高中物理人教版 (2019)必修 第三册电磁波的发现及应用课时训练

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考点1：对麦克斯韦电磁场理论的理解
对麦克斯韦电磁场理论的理解
电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。
【例1】关于电磁场的理论，下列说法中正确的是（ ）
A. 变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B. 变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C. 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D. 振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场
【针对训练】
【变式1】下列有关电磁场理论的说法正确的是( )
A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B．任何电场都要在周围空间产生磁场
C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场
D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场
【变式2】关于电磁场的理论，下列说法正确的是( )
A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B．变化的磁场周围产生的电场一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生的电场是均匀变化的
D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的
【变式3】（多选）下列说法中，正确的有（ ）
A. 最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B. 电磁感应现象是法拉第发现的
C. 建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D. 最早预言电磁波存在的科学家是赫兹

考点2：对电磁波的理解
1．电磁波的特点
（1）电磁场中储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。
（2）只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。
（3）电磁波可以在真空中传播，因为电磁波本身就是一种物质——场物质，所以传播时不再需要其他介质。
（4）任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度，即c＝3.0×108 m/s，电磁波传播虽然不需要介质，但在其他介质中的速度都比在真空中的小。
2．波长、频率与波速之间的关系
波速＝波长×频率，即c＝λf。
（1）频率由波源决定，与介质无关，波长、波速的大小与介质有关。所以同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中速度小。
（2）不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同。
（3）在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同：v＝c。
【例2】频率为5×1014Hz的红光，从10m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？
【针对训练】
【变式1】关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是( )
A．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者互相联系，统称为电磁场
B．电磁场从发生区域由近及远地传播形成电磁波
C．电磁波是一种物质，可在真空中传播。所以，平时说真空没有实物粒子，但不等于什么都没有，还有“场”这种特殊物质
D．电磁波可在真空中传播，也可在介质中传播
【变式2】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________波直接传输信息，其载波频率为1.5×107 Hz，载波的传播速度为3.0×108 m/s，则该载波的波长为________ m。
【变式3】波长为50～100m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1500km的远处至少需要多长时间？

考点3：对电磁波谱的理解
1．电磁波谱是把电磁波按波长由大到小的顺序排列起来的图表。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．电磁波谱中各种波段的特征用途比较(如下表)
【例3】关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（ ）
A. 红外线和X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人的皮肤健康
C. 电磁波中频率最大的是X射线
D. 紫外线和X射线都可以使感光底片感光
【针对训练】
【变式1】 电磁波在生活中有着广泛的应用.不同波长的电磁波具有不同的特性,因此也有不同的应用.下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是（ ）
A. 雷达——无线电波
B. 手机——X射线
C. 紫外消毒柜——紫外线
D. 遥控器——红外线
【变式2】验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态．对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A. 它们发出的都是红外线
B. 它们发出的都是紫外线
C. 验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D. 验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
【变式3】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
◎考点一 对麦克斯韦电磁场理论的理解
1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )
A B C D
2．关于电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．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周期性变化的磁场
◎考点二 对电磁波的理解
3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波
B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波传播的速度是3.0×108 m/s
4．手机A的号码为18888880001，手机B的号码为18888880002，手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且来电显示A的号码为18888880001。若将手机A置于一透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则( )
A．发出响声，并显示B的号码18888880002
B．发出响声，但不显示B的号码
C．不发出响声，但显示B的号码18888880002
D．即不发出响声，也不显示号码
5．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是( )
A B C D
6．波长为0.6 μm的红光，从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？它的频率是多少？
◎考点三 对电磁波谱的理解
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．红外线易穿透云层，故广泛应用于遥感技术领域
B．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
C．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
D．电取暖器利用了红外线的热作用
8．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )
A．在真空中各种电磁波的传播速度都相同
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光的波长长
D．在电磁波谱中，波长最长的是γ射线
9．(多选)关于紫外线的作用和特性，下列说法正确的是( )
A．一切物体都在不停地辐射紫外线
B．紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高的能量，可以穿透细胞膜
C．紫外线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤、破坏内脏器官
D．紫外线具有荧光作用
10．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是 ( )
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
11．(多选)下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是( )
A．红外线和X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人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都使感光底片感光
12．微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×109Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的部分技术参数，问：
eq \x(\s\up(微波炉,MG—5021 MW,额定电压：220V 50 Hz,微波额定功率：1100 W,微波输出功率：700 W,内腔容积：20 L,振荡频率：2450 MHz))
（1）该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少？
（2）该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少？
（3）如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30 min，则做这道菜需消耗多少电能？
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
电磁
波谱
无线
电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
特性
波动
性强
热作
用强
感光
性强
化学作用荧光效应
穿透
力大
穿透力
最强
用途
通信广
播、导航
加热、遥
测遥感、
红外摄
像、红外
制导
照明、
照相等
杀菌消毒、
治疗皮
肤病等
检查、探
测、透视、
治疗
探测、
治疗