必修 第三册4 电磁波的发现及应用达标测试

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题组一 电磁场
1.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.磁场周围一定存在电场
B.电场周围一定存在磁场
C.点电荷的电场周围一定没有磁场
D.变化的磁场周围不一定存在变化的电场
2.(多选)按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的是( )
A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场
B.变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场
C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场
题组二 电磁波
3.(2022江苏苏州吴江中学月考)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是( )
A.麦克斯韦首先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信号,拨打该手机号码,手机不会响铃(或振动)
4.(2021江西萍乡湘东中学月考)(多选)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子会在空中产生电磁波。该电磁波( )
A.是由于电荷运动产生的
B.不能在真空中传播
C.只能沿着梳子摇动的方向传播
D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
5.(多选)下列关于电磁场和电磁波的说法中,正确的是( )
A.变化的电场和磁场互相激发,由近及远传播形成电磁波
B.变化的电场周围一定会产生电磁波
C.电磁波由真空中进入某种介质传播时,波长会变短
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
题组三 电磁波谱
6.红外线、无线电波、γ射线、可见光等都属于电磁波,则下列选项中,按照波长由大到小顺序排列正确的是( )
A.红外线、无线电波、γ射线、可见光
B.红外线、可见光、γ射线、无线电波
C.无线电波、红外线、可见光、γ射线
D.γ射线、可见光、红外线、无线电波
7.(2021辽宁五校协作体联考)关于电磁波的应用,下列说法不正确的是( )
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝
C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片
D.卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片
能力提升练
题组一 电磁场中的图像问题
1.(2020海南华侨学校期末)下列四个选项中的四种磁场变化情况,能产生如图所示电场的是 ( )
2.(2021北京西城期末)如图所示的四种电场变化情况,能发射电磁波的是( )
3.(2021江西赣州模拟)(多选)甲、乙两种磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,下列说法正确的是( )
A.磁场甲能够产生电场
B.磁场甲能够产生电磁波
C.磁场乙的磁感应强度最大时产生的电场最强
D.磁场乙的磁感应强度为零时产生的电场最强
4.(2022江苏镇江月考)根据麦克斯韦电磁场理论判断,如图所示的4组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t变化的规律中,错误的是( )
题组二 公式c=λf的理解及应用
5.(2021山东枣庄期中)电磁波在真空中传播的速度是3×108 m/s,有一个广播电台的频率为90 MHz,这个广播电台发射的电磁波的波长约为( )
m B.3 m
m D.270 m
6.具有NFC(近距离无线通信技术)功能的两只手机在间距小于10 cm时可以通过电磁波直接传输信息,其载波频率为1.4×107 Hz,电磁波在空气中的传播速度为3.0×108 m/s,求该载波的波长(保留两位有效数字)。
答案全解全析
4 电磁波的发现及应用
基础过关练
1.D 变化的磁场可以激发电场,恒定的磁场不会产生电场,选项A错误;变化的电场可以激发磁场,恒定的电场不会产生磁场,选项B错误;运动的电荷可以产生磁场,选项C错误;变化的磁场周围不一定存在变化的电场,只有非均匀变化的磁场才能产生变化的电场,选项D正确。
2.BD 根据麦克斯韦的电磁场理论可知,恒定的电场周围不产生磁场,恒定的磁场周围也不产生电场。变化的电场周围才产生磁场,变化的磁场周围才产生电场,故A错误,B正确;均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,故C错误,D正确。
易错警示
麦克斯韦电磁场理论中的“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度或电场强度的变化量相同。
3.C 赫兹首先用实验证实了电磁波的存在,选项A错误;在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速,选项B错误;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,将不能产生电磁波,选项C正确;电磁波在真空中也能传播,选项D错误。
4.AD 梳子带电后,摇动梳子,电荷发生移动形成电流,电流产生磁场从而形成电磁波,选项A正确;电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,选项B错误;电磁波产生后,可以沿任意方向传播,选项C错误;电磁波在真空中的传播速度等于光速,在空气中的传播速度约为3×108 m/s,选项D正确。
5.AC 变化的电场和磁场互相激发,由近及远传播形成电磁波,选项A正确;均匀变化的电场产生恒定的磁场,只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场,选项B错误;电磁波由真空进入介质传播时,波速变小,结合c=λf,可知波长将变短,选项C正确;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,它们是不同性质的波,选项D错误。
6.C 电磁波按照波长由大到小的顺序排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,选项C正确,A、B、D错误。
7.A 医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,选项A说法错误;γ射线具有较强的穿透性,故工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝,选项B说法正确;因为紫外线波长短,分辨率高,所以刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,选项C说法正确;因为红外线的波长较长,衍射能力较强,所以卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片,选项D说法正确。
能力提升练
1.B 由麦克斯韦电磁场理论知:均匀变化的磁场才能产生稳定的电场,选项B正确。
2.D 图A是稳定的电场,不能产生磁场;图B与图C是均匀变化的电场,产生恒定的磁场,不能形成电磁波;图D是周期性变化的电场,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,选项D正确,A、B、C错误。
3.AD 根据麦克斯韦的电磁场理论,均匀变化的磁场甲能产生稳定的电场,不能产生电磁波,选项A正确,B错误;周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,磁场乙的磁感应强度最大时,产生的电场最弱,磁场乙的磁感应强度为零时,产生的电场最强,选项C错误,D正确。
4.C 稳定的电场不能产生磁场,选项A正确;均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项B正确;周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比,由此可判断出选项C错误,选项D正确。
5.C 根据公式c=λf,得λ=cf=3×10890×106 m≈3.33 m,选项C正确。
6.答案 21 m
解析 由公式c=λf得波长λ=cf=3.0×1081.4×107 m≈21 m。