江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：3.5电磁波的应用 质量检测（含解析）

3.5电磁波的应用
1．2019年
4
月
10
日
21
点，「事件视界望远镜」（Event
Horizon
Telescope,
EHT）项目在全球六地同时召开了发布会，正式公布了观测到的一个位于室女A星系（M87）的黑洞，这也是人类史上第一张黑洞照片．根据公开资料显示，事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为1mm，而可见光的波长大约在400nm-700nm范围内，则下列说法正确的是（
）
A．事件视界望远镜观测波段的电磁波可以使逸出功为2.29eV的Na发生光电效应
B．事件视界望远镜观测的波段属于x射线
C．事件视界望远镜观测的波段属于α射线
D．事件视界望远镜观测的波段不能直接引起人的视觉
2．根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是
A．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场
B．稳定的电场一定产生稳定的磁场
C．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生同频率周期性变化的磁场
3．“歼-20”隐形战斗机的横空出世，极大地增强了我国的国防力量．其隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术，使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，从而避过雷达的侦测．已知目前雷达发射的电磁波频率在200
MHz至1
000
MHz
的范围内．下列说法正确的是(
)
A．隐形战斗机具有“隐身”的功能，是巧妙地利用了雷达波的衍射能力
B．雷达发射的电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围在0.3
m至1.5
m之间
D．雷达发射的电磁波可能是纵波，也可能是横波
4．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影（简称“CT”）检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是_
___．
A．X射线
B．红外线
C．紫外线
D．可见光
5．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知，下列说法错误的是(　　)
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
6．下列过程中，没有利用电磁波的是
（　　）
A．电视机接收卫星电视信号
B．移动电话通话
C．电风扇通电后正常运转
D．雷达发现飞机
7．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ.5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是
A．4G信号是纵波，5G信号是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
8．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是
。
A．无线电波广泛应用于通信和广播
B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射
C．适量的紫外线照射，对人体健康有益
D．因为射线穿透能力不强，可用来检查金属内部伤痕
9．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是：（
）
A．变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
B．麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
C．电磁波是纵波，可以在真空中传播
D．紫外线是一种波长比紫光波长更短的电磁波，能够灭菌
10．［选修模块3-4］下列说法中正确的有
A．第5代移动通讯系统（5G）采用28GHz毫米波通信，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
B．光纤通信利用了全反射的原理
C．红外线与紫外线相比，更容易发生衍射现象
D．超声波可以在真空中传播，可以产生干涉和衍射现象
11．克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生__________．从而预言了空间可能存在电磁波．电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、________、紫外线、x射线和γ射线．
12．“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”）．
13．（1）麦克斯韦提出的电磁波理论认为______（选填“变化”或“不变化”）的磁场能产生电场．现代通信离不开电磁波，在真空中频率越小的电磁波，它的波长______（选填“越长”或“越短”）
（2）电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量______（选填“相等”或“不相等”）．保持电热丝两端的电压不变，增大电热丝的电阻，电热丝消耗的电功率将______（选填“增大”或“减小”）．
参考答案
1．D
【解析】
事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为1mm，所以能量为,此能量小于钠的逸出功，所以不能发生光电效应，故A错误；事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为，
而x射线的波长范围为0.01nm---10nm，所以事件视界望远镜观测的波段不属于x射线，故B错误；α射线是氦核不是波，波段中没有阿法射线这种说法，故C错误；事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为，而可见光的波长大约在400nm-700nm范围内，所以事件视界望远镜观测的波段不能直接引起人的视觉，故D正确；
2．D
【解析】
根据麦克斯韦电磁场理论，在变化的电场周围一定存在磁场，在变化的磁场周围一定存在电场，选项A错误；稳定的电场不会磁场，选项B错误；在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，选项C错误；周期性变化的电场周围一定产生同频率周期性变化的磁场，选项D正确；故选D.
3．C
【解析】
隐形战斗机具有“隐身”的功能，是巧妙地利用了雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，选项A错误；雷达发射的电磁波是由变化的电场或磁场产生的，选项B错误；根据可得雷达发射的电磁波在真空中的波长范围在0.3
m至1.5
m之间，选项C正确；雷达发射的电磁波是横波，选项D错误．
4．A
【解析】
X射线具有较强的穿透能力，常在医疗上用来检查身体；红外线具有显著的热效应能制成热谱仪，制成红外线夜视仪，红外线可以用来遥控，制成电视遥控器。紫外线具有化学效应强，能杀菌，制成消毒灯，还具有荧光效应，能制成验钞机来验钞；红橙黄绿蓝靛紫等属于可见光，可见光的穿透性还不及紫外线；所以A选项符合题意。
5．B
【解析】
随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，
A对B错；CD对；
6．C
【解析】
电视机用电磁波传递图象信号和声音信号，故A不符合题意；移动电话是利用电磁波传递信息的，故B不符合题意．电风扇是利用电动机把电能转化成机械能来工作，所以没有利电磁波，故C符合题意；雷达是利用电磁波进行工作的，故D不符合题意；故选C．
7．C
【解析】
无论是4G还是5G，都是电磁波，都是横波，且在真空中的传播速度都是3×108m/s，选项AD错误；4G信号和5G信号的频率不同，则相遇时不能产生干涉现象，选项B错误；4G信号的频率小，波长较大，则4G信号比5G信号更容易发生衍射现象，选项C正确.
8．D
【解析】A、无线电波广泛应用于通信和广播，故A正确；
B、红外线探测器能探测出物体的红外辐射，故选项B正确；
C、适当的紫外线能促使人体合成维生素D促进钙的吸收，故C正确；
D.
因为射线穿透能力强，可以用来检查金属内部伤痕，故选项D错误。
点睛：解决本题的关键知道常见的几种电磁波的特点以及它们的重要应用，特别注意掌握各种电磁波在生产生活中的应用。
9．AD
【解析】
A、根据“麦克斯韦”电磁场理论，可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场；故A正确.
B、麦克斯韦预言了电磁波的存在；赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在；故B错误.
C、电磁波是横波，变化的电场与变化磁场相互垂直，能在真空中传播的；故C错误.
D、紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒；故D正确.
故选AD.
【点睛】
解决本题的关键知道电磁波的产生原理，以及知道电磁波的类型。对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用.
10．BC
【解析】
电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的。故A错误；光纤通信利用了全反射的原理。故B正确；波长越长，越容易发生衍射现象，红外线的波长比紫外线的波长长，更容易发生衍射现象。故C正确；超声波不能在真空中传播。故D错误。
11．磁场可见光
【解析】
麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实电磁波存在。电磁波中波长最长的是无线电波，波长最短的是γ射线，电磁波按波长由长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。
12．电磁
频率
【解析】
“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．
13．变化越长相等减小
【解析】
由电磁理论可知，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场；纯电阻电路中电能全部转化为内能。
【详解】
(1)英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场；
由公式可知，，频率越小，波长越大；
(2)由于电热丝为纯电阻电路，即电流所做的功全部转化为内能，所以电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量相等，
由公式可知，电压不变，电阻增大，电功率减小。
【点睛】
本题考查电磁波的发现历程，要注意明确麦克斯韦提出了电磁场理论，但是赫兹证实了电磁波的存在。