第十三章第4节电磁波的发现及应用强化训练-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册word

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十三章第4节电磁波的发现及应用强化训练
第I卷（选择题）
一、单选题
1．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
2．所有的电磁波在真空中传播时具有相同的（
）
A．频率
B．波长
C．能量
D．波速
3．证实电磁波存在的科学家是
A．赫兹
B．安培
C．法拉第
D．麦克斯韦
4．收听广播时会听到：“上海东方广播电台FM100.7”．这里的“100.7指的是电磁波的
A．频率
B．周期
C．波长
D．波速
5．下列各组电磁波，按频率由高到低的正确排列顺序是　　
A．无线电波、红外线、可见光、X射线
B．X射线、红外线、可见光、无线电波
C．X射线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、可见光、红外线、X射线
6．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线（射线）三个波段的波长大小关系是（　　）
A．可见光的波长最长，红外线的波长最短
B．红外线的波长最长，X射线的波长最短
C．红外线的波长最长，可见光的波长最短
D．可见光的波长最长，X射线波长最短
7．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标．这种照相机能拍到晚上行驶的汽车，即使汽车不开灯行驶，也瞒不过它．这种遥感照相机敏感的电磁波属于（
）
A．可见光波段
B．红外波段
C．紫外波段
D．射线波段
8．下列关于电磁场和电磁波的说法中，正确的是：（
）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．变化的电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动
9．下列现象能说明电磁波具有能量的是
①电磁波能在真空中传播
②微波炉能利用电磁波加热食物
③太阳能热水器能将太阳能转化为内能
④电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直
A．①②
B．①③
C．②③
D．③④
10．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
11．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
12．如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环内径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么（　　）
A．小球对玻璃环的压力不断增大
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆时针方向做加速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做减速运动
D．磁场力对小球一直不做功
13．用绝缘工具将如图所示的带电的平行板电容器的两个极板间的距离缓慢均匀增大的过程中，在电容器周围空间（
）
A．会产生变化的磁场
B．会产生稳定的磁场
C．不产生磁场
D．会产生周期性变化的磁场
第II卷（非选择题）
二、填空题
14．手机是一部可移动的_________设备.不宜使用手机的场合有_____________.
15．__________提出光是一种__________波，__________用实验验证了这一预言．红外线最显著的作用是__________，__________都会发出红外线，红外线波长比红光__________，所以__________现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；紫外线的主要作用是__________，__________能发出紫外线，紫外线还有__________效应和__________作用，伦琴射线又叫__________射线。
16．_______和_______是相互联系着的，形成一个不可分割的统一体，并从发生区域向周围空间传播，就形成了_______.
17．如图所示的电器工作时，与电磁波应用有关的是___
三、解答题
18．家用微波炉的微波频率为，它的波长是多少？
19．如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。
20．卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区.因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些
（1）解释产生这种延迟的原因.
（2）若通信卫星高度约为36000km，无线电信号传播速度为，估算这一时间差。
21．从提高通信质量角度来看移动通信网络中应该怎样设定基站，手机间的通信过程如图所示．
参考答案
1．D
【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．
2．D
【详解】
所有的电磁波在真空中传播时具有相同的波速，均为3×108m/s；由于频率不同，根据E=hγ，则能量不同，由λ=v/f可知，波长不同；故选D.
3．A
【详解】
赫兹证明了电磁波的存在，A正确BCD错误．
4．A
【详解】
“100.7指的是电磁波的频率，频率的单位是赫兹，兆赫是电磁波的常用单位，故A正确，BCD错误．
5．C
【详解】
频率顺序由高到低排列，电磁波谱可大致分为：射线伽马射线，X射线伦琴射线，紫外线，可见光，红外线，微波，无线电波，故C正确、ABD错误．故选C．
6．B
【详解】
电磁波谱中，按波长逐渐降低的顺序依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等，故红外线、可见光和X射线中红外线的波长最长，X射线的波长最短，故ACD错误，B正确．
故本题选B．
7．B
【详解】
所有的物体都能发出红外线，热的物体的红外辐射比冷的物体的强，间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外探测器，它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是红外摄影的基础．再者，红外线波长比其他波（如可见光、紫外线、X射线）的长，有较好地穿透云雾的能力．
A.
可见光波段不具备以上特点，故A不符合题意；
B.
红外波段具备以上特点，故B符合题意；
C.
紫外波段不具备以上特点，故C不符合题意；
D.
射线波段不具备以上特点，故D不符合题意．
8．B
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，故A错误；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，形成电磁场，电磁场由发生区域向远处传播就是电磁波，故B正确；只有变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围才一定产生电场，故C错误；电磁波是一种波，声波也是一种波，它们具有波的共性，但前者是电磁场在空间的传播，后者是机械振动在介质中的传播，不同，故D错误．所以B正确，ACD错误．
9．C
【详解】
①电磁波能在真空中传播，则说明自身也是一种物质，不能体现能量，故①错误；
②微波炉能利用电磁波加热食物，则说明电磁波具有能量，，故②正确；
③太阳能热水器能将太阳能转化为内能，从而体现电磁波具有能量，故③正确；
④电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直，但不能体现能量，故④错误；
故选C。
10．D
【详解】
A．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；
B．稳定的电场不会磁场，选项B错误；
C．在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，选项C错误；
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，选项D正确；
故选D。
11．C
【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。
12．D
【详解】
本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律．因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功。
AB．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F洛，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力F洛不一定始终在增大。所以AB错误；
C．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动。则C错误；
D．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，故正确选项是D；
故选D。
13．A
【详解】
由于电容器始终跟电源相连，两极板间电压不变，根据可知，在d缓慢均匀增大时，E是非均匀变化的，因此在电容器周围产生变化的磁场。
故选A。
14．无线电通信
飞机、雷雨天
【详解】
[1]手机是一部可移动的无线电通信设备，在飞行的飞机上、雷雨天，都不宜使用手机；因为手机的电磁波会干扰其它的电磁波。
15．麦克斯韦
电磁
赫兹
热效应
一切物体
长
衍射
化学效应
高温物体
荧光
杀菌
X
【详解】
[1][2][3]麦克斯韦提出光是一种电磁波，后来赫兹用实验验证了这一预言；
[4]红外线最显著的作用是热效应；
[5][6]一切物体都会发出红外线，红外线波长比红光长；
[7]由衍射条件可知，当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时，能发生明显衍射，所以衍射现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；
[8]紫外线的主要作用是化学效应；
[9][10][11]高温物体发出紫外线，紫外线还有荧光和杀菌作用；
[12]伦琴射线又叫X射线。
16．正变化的电场
变化的磁场
电磁波
【详解】
[1][2][3]由麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，并从发生区域向周围空间传播，就形成了电磁波。
17．手机
【详解】
[1]手机是利用电磁波发射与接受信号的，与电磁波有关；电动机是利用通电导线在磁场中受到磁场力而工作的，与电磁波无关；电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，与电磁波无关；所以与电磁波应用有关的是手机。
18．0.12m
【详解】
根据波长公式得
解得
19．见解析
【详解】
当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了火花。
20．（1）卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些（2）0.24s
【详解】
（1）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。
（2）无线电信号的路程s=2h，则画面延迟的时间
21．时拨打电话，打不通，被告知对方不在服务区，原因可能是对方所在位置信号传输效果差，也可能是附近没有基站，因此从提高通信质量角度来看应适当增加基站密度，基站天线应在高处架设，为做到网络全覆盖，设定基站后应通过实验检验不断听取用户的反馈信息．
【详解】
有时拨打电话，打不通，被告知对方不在服务区，原因可能是对方所在位置信号传输效果差，也可能是附近没有基站，因此从提高通信质量角度来看应适当增加基站密度，基站天线应在高处架设，为做到网络全覆盖，设定基站后应通过实验检验，不断听取用户的反馈信息．