第十三章第4节电磁波的发现及应用巩固练习-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

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巩固练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（
）
A．法拉第
B．奥斯特
C．赫兹
D．麦克斯韦
2．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　）
A．红外线和射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于皮肤健康
C．电磁波的频率最大的为射线，常在遥控装置中应用
D．紫外线和射线都可以使感光底片感光
3．关于电磁场和电磁波的说法正确的是（
）
A．当电场和磁场在某一区域同时存在时，可称为电磁场
B．电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，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，它们是同种性质的波动
4．下列电磁波中，波长最长的是　　
A．无线电波
B．红外线
C．紫外线
D．射线
5．根据麦克斯韦电磁理论可知
A．电场在其周围空间一定产生磁场
B．磁场在其周围空间一定产生电场
C．变化的电场在其周围空间一定产生磁场
D．变化的磁场在其周围空间一定产生变化的电场
6．2020年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHz（1M=106）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。未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。下列说法正确的是（　　）
A．4G信号和5G信号都是纵波
B．4G信号更容易发生衍射现象
C．4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
D．5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
7．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（
）
①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场
②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场
③在电场的周围一定会产生磁场
④在磁场的周围一定会产生电场。
A．①②
B．③④
C．②③
D．①④
8．我们身处信息时代越来越离不开电磁波，以下说法中正确的是（
）
A．变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波
B．电磁波既可以是横波也可以使纵波
C．在外太空的真空环境下电磁波无法传播
D．电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
9．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为（
）
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线
10．麦克斯韦电磁场理论告诉我们（　　）
A．任何电场周围都要产生磁场
B．任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场
C．任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场
D．周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场
11．电磁波无论在通信通讯领域，还是医疗健康领域以及食品卫生中的应用都是极其广泛，而这几个领域仅仅是电磁波在日常生活中的一小部分，可见电磁波的应用范围之广．日常生活中电磁波的广泛应用给人们生活带来极大的便利，提高人们的生活质量．因此，掌握了电磁波就可以我们的生活造福．下列关于电磁波的描述，错误的是　　
A．电磁波的传播速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动
B．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
C．一束红光从空气传入水中，光的频率发生变化
D．电磁波具有能量
12．电磁波在空气中传播的速度是，某广播电台发射的电磁波频率为1161kHz，其波长最接近于　　
A．
B．
C．
D．
13．一种电磁波入射到半径为1
m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的区域是（
）
A．γ射线
B．可见光
C．无线电波
D．紫外线
14．某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是哪一种　　
A．
B．
C．?
D．
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．有一列真空中波长为的电磁波信号，收音机为了接收该信号，必须调节接收电路产生电谐振，该过程叫___________（填“调谐”或“解调”），此时该电路的固有频率应该调为__________Hz。
16．红外线、紫外线、射线、射线和射线中不属于电磁波的是________．
17．电磁波在真空中的传播速度，如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台处有一台收音机，此电磁波的波长是______从电台发出的信号经过时间______s可以到达收音机处．
三、解答题
18．你能否用生活中的例子说明电磁波的存在？
19．在真空中传播的波长为15m的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为，该电磁波在介质中的波长是多少？
20．手机间的通信过程如图所示，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。
21．国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为。已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度d。
参考答案
1．D
【详解】
法拉第最先验证了电磁感应现象；奥斯特最先发现电流的磁效应；赫兹最先验证了电磁波的存在；麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。
故选D。
2．D
【详解】
A．射线有很高的穿透本领，常用于医学中透视人体，红外线没有很高的穿透本领，常用于遥控装置和热成像仪等，故A错误；
B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误；
C．电磁波中频率最大的为射线，常用于肿瘤治疗、工业探伤等，故C错误；
D．紫外线和射线都能使感光底片感光，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场，根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场，故A错误；
B．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波，故B正确；
C．在变化电场的周围才一定产生磁场，在变化磁场的周围才一定产生电场，故C错误；
D．声波属于机械波，与电磁波不是同性质的波，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
所有的电磁波在真空中传播速度都相等，等于c=3×108m/s，根据波长可判断，频率越低，波长越长，四个选项中无线电波频率最低，所有波长最长，答案A对．
5．C
【详解】
根据麦克斯韦电磁理论，只有变化的电场在其周围空间才一定产生磁场，周期性变化的磁场在其周围空间产生周期性变化的电场。
故选C。
6．B
【详解】
A．电磁波均为横波，选项A错误；
B．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，选项B正确；
C．两种不同频率的波不能发生干涉，选项C错误；
D．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，选项D错误。
故选B。
7．A
【详解】
①变化的电场才能产生磁场，变化的磁场才能产生电场，故①正确；
②电荷的周围存在电场，运动电荷可以形成电流，则可以形成磁场；故②正确；
③只有变化的电场才能形成磁场，恒定的电场不能产生磁场；故③错误；
④只有变化的磁场才能产生电场；故④错误；
A.
①②。故A正确；
B.
③④。故B错误；
C.
②③。故C错误；
D.
①④。故D错误。
8．A
【详解】
A．根据麦克斯韦建立了电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波；故A正确；
B．电磁波一定是横波；故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播；因此可以在真空环境中传播；故C错误；
D．电磁波在不同的介质中传播的速度不同；故D错误。
故选：A。
9．B
【详解】
一切物体均在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标，从而采取有效的行动.
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体，与结论不相符，选项A错误；
B．一切物体均在不停地辐射红外线，与结论相符，选项B正确；
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线，与结论不相符，选项C错误；
D．
“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线，与结论不相符，选项D错误；
10．D
【详解】
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；均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场；
A．任何电场周围都要产生磁场，与结论不相符，选项A错误；
B．任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场
，与结论不相符，选项B错误；
C．任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场
，与结论不相符，选项C错误；
D．周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场，与结论相符，选项D正确；
故选D.
11．C
【详解】
A．电磁波是电磁场的传播，光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的传播速度等于光速，故A正确，不符合题意；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故B正确，不符合题意；
C．一束红光从空气传入水中，光的频率不变，而光速随着折射率变大而减小，故C错误，符合题意；
D．电磁波具有能量，如微波可以加热食物，故D正确，不符合题意；
故选C．
12．B
【详解】
根据得：，所以收音机接收这个电台时调谐的频率应工作在的频率，故选B．
13．C
【详解】
根据发生明显的衍射现象的条件可知障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要小，电磁波谱中无线电波的波长范围大约在104～102
m，而红外线的波长范围大约在10－1～10－6
m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，故只有无线电波才能发生明显的衍射现象，故选C。
14．D
【详解】
A．图A是稳定的电场，不能产生磁场；
BC．：图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波；
D．图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。
故应选D。
15．调谐
【详解】
[1]收音机为了接收该信号，必须调节接收电路产生电谐振，该过程叫调谐。
[2]因为
所以
16．射线
【详解】
[1]电磁波组成：有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故不属于电磁波的为β射线。
17．600?m
【详解】
根据波长、波速与频率的关系：，得：，电磁波在空气在匀速传播，所以传播的时间：．
18．手机信号的发射与接受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。
【详解】
手机信号的发射与接受，微波炉加热食品，收音机收听节目等等，都是电磁波的应用。
19．10m
【详解】
根据
因电磁波在介质中传播其频率不变，其波长比
则有
20．见解析
【详解】
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对信号强度进行检验并不断听取用户的反馈信息。
21．
【详解】
电磁波的在土壤中传播速度满足
根据题意可知
解得土壤厚度为