电磁波 一、选择题（共 15 题） 1．以下关于电场、磁场 、电磁场、电磁波的说法正确的是（　　） A．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力 B．根据麦克斯韦的电磁场理论，一定条件下，电场和磁场可以互相激发产生电磁场 C．电磁波是一种物质，但是不能在真空中传播 D．红外线的波长比 X 射线的波长短 2．下列说法中正确的是（　　） A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线 B．紫外线杀菌能力较强 C．可见光比红外线容易发生衍射现象 D． X 射线可以在磁场中偏转 3．我国已初步建成了全球最大规模的 5G 移动网络。5G 网络使用的通信频率在 3.0GHz 以上的超高频段和 极高频段，4G 网络使用的通信频率在 0.3GHz～3.0GHz 间的特高频段，5G 网络比 4G 网络拥有更大的带宽 和更快的传输速率。下列说法正确的是（　　） A．5G 信号比 4G 信号的波长更长 B．5G 信号是纵波，4G 信号是横波 C．5G 信号传播不需要介质，4G 信号传播需要介质 D．相同时间内 5G 信号比 4G 信号传递的信息量更大 4．下列说法中正确的是（　　） A．将一根电阻丝均匀拉长为原来 2 倍，则电阻丝的电阻变为原来的 2 倍 B．一小段通电直导线在某处不受磁场力，说明该处磁感应强度一定为零 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 D．变化的电场周围一定会产生变化的磁场 5．在磁感应强度 B 随时间 t 变化的以下四种磁场中，不能产生电场的是（　　） A． B． C． D． 6．随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的 是电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有发射线圈和电源）将电能传送至电动车底部的 感应装置（主要装置是接收线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收 装置通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传送效率只能达到 90%左右。下列说法正确的是（ ） A．只有将地面供电装置接到直流电源上才能对电动车进行充电 B．车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化 C．车身接收线圈中感应电流磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反 D．若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到 100% 7．如图所示，四幅图涉及物理学史上的四个重大发现，其中有关说法正确的是（　　） A．库仑利用图甲的实验装置测出了万有引力常量 B．法拉第通过图乙的实验，发现了电流周围存在磁场 C．奥斯特利用图丙的实验线圈，发现了“磁生电”现象 D．赫兹通过图丁的实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于“电磁波”的预言 8．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示 LC 振荡电路中， 电容器 C 极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在 1�106 s ~ 2 �106 s 内，下列说法正确的是（ ） A．电容器 C 正在放电 B．电容器 C 正在充电 C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大 9．电磁波发射电路中的 LC 电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的 下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　） A．线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 B．电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大 C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D．若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 10．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．激光具有高度的相干性、非常好的平行度和很高的亮度 B．从太阳、白炽灯等光源直接发出的光都是不同程度的偏振光 C．生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的 D．电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，因而能在真空中传播 11．如图甲为电容器上极板电量 q 随时间 t 在一个周期内的变化图像，如图乙为 LC 振荡电路的某一状态， 线圈 L 中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（　　） t1 A． 时刻线圈中自感电动势为零 B． C． t1 : t2 t 2 : t3 时间内 LC 振荡电路内的电流为逆时针 中某时刻与图乙状态相对应 D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小 12．下列四幅图中的设备。哪两种设备是利用涡流的热效应工作的（　　） A． C． 感应炉 微波炉 复印机 B． 电磁炉 D． 13．下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ） A．图甲中避雷针的工作原理是静电屏蔽 B．图乙中电磁炉加热食物是利用涡流加热 C．图丙中手机无线充电是利用电磁感应原理 D．图丁中 FAST 射电望远镜是在无线电波段观测天体 14．如图表示 LC 振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　） A．电容器正在充电 B．电感线圈中的磁场能正在减小 C．电感线圈中的电流正在增大 D．线圈中自感电动势正在减小 15．2021 年 7 月 4 日，我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约为 400km 的中国空间站，标志着我 国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关 于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波波长越长，其能量子的能量越小 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．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约 0.014s D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论 二、非选择题 16．学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是体温越高，发射的红 外线越________（选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长为 3 �105 m ，则其频率为________ Hz ； 红外线的波长比可见光的波长________（选填“长”或“短”）。 17．在电场中，将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能________ （选填“增加”或“减少”）；如图所示，a 为某导体的 U  I 图像，则该导体的电阻 R=________Ω；我国“北 斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息，最早预言电磁波存在的科学家是________（选填“赫 兹”或“麦克斯韦”）。 18．相对论时空观 （1）19 世纪，英国物理学家______根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度_____ _光速 c； （2）1887 年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度______！ 这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系______（填“相符”或“不符”）； （3）爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是______的；真空中的光速在不同的惯 性参考系中大小都是相同的； （4）时间延缓效应 （a）如果相对于地面以 v 运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为 Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为 Δt，那么两者之间的关系是 Δt   v 1  ( )2 ； c （b）Δt 与 Δτ 的关系总有 Δt>Δτ（填“>”“<”或“=”），即物理过程的快慢（时间进程）与运动状态______； （填“有关”或“无关”） （5）长度收缩效应： （a）如果与杆相对静止的人测得杆长是 l0，沿着杆的方向，以 v 相对杆运动的人测得杆长是 l，那么两者 2 �v � l  l0 1  � � 之间的关系是 �c � ； （b）l 与 l0 的关系总有 l<l0（填“>”“<”或“=”），即运动物体的长度（空间距离）跟物体的运动状态______。 （填“无关”或“有关”） 19．电磁波的特性及应用 （1）无线电波：把波长大于 1 mm（频率低于 300 GHz）的电磁波称作无线电波，主要用于_____、广播及 其他信号传输。 雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生_____，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长_____的 微波。 （2）红外线 ① 红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光_____。 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 红外线的应用主要有_____和红外体温计。 （3）可见光 可见光的波长在 400～760 nm 之间。 （4）紫外线 ① 波长范围在_____之间，不能引起人的视觉。 ② 具有_____的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的_____效应，用来激发荧光物质发光。 （5）X 射线和 γ 射线 ①X 射线波长比紫外线短，有很强的_____本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检 查人体的内部器官。 ②γ 射线波长比 X 射线更短，具有_____的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于 探测金属构件内部是否有缺陷。 20．对应于 7.4×10-19J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？（普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s，真 空中的光速 c=3.00×108 m/s） 21．某广播电台两档节目发射的电磁波频率分别为 300kHz 和 500kHz，则该广播电台两档节目发射的电磁 波波长分别为多少？（电磁波传播速度 c=3.0×108m/s） 22．可见光的频率和波长范围如表所示。 颜色 频率（1T=1012） 波长 红 385～482THz 780～622nm 橙 482～503THz 622～597nm 黄 503～520THz 597～577nm 绿 520～610THz 577～492nm 蓝、靛 610～659THz 492～455nm 紫 659～750THz 455～400nm 物理探究小组利用一套双缝干涉装置研究光的干涉现象，他们首先调节装置，使双缝与光屏的距离为 1.00m，双缝之间的距离为 0.3mm，然后小组同学选用波长为 660nm 的红色激光照射双缝，在光屏上形成 明暗相间的干涉条纹。 （i）求相邻的两条明条纹间的距离 （ii）若小组同学将双缝间的距离调节为 0.2mm，换用另一种颜色的激光照射双缝，测得光屏上第 1 条到 第 6 条亮条纹中心间的距离为 14.0mm，已知激光传播的速度 c=3.00×108m/s，则这种激光的频率为多少？ 是什么颜色？ 23．某居住地 A 位于某山脉的一侧，山脉的另一侧 P 处建有一无线电波发射站，如图所示，该发射站可发 送频率为 400kHz 的中波和频率为