13.4电磁波的发现及应用 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

13.4电磁波的发现及应用 同步练习
1．下列设备中利用电磁波工作的是（　　）
A．电饭煲 B．电风扇 C．手机 D．电子钟表
2．下列波中，不属于电磁波的是（　　）
A．X射线 B．红外线 C．超声波 D．γ射线
3．在电磁波谱中，红外线、可见光和紫外线三种电磁波频率大小的关系是
A．红外线的频率最大，可见光的频率最小
B．紫外线的频率最大，红外线的频率最小
C．可见光的频率最大，红外线的频率最小
D．紫外线的频率最大，可见光的频率最小
4．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　）
A．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌
B．变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
C．电磁波是与声波一样不可以在真空中传播
D．麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
5．北京时间2003年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴，当时，不少地方出现了绚丽多彩的极光，美国北部一些电网出现了电流急冲现象，太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层，臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中（　　）
A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光
C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线
6．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波实际上是不存在的，是抽象的 B．电磁波具有能量
C．电磁波中X射线的能量最高 D．太阳辐射的能量都集中在可见光区域
7．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　）
A．红外线和false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false射线，常在遥控装置中应用
D．紫外线和false射线都可以使感光底片感光
8．下列几种说法中，正确的是（ ）
A．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场
B．紫外线是一种紫色的可见光
C．红外线、可见光、紫外线、false射线，是按波长由长到短排列
D．红外夜视镜是利用了红光特点而制成的
9．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场
B．任何变化的电场周围空间一定产生磁场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波不会产生污染
10．关于波的现象，下列说法正确的是（　　）
A．机械波和电磁波都可以在真空中传播
B．波速、波长与频率的关系false，对机械波和电磁波都适用
C．电磁波能产生干涉、衍射现象，而机械波不能
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
11．磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的磁场和能产生持续电磁波的磁场分别为（ ）

A．②③④、③④ B．①③④、③④ C．②③④、②④ D．①③④、②④
12．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是（ ）
A．红外线的频率最大，可见光的频率最小
B．X射线频率最大，红外线的频率最小
C．可见光的频率最大，红外线的频率最小
D．X射线频率最大，可见光的频率最小
13．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是（　　）
A．电场一定产生磁场，磁场一定产生电场
B．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
D．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
14．对于物理学家的成就与贡献的叙述，与物理学史实相符合的是（　　）
A．伽利略创建了力、加速度、速度等概念，库仑最早提出了电场、磁场等概念
B．开普勒最早通过实验测出了引力常量，法拉第最早通过实验测出了元电荷
C．麦克斯韦创建了电磁场理论，赫兹预言并用实验证实了电磁波的存在
D．普朗克最早提出能量量子化的概念，玻尔最早提出轨道量子化的概念
15．在以下各种说法中，正确的是（ ）
A．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
C．电磁波的频率越低，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射
16．下列说法不正确的是（ ）
A．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了增强玻璃表面的反射光
D．光的偏振现象说明光具有波动性
17．中国已正式进入5G时代，6G处在研究阶段。5G所使用电磁波频率一般在24GHz到100GHz（1G=109）之间，6G电磁波的频率在100GHz以上，与5G使用的电磁波相比，6G使用的电磁波（　　）
A．光子动量较大
B．在真空中传播速度更大
C．光子能量较小
D．两者都能使同一金属板发生光电效应，6G照射过的金属粒子初动能较小
18．下列有关叙述不正确的是（　　）
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
D．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
19．下列说法正确的是（　　）
A．车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率减小
B．电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应
C．双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．赫兹通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c
20．如图，为生活中遇到的各种波，以下关于波的说法正确的是（　　）
A．声波可以发生多普勒效应
B．wifi信号的传播需要介质
C．丙图是泊松亮斑图样
D．月全食时的红月亮是因为红光在月球表面发生干涉所致
21．下列说法正确的是（　　）
A．防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固有频率一致
B．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光
C．麦克斯韦预言和验证了电磁波的存在
D．天空是亮的原因是大气对阳光的散射
22．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的足（　　）
A．麦克斯韦首先预言用实验证实了电磁波的存在
B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速
C．空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波
D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机接收不到电磁波的信号，拨打该手机号码，手机不会响铃（或振动）
23．下列说法正确的是（　　）
A．法国物理学家傅科曾经详尽地研究过单摆的振动，发现单摆做简谐运动的周期T与摆长l的二次方根成正比
B．奥地利物理学家多普勒发现波源与观察者靠近时，观察者接收到的频率小于波源频率
C．英国物理学家托马斯·杨用激光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，成功观察到了光的干涉现象
D．德国科学家赫兹在实验中发现了电磁波，并进一步发现了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象
24．下列几幅图的有关说法正确的是（　　）
A．图甲光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．图乙中的液晶显示器是应用了光的全反射
C．图丙医生用听诊器来听病人心脏跳动的声音是利用波的衍射现象
D．图丁所示的WiFi是一种无线传输技术，因为波长太短，只限于短程传输
参考答案
1．C
【详解】
A．电饭煲是利用电流的热效应工作，故A错误；
B．电风扇是利用电能转化成机械能工作，故B错误；
C．手机间的通信是通过电磁波，故C正确；
D．电子钟表是电能转化成机械能工作，故D错误。
故选C。
2．C
【分析】
了解电磁波的定义及组成即可做出正确判断。
【详解】
根据教材中关于电磁波谱的说明可知，无线电波、红外线、可见光、X射线和γ射线都属于电磁波，超声波属于声波，C正确。
故选C。
3．B
【详解】
在电磁波谱中，红外线、可见光和紫外线三种电磁波频率大小的关系是,紫外线的频率最大，红外线的频率最小。
故选B。
4．B
【详解】
A．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌。故A错误；
B．根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场。故B正确；
C．电磁波可以在真空中传播。故C错误；
D．赫兹第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在。故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用。作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己。
故选C。
6．B
【详解】
A．电磁波是一种实际存在的物质，故A错误；
B．电磁波具有能量，故B正确；
C．射线的频率最大，能量最高，故C错误；
D．太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．false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false射线，常用于肿瘤治疗、工业探伤等，故C错误；
D．紫外线和false射线都能使感光底片感光，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．均匀变化的电场可产生恒定的磁场，故A错误；
B．紫外线是一种紫色的不可见光。故B错误；
C．红外线、可见光、紫外线、false射线，是按波长由长到短排列。故C正确；
D．红外夜视镜是利用了红外线特点而制成的。故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
AB．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，但恒定的电场不会产生磁场，恒定的磁场也不会产生电场，A错误，B正确；
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，也可在介质中传播，C错误；
D．电磁污染是指天然和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射，D错误；
故选B。
10．B
【详解】
A．机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，A错误；
B．公式false适用于一切机械波和电磁波的计算，B正确；
C．干涉和衍射是波特有的现象，一切波都能发生，C错误；
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有横波，D错误。
故选B。
11．C
【详解】
根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场．故②③④都可以产生电场；
周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，故只有②④可以产生电磁波。
A. ②③④、③④。故A错误；
B. ①③④、③④。故B错误；
C. ②③④、②④。故C正确；
D. ①③④、②④。故D错误。
12．B
【详解】
红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的波长是从长到短，所以其频率是从低到大。则频率最大的是伦琴射线(X射线)，频率最小的红外线。
A. 红外线的频率最大，可见光的频率最小。故A错误；
B. X射线频率最大，红外线的频率最小。故B正确；
C. 可见光的频率最大，红外线的频率最小。故C错误；
D. X射线频率最大，可见光的频率最小。故D错误。
13．C
【分析】
麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，不均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场．
【详解】
AB．稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，故A、B错误；
C．根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，故C正确；
D．均匀变化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故D错误．
【点睛】
本题主要考查了电磁场的产生，解题的关键是掌握麦克斯韦电磁场理论，较为简单．
14．D
【详解】
A．牛顿创建了力、惯性等概念，伽利略创建了加速度、速度等概念，法拉第最早提出电场、磁场等概念，故选项A错误；
B．卡文迪许最早通过扭秤实验测定引力常量的数值，密立根最早通过油滴实验测定元电荷的数值，故选项B错误；
C．麦克斯韦创建了电磁场理论并预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故选项C错误；
D．普朗克最早提出能量量子化的概念，玻尔最早提出轨道量子化的概念，故选项D正确。
故选D。
15．B
【详解】
A．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，而根据
v = false = λf
可知，波长
λ = false
变短，A错误；
B．驱动力频率越接近桥的固有频率，桥的振幅越大，越容易损坏，火车慢行，从而使轮子撞击铁轨接缝的频率远小于桥梁的固有频率，B正确；
C．电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，C错误；
D．D选项是利用了两平面之间空气薄层上、下两个表面的反射光产生的干涉条纹形状来判断平面的平整度，D错误。
故选B。
16．C
【详解】
A．光速和介质有关，红色和蓝色的激光的频率不同，在同种介质中的波长是不同的，而在不同的介质中传播时波长可能相同，故A正确，不符合题意；
B．根据电磁波的特点可知，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、磁感应强度均垂直，故B正确，不符合题意；
C．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了减弱玻璃表面的反射光，提高拍摄的效果，故C错误，符合题意；
D．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光具有波动性，故D正确，不符合题意。
故选C。
17．A
【详解】
A．由于6G使用的电磁波比5G使用的电磁波频率高，根据
false
可得：6G使用的电磁波波长较短；
由
false
可得：6G使用的电磁波光子动量较大，A正确；
B．所有电磁波在真空中传播的速度都相等，B错误；
C．由于6G使用的电磁波比5G使用的电磁波频率高，根据
false
可得：由于6G使用的电磁波比5G使用的电磁波光子能量大，C错误；
D．两者都能使同一金属板发生光电效应，由于6G使用的电磁波比5G使用的电磁波光子能量大，同一金属的逸出功不变，根据光电方程
false
可得6G照射过的金属粒子初动能较大，D错误；
故选A。
18．C
【详解】
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化的，故A正确，不符合题意；
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的摆长无关，故B正确，不符合题意；
C．测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理，故C错误，符合题意；
D．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
19．D
【详解】
A．由多普勒效应可知，车辆匀速驶向停在路边的警车，相当于波的传播速度增大，根据f＝false可知，警车上测速仪探测到反射波的频率升高，A错误；
B．能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；
C．双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加相互加强，波峰与波谷叠加相互削弱，C错误；
D．赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，他还通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c，这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，D正确。
故选D。
20．A
【详解】
A．声波可以发生多普勒效应，A正确；
B．wifi信号是电磁波，其传播不需要介质，B错误；
C．丙图是衍射图样，泊松亮斑是一个很小的亮点，C错误；
D．月全食时的红月亮是太阳光被大气层散射后照射到月球上，被月球反射后射向地面，由于红光的波长最长，衍射能力最强，传播最远，到达地面时红光最多，所以我们看到的是红月亮，是光的散射和衍射现象，不是光的干涉现象，D错误。
故选A。
21．D
【详解】
A．防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固有频率不相同，故A错误；
B．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射而产生的色散现象，不是因为三棱镜吸收了光，故B错误；
C．首先用实验验证了电磁波存在的科学家是赫兹，而麦克斯韦预言了电磁波的存在，故C错误；
D．天空是亮的原因是大气对太阳辐射的散射作用，故D正确。
故选D。
22．C
【详解】
A．麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，B错误；
C．只有周期性变化的电场才能形成电磁波，均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，将不能再产生电磁波，C正确；
D．电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，D错误。
故选C。
23．D
【详解】
A．荷兰物理学家惠更斯曾经详尽地研究过单摆的振动，发现单摆做简谐运动的周期T与摆长l的二次方根成正比，A错误；
B．奥地利物理学家多普勒发现波源与观察者靠近时，观察者接收到的频率大于波源频率，B错误；
C．英国物理学家托马斯·杨做双缝干涉实验时，还没有激光，他用强光照射得到干涉条纹，C错误；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹在实验中发现了电磁波，并进一步发现了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，D正确。
故选D。
24．A
【详解】
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象， 故A正确；
B．液晶显示器应用了光的偏振原理，故B错误；
C．病人的心跳声主要是靠管内空气传到医生的耳朵里，医生听到的心跳声很响，其主要原因有两个：?采用了共振和减少了声音的分散，故C错误；
D．WiFi信号的实质是由发射器发出的一种电磁波，WiFi信号限于短程传输，是因为其能量太低，在传输过程中存在能量损失，不能远程传播，故D错误。
故选A。