物理人教版 (2019)4 电磁波的发现及应用精品练习
展开一、电磁场与电磁波
1.麦克斯韦电磁场理论
(1)变化的磁场产生电场
①在变化的磁场中放一个闭合的电路,由于穿过电路的磁通量发生变化,电路中会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场.
②即使在变化的磁场中没有闭合电路,也同样要在空间产生电场.
(2)变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流,也在空间产生磁场,即变化的电场在空间产生磁场.
2.电磁场:变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体.
3.电磁波
(1)电磁波的产生:周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播,形成电磁波.
(2)电磁波的特点
①电磁波可以在真空中传播.
②电磁波的传播速度等于光速.
③光在本质上是一种电磁波.即光是以波动形式传播的一种电磁振动.
(3)电磁波的波速
①波速、波长、频率三者之间的关系:波速=波长×频率.
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=λf.
②电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s.
二、电磁波谱与电磁波的能量
1.电磁波谱
(1)概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫作电磁波谱.
(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.
(3)各种电磁波的特性
①无线电波:用于广播、卫星通信、电视等信号的传输.
②红外线:用于加热理疗等.
③可见光:照亮自然界,也可用于通信.
④紫外线:用于灭菌消毒.
⑤X射线和γ射线:用于诊断病情、摧毁病变的细胞.
2.电磁波的能量
(1)光是一种电磁波,光具有能量.
(2)电磁波具有能量,电磁波是一种物质.
技巧点拨
一、麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁场在周围空间产生电场,变化的电场也在周围空间产生磁场.
2.均匀变化的磁场产生稳定的电场,均匀变化的电场产生稳定的磁场.
3.振荡的磁场产生同频率振荡的电场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场.
4.周期性变化的电场和磁场相互联系,形成一个统一的场,就是电磁场,而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波.
二、电磁波
1.电磁波的形成
周期性变化的电场和磁场交替产生,形成电磁场,电磁场由近及远传播,形成电磁波.
2.电磁波的特点
(1)电磁波的传播不需要介质.在真空中传播速度等于光速c=3×108 m/s.
(2)电磁场储存电磁能,电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.
(3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波.
(4)电磁波是电磁场在空间中的传播,电磁场是一种客观存在的物质——场物质.
3.电磁波的波速
对于电磁波,用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速,则有c=λf.
三、电磁波谱
1.电磁波谱
电磁波谱的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.它们共同构成了范围广阔的电磁波谱.
2.不同波长的电磁波的比较
例题精练
1.(2021春•和平区期末)据报道:截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个,已建成全球最大5G网络,中国将进入全面5G时代,开启了万物互联时代:车联网、物联网,智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一元变为现实。5G,即第五代移动通信技术,采用3300﹣5000MHz频段,相比于现有的4G(即第四代移动通信技术,1880﹣2635MHz频段)技术而言,具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。关于5G信号与4G信号下列说法正确的是( )
A.5G信号和4G信号都具有偏振现象
B.5G信号和4G信号有可能是纵波
C.5G信号相比4G信号光子能量更小
D.5G信号相比4G信号在真空中的传播速度更小
2.(2021春•成都期末)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.变化的电场产生变化的磁场
B.电磁波必须依赖介质才能传播
C.电磁波在真空中和介质中的传播速度相同
D.电磁波可以发生衍射现象
随堂练习
1.(2021春•湖北月考)在5G技术领域,华为绝对是领跑者。与4G相比,5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是( )
A.5G使用的电磁波是横波
B.4G使用的电磁波是纵波
C.5G使用的电磁波在真空中传播速度比4G的快
D.5G使用的电磁波比4G的更容易绕过障碍物
2.(2021•义乌市模拟)近日,由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年,义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高,每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号,下列判断正确的是( )
A.5G信号的光子能量更大B.5G信号的衍射更明显
C.5G信号的传播速度更大D.5G信号的波长更长
3.(2021春•莱州市校级月考)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
综合练习
一.选择题(共20小题)
1.(2021春•邯郸期中)下列关于磁场和电场的说法正确的是( )
A.恒定的磁场能够在其周围空间产生恒定的电场
B.均匀变化的磁场能够在其周围空间产生恒定的电场
C.均匀变化的磁场能够在其周围空间产生均匀变化的电场
D.按正弦规律变化的磁场能够在其周围空间产生恒定的电场
2.(2021春•启东市校级月考)为了消杀新冠病毒,防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是( )
A.红外线的衍射能力比紫外线的强
B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量
C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断
3.(2021春•江宁区校级月考)下列不属于利用电磁波的医用器械是( )
A.杀菌用的紫外灯
B.拍胸片的X光机
C.测量体温的红外线体温计
D.检查血流情况的“彩超”机
4.(2021•闵行区二模)下列不属于电磁波的是( )
A.阴极射线B.红外线C.X射线D.γ射线
5.(2021•青浦区二模)电磁波广泛应用在现代医疗中,下列不属于电磁波应用的医用器械有( )
A.杀菌用的紫外灯
B.拍胸片的X光机
C.测量体温的红外线测温枪
D.检查血流情况的超声波“彩超”机
6.(2021春•浙江月考)下列关于电磁波、原子物理方面的知识,正确的是( )
A.电磁波信号在被发射前要被图象信号调制,调制后的电磁波频率高于原图象信号频率
B.红外线的频率高于伦琴射线的频率,γ射线的波长小于紫光的波长
C.卢瑟福提出了原子的核式结构模型并发现了质子和中子
D.人类目前已经大量和平利用裂变及聚变产生的能量
7.(2020秋•金台区期末)下列关于电磁波说法中正确的是( )
A.电磁波在真空中以光速c传播
B.电磁波是纵波
C.电磁波不能在空气中传播
D.光需要介质才能传播
8.(2020秋•烟台期末)电磁波和机械波具有的共同性质是( )
A.都是横波
B.都能够传输能量
C.传播都需要介质
D.在介质中的传播速度都与波的频率有关
9.(2020秋•潍坊期末)下列有关电磁波的说法正确的是( )
A.麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在
B.周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场
C.电磁波在所有介质中的传播速度均为3×108m/s
D.微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物
10.(2020秋•临沂期末)下列判断正确的是( )
A.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.电磁波和机械波传播都需要介质
D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄
11.(2020秋•西城区期末)下列关于电磁波和能量量子化的说法正确的是( )
A.量子的频率越高,其能量越大
B.法拉第最先预言了电磁波的存在
C.微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长顺序由短到长
D.从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站,至少需要103s
12.(2020秋•天津期末)关于电磁波下列说法正确的是( )
A.可见光不是电磁波
B.微波炉用来加热的微波不是电磁波
C.黑体既会吸收电磁波也会反射电磁波
D.电磁波传播是一份一份的,每一份称为一个光子
13.(2020秋•抚顺期末)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.只要有电场就能形成电磁波
B.电磁波是一种物质,不能在真空中传播
C.红外线的波长比X射线的波长长
D.电磁波能传播信息,但不能传播能量
14.(2020秋•合肥期末)关于电磁波下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”,并证实了电磁波的存在
B.医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关
D.电磁波的传播需要介质,其在介质中的传播速度等于光速
15.(2021•北京模拟)真空中的可见光与无线电波( )
A.波长相等B.频率相等
C.传播速度相等D.传播能量相等
16.(2020•上海模拟)以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A.电场和磁场总是同时存在的,统称为电磁场
B.电磁波是机械波,传播需要介质
C.电磁波的传播速度是3×108m/s
D.电磁波是一种物质,可在真空中传播
17.(2020春•枣庄期末)测温是防控新冠肺炎的重要环节。额温枪是通过传感器接收人体辐射的红外线,对人体测温的。下列说法正确的是( )
A.红外线是波长比紫外线短的电磁波
B.红外线可以用来杀菌消毒
C.体温越高,人体辐射的红外线越强
D.红外线在真空中的传播速度比紫外线的大
18.(2020春•泰州期末)关于电磁场、电磁波下列说法正确的是( )
A.变化的磁场一定能产生变化的电场
B.红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低
C.观察者接近频率恒定的波源时,接收到波的频率比波源的频率小
D.黑体会吸收任何射向它的电磁波,而不向外辐射电磁波
19.(2020春•平邑县期中)关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
20.(2020•北京)随着通信技术的更新换代,无线通信使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,“4G改变生活,5G改变社会”。与4G相比,5G使用的电磁波( )
A.光子能量更大B.衍射更明显
C.传播速度更大D.波长更长
二.多选题(共10小题)
21.(2021•香坊区校级四模)关于电磁波和电磁振荡,下列说法正确的是( )
A.LC振荡电路中,当电流最大时,线圈L中的磁通量变化率最大
B.电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率
C.根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场方向互相垂直,电磁波是横波
D.电磁波从发射电路向空间传播时,电磁振荡一旦停止,产生的电磁波就立即消失
E.雷达是利用波长较长的无线电波来测定物体位置的无线电装置
22.(2020秋•海南期末)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播,形成电磁波
B.电磁波是一种物质,不能在真空中传播
C.红外线的波长比X射线的波长短
D.电磁波不仅能传播信息,而且能传播能量
23.(2020春•三元区校级期中)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波是横波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波能产生干涉和衍射现象
D.红外线的频率比紫外线的频率更高
24.(2020秋•龙海市校级月考)关于电磁波和机械波的说法中不正确的是( )
A.电磁波和机械波在真空中都能进行传播
B.电磁波和机械波在传播中:速度=波长×周期
C.电磁波和机械波都能发生干涉和衍射现象
D.电磁波和机械波都能够传递能量和信息
25.(2020春•和平区校级期末)不同频率的电磁波产生机理不同、特性不同、用途也不同,红外测温枪在这次疫情防控过程中发挥了重要作用,射电望远镜通过接收天体辐射的无线电波来进行天体研究,人体透视、机场安检和CT是通过X射线来研究相关问题,γ射线在医学上有很重要的应用。下列关于红外线、无线电波、X射线和γ射线的说法正确的是( )
A.红外线波动性最明显而γ射线粒子性最明显
B.它们和机械波本质相同,都是横波且都可以发生多普勒现象
C.红外线、X射线和γ射线都是原子由高能级向低能级跃迁产生的
D.一切物体都在不停的发射红外线,而且温度越高发射红外线强度就越大
26.(2020春•亭湖区校级期中)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )
A.X射线穿透性强,机场安检用来检查旅客是否携带违禁品
B.高温物体才能向外辐射红外线
C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光
D.无线电波可广泛用于通信和广播
27.(2020春•沭阳县期中)下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是( )
A.均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D.只有空间某个区域有振荡变化的电场或磁场,才能产生电磁波
28.(2020春•路南区校级期中)下列说法正确的是( )
A.变化的磁场激发电场,变化的电场激发磁场
B.电磁波和机械波都能传递能量和信息
C.红光的频率低于紫光的频率,在真空中红光的传播速度大于紫光的传播速度
D.若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低,则可判断该星球正在离我们远去
29.(2019春•武侯区校级期中)下列说法中正确的是( )
A.LC振荡电流的周期只与电容器的电容大小有关
B.只有按正弦或余弦规律变化的电场才能在空间产生磁场
C.不管闭合回路是否存在,变化的磁场都会在其周围空间产生电场
D.麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在,但并未用实验证实电磁波的存在
30.(2019春•和平区校级期末)以下说法中正确的是( )
A.卢瑟福用α粒子轰击铍原子核发现了质子,并预言了中子的存在
B.强相互作用是引起原子核β衰变的原因,核力是强相互作用的一种表现
C.核电站使用镉棒作为控制棒,因为镉吸收中子的能力很强
D.使用X射线照射食品可以杀死细菌,延长保存期
三.填空题(共4小题)
31.(2020秋•金台区期末)麦克斯韦电磁场理论的两大支柱是: 、 。
32.(2020秋•长安区校级期中)麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生 ,变化的电场产生 ,从而预言了电磁波的存在。
33.(2019春•宝山区校级期末)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。
34.(2018•长沙学业考试)麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场可以产生电场;变化的电场可以产生 ,从而预言了空间可能存在电磁波。电磁波按照波长由长到短排列依次是:无线电波、红外线、 、紫外线、x射线和γ射线。
名称
特性
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
主要应用
通信、
广播
红外探测器、
红外体温计
引起
视觉
灭菌、
消毒、
防伪
医学透视、
安检
治疗疾
病、金
属探伤
真空中的速度
都是c=3×108 m/s
频率
小→大
同介质中速度
大→小
物理选择性必修 第一册3 光的干涉精品课后复习题: 这是一份物理选择性必修 第一册3 光的干涉精品课后复习题,文件包含新课改-高中物理-选修第1册19A光的干涉基础版教师版docx、新课改-高中物理-选修第1册19A光的干涉基础版学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共42页, 欢迎下载使用。
人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用精品同步练习题: 这是一份人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用精品同步练习题,文件包含新课改-高中物理-必修第3册19C电磁波的发现及应用提升版教师版docx、新课改-高中物理-必修第3册19C电磁波的发现及应用提升版学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共38页, 欢迎下载使用。
物理必修 第三册4 电磁波的发现及应用优秀同步练习题: 这是一份物理必修 第三册4 电磁波的发现及应用优秀同步练习题,文件包含新课改-高中物理-必修第3册19B电磁波的发现及应用中档版教师版docx、新课改-高中物理-必修第3册19B电磁波的发现及应用中档版学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共37页, 欢迎下载使用。