上海市南汇中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-4：电磁场与电磁波 单元测试题（含解析）

电磁场与电磁波
1．关于电磁波对特点，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁波是横波
B．电磁波的传播速度v＝λf
C．法拉第预言了电磁波
D．赫兹测出了电磁波的波长和频率
2．电磁波在空气和水中传播时，相同的是(　　)
A．电磁波的频率
B．电磁波的波长
C．电磁波的传播速度
D．电磁波的能量
3．某电磁波在真空中传播，该电磁波的波长为，波速为v,该电磁的频率为（ ）
A．v B． C． D．
4．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了这一预言．电磁波的波长为λ、频率为f、真空中传播速度为c（即光速），则这三个物理量之间关系式正确的是
A．λ=cf B．c=λf C． D．f=cλ
5．下列关于电磁波的说法正确的是________．
A．电磁波不能产生衍射现象
B．电磁波和机械波都只能在介质中传播
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
6．下列关于电磁场的说法正确的是( )
A．电磁场的本质是电场
B．电磁场的本质是磁场
C．电磁场是电场和磁场的统称
D．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体
7．关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是
A．麦克斯韦在实验中证实了电磁波的存在
B．赫兹预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波
C．法拉第发现了电流的磁效应
D．托马斯杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质
8．有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光，大额钞票的荧光防伪标志就是一例，下列说法正确的是
A．改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光
B．荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低
C．荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量
D．荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的
9．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是 (　　)
A．电场周围一定产生磁场
B．磁场周围也一定产生电场
C．均匀变化的磁场产生恒定的电场
D．均匀变化的电场产生恒定的磁场
10．下列说法不正确的是（ ）
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现条纹时而出现暗条纹
C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
D．只有横波才能产生干涉现象
11．下列关于电磁波的说法正确的是
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验得到了证实
B．使电磁波随信号而改变的技术叫调制
C．使接收电路产生电谐振的过程叫解调
D．寒冷的冬天坐在火炉边，可以享受红外线带来的温暖
12．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在
B．赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
C．不同频率的电磁波在水中传播速度不相等
D．电磁波不可以在真空中传播
13．下列说法正确的是 （填正确答案标号，
A．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光的偏振现象说明光是横波
D．X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射理象
E.刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象
14．关于各种电磁波的性质比较，下列说法中正确的有
A．由于红外线的波长比可见光长，所以红外线比可见光更容易发生干涉、衍射
B．由于γ射线的波长太短了，所以根本无法发生干涉、衍射
C．α、β、γ三种射线中，α、β射线不属于电磁波
D．γ射线的穿透能力最强，所以最适合用来透视人体，检查骨骼和其它病变情况
15．2019年6月，工信部正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电4家公司发放5G正式商用牌照，这标志着我国正式进入了5G商用元年。 据悉此次中国电信和中国联通获得3500MHz频段试验频率使用许可。 该频段的波长约_________毫米，由电磁波谱可知，按照电磁波的频率由低到高排列顺序，可分为无线电波、微波、_________、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
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．如图所示用A、B两只莱顿瓶来演示电磁波的发射和接收.将A的振子a、b接在感应圈（感应圈是产生高压电的装置）输出端，接通感应圈电源，使A的振子a、b产生火花，并发射_______.将带有氖灯的莱顿瓶B靠近A，调节滑动杆的位置，当A和B的滑动杆位置________时，可观察到氖灯________.实验表明，尽管A和B这两个电路之间没有导线相连，但B的能量显然可由A通过________传播过来.
18．（1）关于电磁波，下列说法中正确的有_______
A．能在真空中传播
B．能被人眼直接观察到
C．红外线可以用来灭菌消毒
D．机场安检使用X 射线可以窥见行李箱内的物品
（2）如图所示，螺线管的匝数为100匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量变化了0.02Wb ，则螺线管两端产生的感应电动势为_________V．
参考答案
1．C
【解析】
A．电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波，其传播方向与电矢量、磁矢量均是垂直的关系，故电磁波是横波，故A正确，不符合题意；
B．电磁波是波的一种，具有波的一切特性，故满足公式，故选项B正确，不符合题意；
CD．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实电磁波存在，并测出了电磁波的波长和频率，证实了电磁波的传播速度等于光速，故选项C错误，符合题意，D正确，不符合题意．
故选C。
点睛：本题考查了有关电磁场和电磁波的基本知识，对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用．
2．A
【解析】
A、电磁波，其频率由波源决定，所以由空气进入水中，频率不变，故A正确；
B、电磁波的传播速度与介质的性质有关，电磁波在真空中传播速度最大，则知电磁波由空气进入水中，速度减小，同时波长变短，能量也会发生变化，故BCD错误．
【点睛】
解答此题的关键是知道频率、速度和波长的决定因素，本题还可以根据波速公式分析波长的变化．
3．C
【解析】
根据公式：，在根据周期与频率关系：可知：，故选项C正确，ABD错误．
点睛：本题考查波长、波速和周期之间的关系，注意掌握公式．
4．B
【解析】电磁波的波长为λ、频率为f、真空中传播速度为c（即光速），则这三个物理量之间关系式是，或者，或者，故选B.
5．C
【解析】
A．干涉和衍射是波特有的性质，电磁波也可以发生衍射现象，故A错误；
B. 电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C. 由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故C正确；
D. 根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故D错误；
故选C．
6．D
【解析】
电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体．
A．电磁场的本质是电场，与结论不相符，选项A错误；
B．电磁场的本质是磁场 ，与结论不相符，选项B错误；
C．电磁场是电场和磁场的统称 ，与结论不相符，选项C错误；
D．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体，与结论相符，选项D正确；
故选D。
7．D
【解析】赫兹在实验中证实了电磁波的存在，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，选项C错误；托马斯杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质，选项D正确；故选D.
8．C
【解析】因为红外线的频率低于紫外线的频率，所以改用红外线照射荧光物质不会发出可见光，A错误；可见光的频率不一定比红外线的频率低，B错误；荧光物质被紫外线照了之后，分子内一些电子会迁跃到更高能级，然后不再接收到紫外线时又会自主迁跃到低能级，前一过程吸收紫外线能量，后一过程以发光形势放出能量，而荧光物质分子较复杂，两个过程,不是简单的来回迁跃,而是涉及到很多能级间的迁跃，C正确D错误．
9．CD
【解析】
A、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不变化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电场，故AB错误；
C、均匀变化的磁场周围一定产生恒定的电场，均匀变化的电场一定产生恒定的磁场，故CD正确．
点睛：麦克斯韦的电磁场理论是变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，其中的变化有均匀变化与周期性变化之分，在学习过程中注意区分．
10．BCD
【解析】由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，全反射临界角sinC＝，绿光频率大于红光，则水对绿光的折射率大于对红光的折射率，因此绿光的全反射临界角小于红光的全反射临界角，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光，故A正确；光的双缝干涉实验中，在光屏上会出现明、暗相间条纹，而且在某一位置出现明条纹就一直是明条纹，故B不正确；只有周期性变化的磁场才能产生周期性变化的电场，变化的电场和变化的磁场交替出现，从而形成电磁波，故C不正确；纵波也能产生干涉现象，故D不正确；本题选不正确的，故选BCD．
11．BD
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验得到了证实，选项A错误；使电磁波随信号而改变的技术叫调制，选项B正确；使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，选项C错误；红外线具有热作用，则寒冷的冬天坐在火炉边，可以享受红外线带来的温暖，选项D正确；故选BD.
12．BC
【解析】麦克斯韦第一次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A错误，B正确；电磁波在真空中传播速度相同，但在水中不同频率的电磁波传播的速度是不同的．故C正确；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播．也能在介质中传播；故D错误；故选BC.
13．BCE
【解析】
试题分析：光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，选项A错误；全息照相利用了激光相干性好的特性，选项B正确；光的偏振现象说明光是横波，选项C正确；X射线比无线电波的波长短，故X射线比无线电波不容易发生干涉和衍射理象，选项D错误；刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象，选项E正确；故选BCE.
考点：光导纤维；激光；光的偏振；电磁波谱；光的衍射.
14．AC
【解析】
因为红外线比可见光波长长，更容易发生衍射，则容易绕过障碍物，故A正确；只要是波均能发生干涉、衍射，故B错误；α、β、γ三种射线中，γ是高频的电磁波，α、β射线不属于电磁波，故C正确；x射线的穿透能力较强，所以最适合用来透视人体，检查骨骼和其它病变情况；γ射线的穿透能力太强，能量值太大，不适合用来透视人体，检查骨骼和其它病变情况；但医学上常用γ射线做手术，即γ刀，故D错误；故选AC.
点睛：考查机械波与电磁波的区别，掌握自然光与偏振光的不同，注意衍射没有条件，而明显的衍射是有条件的．
15．85.7 红外线
【解析】
【分析】
【详解】
[1]．该频段的波长约
[2]．按照电磁波的频率由低到高排列顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
16．接近
横波
【解析】
【分析】
【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．电磁波 相同 发光 电磁波
【解析】
【详解】
[1]由麦克斯韦电磁场理论可知，接通感应圈电源，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生电场，并由近向远传播形成电磁波；
[2][3]当A和B的滑动杆位置相同时，两电路中的电流相同，即两路中电流的频率相同，B电路中可接收A中的能量，可观察到氖灯发光，实验表明，尽管A和B这两个电路之间没有导线相连，但B的能量显然可由A通过电磁波传播过来。
18．AD 20V
【解析】
（1）电磁波的传播不需要介质，故A正确；电磁波中的可见光部分能被人眼直接观察到，其他波谱成分没有视觉感应，故B错误；红外线热效应明显，紫外线可以用来灭菌消毒，故C错误；机场安检使用x射线可以窥见行李箱内有无金属物品，但不能判断物体的种类，故D正确；
（2）由法拉第电磁感应定律，则有．