2024-2025学年高二物理人教版必修三课时作业： 电磁波的发现及应用
一、单选题
1．关于电磁场和电磁波，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.各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播
C.电磁波和机械波都要依赖于介质才能传播
D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在并通过实验进行了证实
2．根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的情况( )
A.伦琴射线、紫外线、可见光 B.伦琴射线、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
3．某同学利用自制线圈和一个可调电容，制作一个最简单的LC调谐电路，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，下列做法可行的是( )
A.线圈中插入铁芯 B.减小线圈的匝数
C.增大电容器正对面积 D.减小电容器极板间距离
4．第一个预言电磁波存在的科学家是( )
A.安培 B.麦克斯韦 C.法拉第 D.赫兹
5．下列说法正确的是( )
A.红外线的光子能量比紫外线的大
B.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
C.频率越高的振荡电路发射电磁波的本领越强
D.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
6．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，对于5G使用的频率更高的电磁波，下列说法正确的是( )
A.不能发生干涉现象
B.光子能量更大
C.波长更大，更容易发生衍射现象
D.传播速度更大，相同时间传递的信息量更大
7．电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是( )
A.伽玛手术刀治疗癌症是利用γ强穿透力，能量高的特性
B.胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性
C.红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性
D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
8．为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊行为，确保2024年普通高考公平顺利进行，各市无线电管理处周密部署，多措并举，全力以赴确保高考期间无线电安全。关于电磁波的特性，下列说法正确的是( )
A.X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视
B.红外线波长短，分辨率高，侦察上可用红外线拍摄指纹照片
C.雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用
D.空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
二、多选题
9．下列有关激光的说法正确的是( )
A.激光的平行度不够好
B.激光可用来传递信息
C.激光不可以发生偏振
D.物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光
10．以下说法正确的是( )
A.把声音或图像信号从调频波的高频电流中还原出来的过程叫做检波。
B.γ刀可以用来治疗癌症，是利用γ射线具有很高的能量。
C.在连接蓝牙鼠标或蓝牙音箱后，移动电话的.上网速度会受到影响。
D.动量守恒定律、牛顿定律都只适用于研究宏观、低速物体的运动
11．电磁波从光疏介质射向光密介质，在两介质的分界面上发生反射时，其相位会发生180°的变化。一艘船在25m高的桅杆顶部有一根天线，向位于海边150m高的悬崖顶处的接收站发射无线电波，当船行驶至离悬崖2000m时，因为海平面反射无线电波而失去无线电联系。已知，。则该船所用无线电波波长可能为( )
A.1.85m B.2.47m C.3.70m D.4.94m
三、填空题
12．智能家居已广泛应用于生活中，手机通过_____________（选填“电磁波”或“超声波”）远程控制扫地机器人，充电时机器人内置的电池属于_____________（选填“用电器”或“电源”）。
13．电磁波也具有能量，可被人们用来传输信号、杀菌、加热、探测、定位等，除了可见光、红外线、γ射线，请再列举两个电磁波其他频段的名称：_____________，_____________。
14．电磁波与信息化社会
（1）电磁波的传输：电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率_____________，相同时间内传递的信息量越大。光的频率比无线电波的频率高得多，因此_____________可以传递大量信息。
（2）电磁波的应用实例
①电视：摄像管摄取景物的图像并将其转换为_____________用信号电流调制高频电流，通过_____________把带有信号的电磁波发射出去。电视接收机收到高频信号以后，经_____________、_____________，将得到的_____________信号送到显像管。伴音信号经解调后送到扬声器。
②雷达：利用_____________来测定物体位置的无线电设备。
工作原理：利用电磁波遇到障碍物发生_____________的特性工作。
③移动电话：每一部移动电话既是一个无线电台，将用户的声音转变为高频电信号发射到空中；又相当于一台_____________，接收信息。
④因特网。
四、计算题
15．请用玻尔理论解释：为什么原子的发射光谱都是一些分立的亮线？
16．包含各种波长的复合光，被原子吸收了某些波长的光子后，连续光谱中这些波长的位置上便出现了暗线，这样的光谱叫作吸收光谱。请用玻尔理论解释：为什么各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应？
参考答案
1．答案：B
解析：A.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场一定在周围空间产生磁场，但不一定产生变化的磁场，非均匀变化的电场才在周围空间产生变化的磁场，故A错误；
B.根据麦克斯韦电磁场理论，各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播，故B正确；
C.电磁波不依赖于介质就能传播，但机械波只能在介质中传播，故C错误；
D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验进行了证实，故D错误。
故选B。
2．答案：A
解析：根据电磁波谱可知电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的是伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。故BCD错误，A正确。
故选A。
3．答案：B
解析：根据为了收到这个电台，需要增大振荡频率。A.线圈中插入铁芯，线圈自感系数L变大，振荡频率f减小，故A错误；B.减小线圈的匝数，线圈自感系数L变小，振荡频率f增大，故B正确；CD.根据增大电容器正对面积或减小电容器极板间距离，电容C均增大，则振荡频率f减小，故CD错误。故选B。
4．答案：B
解析：英国物理学家麦克斯韦，在19世纪中叶对电磁学进行了深入研究，并在总结电学与磁学知识的基础上提出了电磁场理论，成功地将电与磁联系在一起，并预言了电磁波的存在。故选B。
5．答案：C
解析：A.红外线的光子频率比紫外线的小，则能量比紫外线的小，故A错误；B.电磁波在真空中的传播速度都相等，所以真空中红外线的传播速度和紫外线相等，故B错误；C.发射电磁波的本领就是单位时间内辐射出去的能量，频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大，故C正确；D.均匀变化的电场会产生恒定的磁场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故D错误；故选C。
6．答案：B
解析：A.电磁波是横波，具有波的特性，能发生干涉现象，故A错误；
B.根据
可知5G使用的电磁波的光子能量更大，故B正确；
C.根据
可知5G使用的电磁波的波长更小，更不易发生衍射现象，故C错误；
D.与4G相比，对于5G使用的频率更高的电磁波，在空气中传播速度相同，相同时间传递的信息量更大，故D错误。
故选B。
7．答案：C
解析：A.γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故A正确；
B.X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；
C.红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故C错误；
D.医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，是利用了紫外线的消毒特性，故D正确。
由于本题选择错误的，故选C。
8．答案：D
解析：A.X射线没有显著的化学作用，不能用来杀菌消毒，但X射线有较强的穿透能力，用来进行人体透视，故A错误；B.侦察上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高，故B错误；C.电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能度低的黑夜一样使用，故C错误；D.红外线的热作用很强，有较好的穿透云雾烟尘的能力，可以制成热谱仪、红外线夜视仪等等，所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，故D正确。故选D。
9．答案：BD
解析：A.激光的平行度好，选项A错误;B.激光可用来传递信息，选项B正确;C.激光也可以发生偏振，选项C错误;D.物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，选项D正确。故选BD。
10．答案：BC
解析：A.把声音或图像信号从调频波的高频电流中还原出来的过程叫做解调，故A错误；B. γ刀可以用来治疗癌症，是利用，射线具有很高的能量，具有很强的穿透本领，故B正确；C.在连接蓝牙鼠标或蓝牙音箱后，移动电话的，上网速度会受到影响，因为Wi-Fi所用电磁波的频率为2.4GHz，而蓝牙的频率为2.45GHz，两信号的频率接近，有干扰，故C正确；D.动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的各个领域，不仅适用于低速物体，也适用于高速物体，故D错误。故选BC。
11．答案：AC
解析：如图，从桅杆顶部发射的无线电波，直接到达悬崖顶处的接收站波程；从桅杆顶部发射的无线电波，经海平面发射后到达悬崖顶处的接收站波程；波程差m；两列波在接收站处发生干涉后的减弱，则表现为失去无线电联系，又由于在海平面发射时相位发生180°的变化.则到达接收站的波程差应满足，选项AC满足条件，选项AC正确。
12．答案：电磁波；用电器
解析：手机通过电磁波远程控制扫地机器人，充电时机器人内置的电池属于用电器。
13．答案：答案见解析
解析：电磁波谱根据波长情况分为无线电波、微波、红外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、紫外线、X射线、γ射线；故除了可见光、红外线、γ射线，再列举两个电磁波其他频段的名称为无线电波、紫外线。
14．答案：越高光缆电信号天线调谐解调图像无线电波反射收音机
解析：略
15．答案：见解析
解析：根据玻尔理论，原子从高能级向低能级跃迁时，能量以光子的形式释放出去。释放的光子能量为跃迁时两能级间能量差，由于原子能级分立而不连续，所以光子能量分立，发射光谱都是一些分立的亮线。
16．答案：见解析
解析：各种波长的复色光通过物质时，原子吸收了跟它的原子谱线波长相同的那些光子，使连续的复色光谱背景上出现了暗线。由于原子只能吸收能量大小满足两个能级之差的光子，从低能级跃迁到高能级，在复色光谱中形成一条暗线，这条暗线刚好与跃迁到发出的光子的明线相对应。因此，各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子发射光谱中的一条亮线对应。
