定能产生磁场，磁场也不一定能产生电场，选项A错误B正确；
C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项C错误；
D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，选项D错误；
E．电磁波是横波，在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，选项E正确；
F．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波也能通过光缆传输，选项F错误；故选BE.
10．BCD
【解析】
【详解】
A．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关；电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故A错误；
B．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率，选项B正确；
C．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射，选项C正确；
D．在真空中传播的两列电磁波，波速相同，根据可知，频率大的波长短，选项D正确。
11．① 　②
【解析】
【详解】
①由T＝＝2π 得L＝ ；
②.
12．① 530 kHz　② 566 m
【解析】
【详解】
①根据T＝2π得
f＝
代入数值得，
f≈530 kHz.
②根据λ＝c/f
得
λ＝566 m.
13．变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 垂直 垂直 横 0.3 m～1.5 m 能
【解析】
【详解】
（1）［1］［2］麦克斯韦电磁场理论的内容是：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；
（2）［3］［4］［5］电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是垂直的，并和该处电磁波的传播方向垂直，这说明电磁波是横波；
（3）①［6］由v=f可知，发射的电磁波频率为f1=200 MHz时，电磁波的波长
1＝＝m＝1.5 m
发射的电磁波频率为f2=1000 MHz时，电磁波的波长
2＝＝m＝0.3 m
故雷达发射电磁波的波长范围是0.3 m～1.5 m；
②［7］电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以能根据x＝vt确定雷达和目标间的距离。
14．B 2100MHz 0.14m 7.1mA
【解析】
【详解】
（1）[1]．3G通话时间360分钟，2G通话时间540分钟，3G通话时间短，功率消耗大；故选：B；（2）[2][3]．该手机能接受的电磁波的最高频率是2100MHz，波长为：
（3）[4]．电池容量q=1420mA?h，待机时间为200小时，故该手机待机时的理论待机电流：