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高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用复习练习题
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用复习练习题,共24页。
考点一、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.
考点二、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.
技巧方法:.不同波长的电磁波的比较
二:考点题型归纳
麦克斯韦电磁场理论
1.(2022·全国·高二课时练习)根据麦克新书电磁场理论,下列说法中正确的是( )
A.变化的磁场一定产生变化的电场
B.均匀变化的磁场一定产生均匀变化的电场
C.稳定的电场一定产生稳定的磁场
D.并不是只要空间有变化的电场或磁场,就一定能够产生电磁波
2.(2022·江苏·星海实验中学高二月考)关于电磁场和电磁波,下列说法错误的是( )
A.通电导线周围的磁场方向可以用右手螺旋定则判断
B.磁场和磁感线都是客观存在的物质
C.变化的磁场能够产生电场,变化的电场也能够产生磁场
D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关
3.(2022·全国·高二专题)电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络,这些信息都是通过电磁波来传递的。下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是( )
A.变化的磁场产生的电场一定是变化的
B.不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不均匀变化的电场
C.稳定的磁场产生不稳定的电场
D.振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的
电磁波的频率与波长问题(电磁波谱)问题
4.(2022·全国·高二专题练习)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )
A.5G信号比4G信号的波长长
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.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D.夕阳呈红色是因为红外线发生明显衍射
5.(2017·湖南·醴陵市第一中学高二期末)电磁波谱中,按频率由低到高,下列排列正确的是( )
A.光波、红外线、无线电波B.无线电波、光波、 射线
C.紫外线、无线电波、 X 射线、D.可见光、射线、红外线
6.(2022·全国·高二课时练习)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是 ( )
A.物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B.当铁块呈现红色时,说明它的温度不太高
C.当铁块的温度较高时会呈现赤红色,说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D.早、晚时分太阳呈现红色,而中午时分呈现白色,说明中午时分太阳温度最高
三、电磁波的应用
7.(2022·陕西金台·高二期中)电磁波从真空进入水中时,会发生变化的物理量是( )
A.波速和波长B.波速和周期C.波长和周期D.振幅和频率
8.(2022·湖南·衡阳市第二十六中学高二期末)关于电磁波及其应用,下列说法正确的是( )
A.变化的磁场不能产生电场
B.电视机接收的既有声音信号,还有图像信号
C.可见光不是电磁波
D.电磁波没有能量
9.(2020·山东·高二月考)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.电磁波能传播信息,但不能传播能量
三:考点过关精练
一、单选题
10.(2022·江苏省苏州第一中学校高二月考)下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是( )
A.赫兹提出电磁场理论,并通过实验证实了电磁波的存在
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.不同电磁波具有不同的波长,红外线的波长大于可见光的波长。
D.普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的光的能量子为
11.(2022·全国·高二课时练习)关于电磁场和电磁波,下列叙述正确的是( )
A.客户通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过调谐后,把信号发送到基站中转
B.如果空间某区域有振荡的电场或振荡的磁场,就能产生电磁波
C.电磁波是纵波,不能产生偏振现象
D.电磁波和机械波都不能在真空中传播
12.(2022·全国·高二课时练习)首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是( )
A.法拉第B.赫兹C.安培D.奥斯特
13.(2020·湖南省邵东市第三中学高二月考)以下关于预防电磁辐射的做法,不正确的是( )
A.移动电话应尽量避免长时间使用
B.注意人体与家用电器保持一定的距离
C.高压线、变电站、电台、电视台旁边兴建住宅区
D.不要把家用电器摆放得过于集中
14.(2022·全国·高二单元测试)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射线都有很强的穿透本领,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.电磁波频率最大的是γ射线,医学上常用它进行人体透视检查
D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光
15.(2022·全国·高二课时练习)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )
A.波长不同的电磁波在本质上不完全相同
B.电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C.电磁波谱的频带很宽
D.电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄
16.(2022·全国·高二专题练习)根据电磁波谱,从下列选项中选出电磁波的频率顺序由高到低排列且中间没有间断的是( )
A.X射线、紫外线、可见光
B.X射线、紫外线、红外线
C.紫外线、红外线、可见光
D.无线电波、红外线、紫外线
17.(2022·四川遂宁·高二期末)关于电磁波,下列说法正确的是 ( )
A.电磁波中最容易发生衍射现象的是射线
B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可改善身体健康
C.德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
D.电磁波都不会产生多普勒效应
18.(2022·江西抚州·高二期末)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波,并用实验证实了电磁波的存在
B.电磁波在真空和介质中的传播速度相同
C.电磁振荡可以产生电磁波,若波源的电磁振荡停止,其发射到空间的电磁波随即消失
D.常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
19.(2022·云南省玉溪第三中学高二月考)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
四:高分突破精练
一:单选题
20.(2020·辽宁·大连市普兰店区第三十八中学高二期末)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
21.(2022·山东无棣·高二期中)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波长更长的电磁波,能够灭菌
B.变化的磁场一定产生变化的电场,变化的电场一定产生变化的磁场
C.电磁波是横波,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
22.(2022·山东泗水·高二期中)关于电磁波理论,下列说法正确的是( )
A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
B.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
C.做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
23.(2022·全国·高二单元测试)中国4G牌照发放是在2014年,比发达国家晚了整整三年;但在5G时代,中国已经赢在了起跑线。已知5G信号使用频率更高的电磁波,每秒传送的数据量是4G的50~100倍,则相比4G信号( )
A.5G信号的光子能量更小B.5G信号的波长更短
C.5G信号的传播速度更大D.5G信号的波动性更明显
24.(2022·山东烟台·高二期中)如图所示,水平面内有一环形导线通以俯视为顺时针的恒定电流,环形导线内有一可在水平面内自由转动的细杆,细杆带正电荷,若从某一时刻起,环形导线中电流逐渐减小,俯视细杆下列说法中正确的是( )
A.细杆仍然保持静止B.细杆将顺时针转动
C.细杆将逆时针转动D.无法确定细杆是否转动
25.(2022·河北大名·高二期中)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
26.(2020·广西·兴安县兴安中学高二期中)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
27.(2022·全国·高二课时练习)以下说法正确的是( )
A.B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应
B.惠更斯原理解释了波的衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系
C.电磁波按照频率由大到小可以分为无线电波、光波、X射线、γ射线
D.只有横波,叠加的两列波的频率相等,振动情况相同,相位差恒定就能产生稳定的干涉
28.(2022·江苏工业园区·高二期中)下列说法中正确的是( )
A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场
B.现代通讯用的5G信号(3.3×109~6×109Hz频段)和4G信号(1.88×109~2.64×109Hz频段)都是横波,二者叠加可以产生稳定的干涉现象
C.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化可以用波的干涉原理解释
D.观看3D立体电影时,观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的
29.(2022·浙江金华·高二期末)物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,关于物理学发展过程中的认识,下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电磁感应现象
B.法拉第创造性地用“场线”形象地描述“场”
C.根据麦克斯韦电磁场理论,磁场变化时会在空间激发一种变化的电场
D.多普勒发现波源与观察者存在相对运动时,接收到的波的频率会发生变化
30.(2022·全国·高二课时练习)如图所示是一水平放置的绝缘环形管,管内壁光滑,内有一直径略小于管内径的带正电的小球,开始时小球静止,有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积,磁感应强度大小随时间成正比增大,设小球的带电荷量不变,则( )
A.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿顺时针方向运动
B.顺着磁场方向看,小球受逆时针方向的力,沿逆时针方向运动
C.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿逆时针方向运动
D.小球不受洛伦兹力,不运动
二、多选题
31.(2022·北京·中国农业大学附属中学高二期末)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.麦克斯韦提出:变化的磁场一定产生变化的电场,变化的电场一定产生变化的磁场
B.各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样,为m/s
C.X射线的穿透能力较强,医院透视用的是X射线
D.红外线是波长比可见光波长还长的电磁波,常用于医院和食品消毒
32.(2022·全国·高二课时练习)下列关于电磁场理论的说法,正确的有( )
A.电场会产生磁场
B.磁场会产生电场
C.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场
D.周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
33.(2022·全国·高二课时练习)雷达是利用无线电波来探测目标方向和距离的一种装置,雷达的天线犹如喊话筒,能使电脉冲的能量集中向某一方向发射;接收机的作用则与人耳相仿,用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波.测速雷达主要是利用多普勒效应原理,可由回波的频率改变数值,计算出目标与雷达的相对速度。以下说法正确的是( )
A.雷达发射的是不连续的电磁波
B.雷达用的是微波波段的无线电波
C.目标离雷达天线而去时,反射信号频率将高于发射信号频率
D.目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高于发射信号频率
34.(2022·北京西城·高二期末)根据麦克斯韦电磁场理论,在如图所示的四种变化电场中,能产生电磁波的是( )
A.B.
C.D.
35.(2022·全国·高二期末)电磁波与声波比较,下列说法中正确的是( )
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大
C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大
D.电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的,与频率无关
E.电磁波能产生干涉和衍射现象,声波不能
36.(2020·浙江诸暨·高二期末)如图所示,蓝牙设备和Wi-Fi已经广泛应用于我们的日常生活中。由于Wi-Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作,因此它们共存时会相互干扰,造成两者的信噪比下降,影响数据传输。为缓解上述干扰,目前不少路由器的Wi-Fi采用双频段模式,即同时工作在2.4GHz和5GHz的模式下,其中2.4GHz信号在空气或障碍物中传播时衰减小,而5GHz信号更加高速且稳定。下列说法正确的是( )
A.Wi-Fi和蓝牙的相互干扰是指产生了干涉
B.2.4GHz信号比5GHz信号的衍射能力更强
C.5GHz信号在空中的传播速度大于2.4GHz信号的传播速度
D.信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的同时也接收了其他杂质信号
37.(2022·全国·高二课时练习)根据麦克斯韦的电磁场理论,以下叙述中正确的是( )
A.教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场
B.工作时打点计时器必有磁场和电场
C.稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场激发稳定的电场
D.电磁波在传播过程中,电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直
38.(2020·辽宁·大连市普兰店区第三十八中学高二月考)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
39.(2022·辽宁·渤海大学附属高级中学高二期中)如图所示,华为Mate40系列手机一经面世,受到世人追捧,除了领先世界的5G通讯、信息安全以外,人们还可以体验它无线充电的科技感。右图为无线充电原理图,由与充电底座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时,就会在受电线圈中感应出电流,从而实现为手机充电。在充电过程中( )
A.送电线圈中产生均匀变化的磁场
B.送电线圈中产生周期性变化的磁场
C.无线充电的原理是互感现象
D.手机电池是直流电源,所以受电线圈输出的是恒定电流
三、填空题
40.(2022·全国·高二课时练习)麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设:
(1)变化的磁场能够在周围空间产生____(如图甲所示)。
(2)变化的电场能够在周围空间产生____(如图乙所示)。
41.(2022·全国·高二课时练习)电磁波的特点及应用:
(1)无线电波:波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波。
①无线电波中的中长短波:广播及其他信号传输。
②无线电波中的微波:卫星通信、电视等。
(2)红外线:
①红外线是一种光波,波长比无线电波______,比可见光______,其主要特点是______效应。
②所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射______。
③红外线主要用于______、______和红外______等。
(3)可见光:可见光的波长在______ nm到______ nm之间,可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。
(4)紫外线:
①波长范围在______到________nm之间,其主要特点是______效应。
②具有______的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的______效应,用来激发______物质发光。
(5)X射线和γ射线:
①X射线频率比紫外线_____,穿透力较______,用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于______。
②γ射线频率比X射线还要高,具有______的能量,穿透力______,医学上用来治疗______,工业上用于探测______部件内部是否有缺陷。
42.(2022·全国·高二专题练习)寻找马航失联飞机是全球关注的热点新闻,也是国人悲痛之点,更是各国高科技综合实力的体现和展示。搜寻失联飞机的黑匣子主要依靠电磁波技术和超声定位(即声呐)技术。电磁波是指在空间传播的交变电磁场,在真空中的传播速度为3.0×108m/s,无线电波是其中的一种电磁波。无线电波、红外线、可见光(即人眼能看到的光)、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,它们的产生方式不尽相同,波长也不同,把它们按波长顺序排列就构成了电磁波谱,如图所示。请根据上述信息及所学知识,结合电磁波谱图回答:
(1)最早发现白光(即可见光)可以发生色散,分解成七种颜色光的物理学家是______;其中,三原色光中波长最短的是______光。
(2)广播和电视利用电磁波谱中的______来传递声音和图像;飞机黑匣子发出的电磁波信号,在海水中迅速衰减,无法传播,所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作,以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)请观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系,可以得出初步结论:______;请进一步观察和计算电磁波谱中各种波的波长与频率的关系,可以得出结论:______。
43.(2020·云南·高二学业考试)可见光________(选填“是”或“不是”)电磁波的一部分;电磁波在真空中的传播速度_______m/s;在人类历史上首先捕捉到电磁波的科学家是_________(选填“麦克斯韦”或“赫兹”)。
44.(2022·全国·高二专题练习)如果在太空设立太阳能卫星电站,可24小时发电,且不受昼夜气候的影响。利用微波——电能转换装置,将电能转换成微波向地面发送,卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空,微波定向性很好,飞机通过微波区不会发生意外,但微波对飞鸟是致命的。可在地面站附近装上保护网或驱逐音响,不让飞鸟通过。预计在21世纪初地球上空将建起卫星电站。(地球半径R=6400km)
(1)太阳能电池将实现哪种转换_____
A.光能——微波 B.光能——热能 C.光能——电能 D.电能——微波
(2)在1100km高空的电站卫星的速度约为_____
A.3.1km/s B.7.2km/s C.7.9km/s D.11.2km/s
(3)微波指(____)
A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.机械波
(4)飞机外壳对微波的哪种作用,使飞机安全无恙_____
A.反射 B.折射 C.衍射 D.干涉
(5)微波对飞鸟是致命的,这是因为微波的_____
A.电离作用 B.穿透作用 C.生物电作用 D.产生强涡流
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
参考答案
1.D
【详解】
AB.变化的磁场一定产生电场,但均匀变化的磁场产生恒定的磁场,AB错误;
C.稳定的电场不能产生磁场,变化的电场产生磁场,C错误;
D.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围不会产生电场,不能产生电磁波,D正确。
故选D。
2.B
【详解】
A.通电导线周围的磁场方向可以用右手螺旋定则(即安培定则)判断,故A正确,不符合题意;
B.磁场是客观存在的物质,而磁感线是为了描绘磁场而假想出来的线,实际并不存在,故B错误,符合题意;
C.变化的磁场能够产生电场,变化的电场也能够产生磁场,故C正确,不符合题意;
D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】
A.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场周围能产生电场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,故A错误;
B.不均匀变化的电场产生变化的磁场,磁场有可能不是均匀变化的;均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,故B错误;
C.稳定的磁场其周围不产生电场,故C错误;
D.振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的,振荡的电场在周围空间产生的磁场是也振荡的,故D正确。
故选D。
4.B
【详解】
A.5G信号比4G信号的频率高,波长短,A错误;
B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,B正确;
C.在电磁波谱中从无线电波到γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,而波长越长,越容易发生干涉、衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象,C错误;
D.夕阳呈红色是因为红光发生明显衍射,D错误。
故选B。
5.B
【详解】
电磁波谱中,按频率由低到高为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线,故B正确,ACD错误。
故选B。
6.C
【详解】
A.物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波,A错误;
B.黑体辐射的强度与温度有关,温度越高,则辐射强度的极大值也就越大;当铁块呈现黑色时,是因为它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分,甚至波长更长,说明它的温度不太高,B错误;
C.当铁块的温度较高时会呈现赤红色,说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强,C正确;
D.太阳早、晚时分呈现红色,而中午时分呈现白色,是因为大气吸收与反射了部分光的原因,不能说明中午时分太阳温度最高,D错误。
故选C。
7.A
【详解】
频率由波本身性质决定,与介质无关,所以电磁波从真空中进入介质后,频率不变即周期不变,波速减小,根据
知波长变短;根据
知能量不变,故振幅不变;故A正确。
故选A。
8.B
【详解】
A.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场产生电场。故A错误;
B.电视机接收的既有声音信号,还有图象信号,故B正确;
C.电磁波按照波长逐渐减小的顺序分别为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线。故可见光是电磁波,故C错误;
D.电磁波本身就是物质、本身具有能量,比如微波炉就是利用电磁波的能量工作的,故D错误。
故选B。
9.A
【详解】
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,A正确;
B. 电磁波是一种物质,能在真空中传播,B错误;
C. 红外线的波长比X射线的波长长,C错误;
D. 电磁波能传播信息,也能传播能量,D错误。
故选A。
10.C
【详解】
A.麦克斯韦提出电磁场理论,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,选项A错误;
B.只要空间某处有周期性变化的电场或磁场,才会在其周围产生电磁波,选项B错误;
C.不同电磁波具有不同的波长,红外线的波长大于可见光的波长,选项C正确;
D.爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的光的能量子为,选项D错误。
故选C。
11.B
【详解】
A.客户通话时,手机将声音信号转变成电信号,经过调制后,把信号发送到基站,A错误;
B.振荡的电场或振荡的磁场会在周围空间产生振荡的电磁场,就能产生电磁波,B正确;
C.电磁波是横波,C错误;
D.电磁波可以在真空中传播,D错误。
故选B。
12.B
【详解】
由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹,故选B。
13.C
【详解】
A.移动电话在使用时有电磁辐射,避免长时间使用可预防辐射,故A正确;
B.家用电器在工作时具有一定的电磁辐射,人体与其保持一定的距离,可预防辐射,故B正确;
C.高压线、变电站、电台、电视台旁边具有较强的电磁辐射,不适宜修建住宅区,故C错误;
D.不要把家用电器摆放得过于集中,避免摆放处的电磁辐射太强,故D正确。
本题要求选择错误的,故选C。
14.D
【详解】
A.X射线有很强的穿透本领,常用于医学上透视人体,红外线没有很强的穿透本领,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是γ射线,但其频率太高,辐射太强,不适于进行人体透视检查,故C错误;
D.紫外线和X射线都具有明显的化学效应,可以使感光底片感光。故D正确。
故选D。
15.C
【详解】
电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已,其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍,又由波速公式
知,电磁波谱的频带也是很宽的,故选项C正确,ABD错误。
故选C。
16.A
【详解】
电磁波谱按照波长从小到大的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X-射线和γ-射线。
故选A。
17.C
【详解】
A.电磁波中无线电波的波长最长,则最容易发生衍射现象的是无线电波,选项A错误;
B.紫外线的频率比可见光高,适当照射可以促进钙的吸收,改善身体健,故B错误;
C.德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,选项C正确;
D.电磁波也会产生多普勒效应,选项D错误。
故选C。
18.D
【详解】
A.麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.电磁波在真空中的传播速度大于在介质中的传播速度,B错误;
C.电磁振荡可以产生电磁波,若波源的电磁振荡停止,其发射到空间的电磁波继续传播而不会消失, C错误;
D.常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,D正确。
故选D。
19.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。
20.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。
21.C
【详解】
A.紫外线是一种波长比紫光波长更短的电磁波,能够灭菌,故A错误;
B.变化的电场产生的磁场不一定是变化的,当均匀变化时,则产生恒定的。当非均匀变化时,则产生非均匀变化的。故B错误;
C.电磁波是横波,可以在真空中传播,故C正确;
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C。
22.C
【详解】
AB. 根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场才产生变化的磁场,故AB均错误;
C.做非匀变速运动的电荷可以在周围空间产生变化的电磁场,形成电磁波,C正确;
D.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,D错误;
故选C。
23.B
【详解】
A.因为5G信号使用的电磁波频率比4G高,根据
可知5G信号的光子能量更小,故A错误;
B.由
可知频率越高的电磁波,信号的波长更短,故B正确;
C.任何电磁波在真空中的传播速度都相同,在介质中要看折射率,故C错误;
D.因5G信号的电磁波频率更高,波长更短,波动性比4G的差,故D错误。
故选B。
24.B
【详解】
根据麦克斯韦电磁理论,当环形导线中电流逐渐减小时,环内将产生俯视为顺时针的感应电场,则细杆将在此电场作用下顺时针转动。
故选B。
25.B
【详解】
A.恒定的磁场不能够在其周围空间产生电场,所以A错误;
BCD.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场能够在空间产生恒定的电场,按正弦规律变化的磁场能够在其周围空间产生同样按正弦规律变化的电场,所以B正确;CD错误;
故选B。
26.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。
27.A
【详解】
A.B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应,通过测量自身和目标之间有相对运动产生的频率即为多普勒效应;故A正确;
B.惠更斯原理只能解释波的传播方向,无法说明衍射现象与狭缝或障物大小的关系,故B错误;
C.根据电磁波谱可知,电磁波按照波长的由大到小分为无线电波、光波、X射线、γ射线;故C错误;
D.根据干涉条件可知,不管是横波还是纵波,只要叠加的两列波的频率相等,振动情况相同,相位差恒定就能产生稳定的干涉。故D错误。
故选A。
28.D
【详解】
A.只有非均匀变化的磁场才能在周围产生变化的电场,故A错误;
B.5G信号和4G信号都是横波,由于波的频率不同,二者叠加不能产生稳定的干涉现象,故B错误;
C.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化可以用多普勒效应原理解释,故C错误;
D.观看3D立体电影时,观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的,故D正确。
故选D。
29.B
【详解】
A.奥斯特发现了电流的磁效应,A错误;
B.法拉第创造性地用“电场线”“磁感线”来形象的描述电场和磁场,B正确;
C.根据麦克斯韦电磁场理论,磁场变化时会在空间激发一种电场,电场可能变化,也可能不变,C错误;
D.多普勒发现波源与观察者相互靠近或远离时,接收到的波的频率会发生变化,而若运动方向与波的传播方向垂直时,接收到的频率不变,比如观察者绕着波源做匀速圆周运动,接受到的频率不变,D错误。
故选B。
30.B
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场,在其周围会产生稳定的涡旋电场,对带电小球做功,由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下,带正电小球沿逆时针方向运动,B正确;ACD错误;
故选B。
31.BC
【详解】
A.均匀变化的磁场会产生稳定的电场,均匀变化的电场会产生稳定的磁场,选项A错误;
B.各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样,为m/s,选项B正确;
C.X射线的穿透能力较强,医院透视用的是X射线,选项C正确;
D.红外线是波长比可见光波长还长的电磁波,紫外线常用于医院和食品消毒,选项D错误。
故选BC。
32.CD
【详解】
电磁场理论的内容:变化的电场(磁场)产生磁场(电场),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,所以只有CD选项正确。
故选CD。
33.ABD
【详解】
雷达发射的是不连续的电磁波,采用微波进行发射.根据多普勒效应,当目标离雷达天线而去时反射信号频率低于发射信号频率,当目标向雷达天线靠近时反射信号频率高于发射信号频率,ABD正确,C错误。
故选ABD。
34.CD
【详解】
根据麦克斯韦电磁理论可知,周期性变化的电场能产生周期性变化的磁场,从而产生电磁波,根据图像可知,CD所示的变化电场能产生电磁波。
故选CD。
35.ABC
【详解】
电磁波在介质中的传播速度与介质有关,也与频率有关,在同一种介质中,频率越大,波速越小,声波的传播速度是由介质决定的,电磁波和声波都能产生干涉和衍射现象,所以ABC正确,DE错误。
故选ABC。
36.BD
【详解】
AD.Wi-Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作,它们共存时会相互干扰,造成两者的信噪比下降,信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的同时也接收了其他杂质信号,并非产生了干涉,选项A错误,D正确;
B.2.4GHz信号比5GHz信号的波长更大,则衍射能力更强,选项B正确;
C.5GHz信号在空中的传播速度等于2.4GHz信号的传播速度,均为3×108m/s,选项C错误。
故选BD。
37.ABD
【详解】
AB.教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的交变电流,在其周围产生磁场和电场,故选项A、B正确;
C.稳定的电场不会产生磁场,故选项C错误;
D.电磁波是横波,电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直,故选项D正确。
故选ABD。
38.AB
【详解】
A.电磁波在真空中的传播速度都相同,与电磁波的频率无关,选项A正确;
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,选项B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,选项C错误;
D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波能通过电缆、光缆传输,选项D错误。
故选AB。
39.BC
【详解】
AB.由于送电线圈中通入周期性变化的电流时,根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化,A错误B正确;
C.无线充电利用的是电磁感应原理,所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递,C正确;
D.周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场,输出不是恒定电流,D错误。
故选BC。
40.电场 磁场
【详解】
(1)[1]变化的磁场能够在周围空间产生电场。
(2)[2]变化的电场能够在周围空间产生磁场。
41.短 长 热 强 加热理疗 红外遥感 高速摄影 400 760 5 370 化学 较高 荧光 荧光 高 强 人体透视 很高 更强 癌症 金属
【详解】
(2)①[1][2][3]红外线是一种光波,波长比无线电波短,比可见光长,其主要特点是热效应。
②[4]所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
③[5][6][7]红外线主要用于加热理疗、红外遥感和红外高速摄影等。
(3)[8][9]可见光:可见光的波长在400 nm到760nm之间,可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。
(4)①[10][11][12]紫外线:波长范围在5到370nm之间,其主要特点是化学效应。
②[13][14][15]具有较高的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的荧光效应,用来激发荧光物质发光。
(5)①[16][17][18]X射线频率比紫外线高,穿透力较强,用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于人体透视。
②[19][20][21][22]γ射线频率比X射线还要高,具有很高的能量,穿透力更强,,医学上用来治疗癌症,工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷。
42.牛顿 蓝 无线电波 波的频率越高,波长越短 各种波的频率与波长成反比(或各种波的频率与波长乘积相等,且等于光速)
【详解】
(1)[1][2]最早发现白光(即可见光)可以发生色散现象的物理学家是牛顿;色光的三原色是红、绿、蓝,三原色光中波长最短的是蓝光。
(2)[3]广播和电视利用电磁波谱中的无线电波来传递声音和图像;声呐浮标的探测装置接收黑匣子发出的脉冲信号,这种信号属于超声波;飞机黑匣子发出的电磁波信号,在海水中迅速衰减,无法传播,所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作,以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)[4][5]根据电磁波谱中的各种波的波长与频率的关系,可以得出:波的频率越高,波长越短;由fλ=c可得:各种波的频率与波长成反比(或各种波的频率与波长乘积相等,且等于光速)。
43.是 赫兹
【详解】
[1]由电磁波谱可知,电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线,故可见光是电磁波的一部分;
[2]电磁波在真空中的传播速度都等于光速,;
[3]麦克斯韦是建立了电磁场理论和预言了电磁波的存在,赫兹是在人类历史上首先捕捉到电磁波的科学家。
44.C B C A D
【详解】
(1)[1].太阳能电池是把光能转化为电能的装置,故选C;
(2)[2].据v=,第一宇宙速度v1=7.9km/s,设卫星电站速度为v2,则
v2=v1=7.9=7.2(km/s)
故选B。
(3)[3].运用电磁波谱知识可知,微波是电磁波的一部分,故选C。
(4)[4].微波波长较短,易于反射,故选A。
(5)[5].微波的频率很高,这样的电磁波在生物体内可引起涡流,由于卫星电站功率很大,相应地涡流产生的能量很大,足以将鸟热死,故选D。
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