人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用一等奖课件ppt

13.4 电磁波的发现及应用

Ⅰ. 基础达标

1．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）

A．麦克斯韦不但预言了电磁波的存在，而且通过实验证实了电磁波的存在

B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在

C．赫兹不但预言了电磁波的存在，而且通过实验证实了电磁波的存在

D．赫兹首先预言了电磁波的存在，麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在

【答案】B

【详解】麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在。

故选B。

2．（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

【答案】AD

【详解】A．梳子带电后，摇动梳子，电荷发生移动形成变化的电流，变化的电流产生变化的磁场，从而形成电磁波，故A正确；

B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故B错误；

C．电磁波产生后，可以沿任意方向传播，故C错误；

D．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，故D正确。

故选AD。

3．关于电磁场和电磁波的正确说法是（　　）

A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场

B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波

C．电磁波传播速度总是3×108 m/s

D．电磁波是一种物质，不能在真空中传播

【答案】B

【详解】A．变化的电场和变化的磁场是相互联系的不可分割的统一整体，统称为电磁场，选项A错误；

B．电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波，选项B正确；

C．电磁波在真空中的传播速度总是3×108 m/s，在其它介质中的传播速度小于3×108 m/s，选项C错误；

D．电磁波是一种以波的形式存在的物质，可以不需要介质在真空中传播，选项D错误。

故选B。

4．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（　　）

A．  B．  C． D．

【答案】B

【详解】由图可知，产生的电场为稳定的电场，由麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的磁场才能产生稳定的电场。

故选B。

5．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。关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（　　）

A．变化的磁场一定能产生电磁波

B．磁场一定在周围空间产生电场

C．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

D．麦克斯韦推算出电磁波传播的速度等于光速，提出了光的电磁理论：光是电磁波

【答案】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，不会产生电磁波，故A错误；

B．稳定的磁场在其周围不产生电场，故B错误；

C．不均匀变化的电场产生变化的磁场，磁场有可能是均匀变化的；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故C错误；

D．麦克斯韦推算出了电磁波的传播速度等于光速，提出了光的电磁理论：光是电磁波，故D正确。

故选D。

6．以下与电磁波应用无关的是（　　）

A．手机通信 B．微波炉加热食物

C．雷达侦查 D．听诊器诊察病情

【答案】D

【详解】A．手机通信是通过电磁波来实现的，故A错误；

B．微波炉加热食物是通过微波（电磁波）带动食物分子运动来实现加热的，故B错误；

C．雷达侦查是通过发射电磁波后根据接收反射回来电磁波的情况来判断前方情况的，故C错误；

D．医生通过听诊器听到人体内器官所发出的声音情况来判断是否发生病变的，这里没有涉及到电磁波，故D正确。

故选D。

7．电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　）

A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用

B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性

C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的

D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量

【答案】D

【详解】A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，A错误；

B．红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线，用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，B错误；

C．γ射线的穿透能力比X射线的强，C错误；

D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，D正确；

故选D。

8．电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）

A．电磁炉是利用电磁波来工作的

B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的

C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的

D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的

【答案】A

【详解】A．电磁炉是利电磁感应原理和电流的热效应来工作的，故A错误，符合题意；

B．微波时电磁波的一部分，食物分子在微波的作用下剧烈震动，内能增大，温度升高，达到加热的目的，故B正确，不符合题意；

C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确，不符合题意；

D．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确，不符合题意。

故选A。

9．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

【答案】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

可得：6G使用的电磁波波长较短；

由

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

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

可得6G照射过的金属粒子初动能较大，D错误；

故选A。

10．隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（　　）

A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它

B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现

C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流

D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击

【答案】B

【分析】根据题中物理情景可知，本题考查雷达，根据雷达工作原理的规律，运用障碍物反射电磁波的特性等，进行分析推断。

【详解】A．雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，飞机运用隐蔽色涂层后还要反射电磁波，故A错误；

B．使用吸收雷达电磁波的材料，可以减少电磁波的反射，故B正确；

C．使用吸收雷达电磁波涂层后，机翼为导体，根据电磁感应知识可知，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上仍会产生感应电流，故C错误；

D．发动机、喷气尾管等采取隔热、降温等措施后仍会反射电磁波，故D错误。

故选B。

11．在电磁波谱中，下列说法正确的是（　　）

A．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限       B．γ射线的频率一定大于X射线的频率

C．X射线的波长一定大于可见光的波长           D．可见光的波长一定比无线电波的波长短

【答案】D

【详解】AB．X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，AB错误；

CD．可见光的波长一定比X射线的波长长，比无线电波的波长短，C错误，D正确。

故选D。

12．关于电磁波的传播速度表达式c=λf，下列理解正确的是（　　）

A．电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大

B．电磁波在真空中的传播速度随频率增大而增大

C．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长不变

D．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大

【答案】D

【详解】AB．电磁波在真空中的传播速度都相同，不随波长和频率的变化而变化，选项AB错误；

CD．根据

当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大，选项C错误，D正确。

故选D。

13．第五代移动通信技术，简称， 将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将逐一实现。应用频段的无线电波传送信号，相比于现有的（频段）而言，所应用的无线电波（　　）

A．在真空中的波长更长 B．在真空中的波长更短

C．在真空中的传播速度更小 D．在真空中的传播速度更大

【答案】B

【详解】AB．5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，4G应用1880MH~2635MHz频段的无线电波传送信号，则5G信号的频率比4G信号高，由

可知5G电波比4G电波在真空中的波长更短，A错误，B正确；

CD．根据麦克斯韦电磁场理论，可知任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，CD错误。

故选B。

14．使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是：，则蓝牙通信的电磁波（　　）

A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短

C．在真空中的传播速度大小为       D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小

【答案】B

【详解】A．由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误；

B．由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由

可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确；

CD．在真空中电磁波的传播速度大小均为

故CD错误。

故选B。

15．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（　　）

A． B．

C． D．

【答案】C

【详解】A．稳定的电场不能产生磁场，故A正确；

B．均匀变化的磁场产生稳定的电场，故B正确；

CD．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，故C错误，D正确。

本题选错误的，故选C。

16．电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过时，对人体没有任何影响。某ZZZ办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是，则人体与该装置的安全距离至少为（　　）

A． B． C． D．

【答案】B

【详解】设人体与该装置的安全距离至少为x，则

解得

x≈2.0m

故选B。

17．大口径天文望远镜大大提高了人类观测宇宙的范围。目前美国最大口径的射电望远镜位于阿雷西博天文台（阿雷西博射天望远镜），其口径约为300米。而位于我国云南贵州的射电望远镜是目前世界上最大单口径射电望远镜，其口径约为500米。在宇宙大尺度上，天体的空间分布可认为是均匀的，假定两望远镜能分辨的最小功率相同。以下说法正确的是（　　）

A．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为

B．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为

C．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为

D．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为

【答案】B

【详解】AB．直径为D的望远镜能接受到辐射的有效面积（即垂直射电信号的方向的投影面积）

那么，根据来自同一天体的辐射均匀分布可得：功率和有效面积成正比，故有

故A错误，B正确；

CD．天体空间分布均匀，设望远镜能观测到的最远距离为L，望远镜口径为D，望远镜能观测到此类天体的电磁波总功率最小值为P0，则有

天体的空间分布可认为是均匀的，单位体积中天体数为n，能够观测到的此类天体数目

由于两望远镜能分辨的最小功率相同

所以

则

故CD错误。

故选B。

18．具有NFC（近距离无线通信技术）功能的两只手机在间距小于时可以通过电磁波直接传输信息，其载波频率为，电磁波在空气中的传播速度为，求该载波的波长（保留两位有效数字）。

【答案】

【详解】根据题意，由公式可得，该载波的波长为

代入数据解得

Ⅱ. 能力提升

19．下列电磁波中，波长最长的是　　

A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线

【答案】A

【详解】所有的电磁波在真空中传播速度都相等，等于c=3×108m/s，根据波长可判断，频率越低，波长越长，四个选项中无线电波频率最低，所有波长最长，答案A对．

20．下列说法正确的是（ ）

A．电磁波在真空中以光速c传播 B．在空气中传播的声波是横波

C．声波只能在空气中传播  D．光需要介质才能传播

【答案】A

【详解】电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误．

【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定．

21．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

【答案】B

【详解】电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故选项A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故选项B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故选项C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长不相同，故选项D错误．