《第3节 初识电磁波及其应用》（同步训练）高中物理必修 第三册-鲁科版-2024-2025学年

《第3节初识电磁波及其应用》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于电磁波的说法正确的是：A.电磁波只能在真空中传播B.电磁波的速度在真空中等于光速C.电磁波在空气中的速度小于在真空中的速度D.电磁波的产生与电磁感应无关2、在无线电通信中，电磁波的应用主要包括以下哪些方面？A.电视信号的传输B.无线网络的信号传输C.手机通信的信号传输D.以上都是3、电磁波在传播过程中，以下哪个说法是正确的？A.电磁波的传播速度与介质有关，真空中的传播速度为3×10^8m/sB.电磁波在任何介质中传播的速度都是光速C.电磁波在真空中传播的速度比在空气中传播的速度快D.电磁波在介质中传播的速度与频率有关4、以下哪种现象是由电磁波引起的？A.水的沸腾B.摩擦起电C.电视信号的接收D.冰的融化5、在电磁波谱中，以下哪种电磁波的波长最长？A.红外线B.微波C.无线电波D.X射线6、电磁波在真空中的传播速度与以下哪个物理量的数值相同？A.光速B.声速C.重力加速度D.电流密度7、电磁波在真空中的传播速度与以下哪个物理量无关？A.磁场的强度B.介质的电导率C.介质的电容率D.电磁波的频率二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于电磁波的产生和传播，以下说法正确的是（）A.电磁波是由变化的电场和变化的磁场相互垂直且相互作用产生的B.电磁波在真空中传播的速度是3×10^8m/sC.电磁波的频率越高，波长越短，能量越大D.电磁波在任何介质中传播的速度都相同2、以下关于电磁波的应用，不正确的是（）A.无线电波可以用于无线通信B.微波可以用于雷达探测C.红外线可以用于热成像D.X射线可以用于医院X光检查，但不能用于食品保鲜3、以下关于电磁波特性的描述中，正确的是（）A.电磁波在真空中的传播速度与频率无关B.电磁波在空气中的传播速度略小于在真空中的传播速度C.电磁波可以传递能量和信息D.电磁波是一种机械波三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：某同学在实验中观察到了以下现象：将一束光线射向一块透明玻璃板，光线从空气进入玻璃板后发生了折射，折射光线进入玻璃板内部，随后在玻璃板内部发生反射，反射光线再次从玻璃板内部射出，最终进入空气。请根据上述现象回答以下问题：（1）请描述光线从空气进入玻璃板后发生折射的原因。（2）根据折射定律，请说明入射光线与法线的夹角与折射光线与法线的夹角之间的关系。（3）请解释为什么光线在玻璃板内部发生反射。（4）请说明光线从玻璃板内部射出进入空气时，折射光线会偏离原来的传播方向。第二题：已知某电磁波在真空中的波长为0.6米，频率为5×10^7赫兹。求该电磁波的波速和周期。第三题：以下哪种现象最能说明电磁波的存在？A.闪电和雷声同时发生，但雷声比闪电晚到达地面B.地球表面的磁场对指南针的指向有影响C.光线在传播过程中遇到水面发生反射D.电流通过导线时，导线周围产生磁场第四题：简述电磁波的产生原理。电磁波在真空中的传播速度是多少？与光速有何关系？请列举三种电磁波的应用，并简要说明其原理。第五题：已知某电磁波在真空中的波长为λ=3×10^8m，频率为f=3×10^12Hz。求该电磁波在真空中的传播速度v，并说明该电磁波属于哪种电磁波。《第3节初识电磁波及其应用》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于电磁波的说法正确的是：A.电磁波只能在真空中传播B.电磁波的速度在真空中等于光速C.电磁波在空气中的速度小于在真空中的速度D.电磁波的产生与电磁感应无关答案：B解析：电磁波是一种不需要介质就能传播的波动，它可以在真空中传播，速度在真空中等于光速，约为3×2、在无线电通信中，电磁波的应用主要包括以下哪些方面？A.电视信号的传输B.无线网络的信号传输C.手机通信的信号传输D.以上都是答案：D解析：在无线电通信中，电磁波的应用非常广泛，包括电视信号的传输、无线网络的信号传输和手机通信的信号传输等。因此，选项D“以上都是”是正确的。3、电磁波在传播过程中，以下哪个说法是正确的？A.电磁波的传播速度与介质有关，真空中的传播速度为3×10^8m/sB.电磁波在任何介质中传播的速度都是光速C.电磁波在真空中传播的速度比在空气中传播的速度快D.电磁波在介质中传播的速度与频率有关答案：A解析：电磁波的传播速度确实与介质有关，而在真空中的传播速度是一个常数，即光速，大约为3×10^8m/s。选项B是错误的，因为电磁波在不同介质中的速度不同。选项C也是错误的，因为在真空中电磁波的传播速度是最快的。选项D部分正确，但不是最准确的描述，因为电磁波在介质中的速度主要与介质的性质有关，而不是频率。4、以下哪种现象是由电磁波引起的？A.水的沸腾B.摩擦起电C.电视信号的接收D.冰的融化答案：C解析：选项A、B和D描述的是物理变化，而不涉及电磁波。水的沸腾是由热量引起的，摩擦起电是由电荷转移引起的，冰的融化是由温度升高引起的。选项C描述的是电视信号的接收，这涉及到无线电波（一种电磁波）的传播和接收。因此，正确答案是C。5、在电磁波谱中，以下哪种电磁波的波长最长？A.红外线B.微波C.无线电波D.X射线答案：C解析：在电磁波谱中，波长从长到短依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。因此，无线电波的波长最长。6、电磁波在真空中的传播速度与以下哪个物理量的数值相同？A.光速B.声速C.重力加速度D.电流密度答案：A解析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，即约为3×10^8米/秒。声速在空气中约为340米/秒，重力加速度约为9.8米/秒²，电流密度与电磁波的传播速度无关。因此，电磁波在真空中的传播速度与光速相同。7、电磁波在真空中的传播速度与以下哪个物理量无关？A.磁场的强度B.介质的电导率C.介质的电容率D.电磁波的频率答案：D解析：电磁波在真空中的传播速度是光速，即约3×10^8m/s，它与介质的物理性质无关，包括介质的电导率、电容率以及电磁波的频率。因此，正确答案是D。电磁波在真空中的传播速度是一个常数，由真空的电磁性质决定。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于电磁波的产生和传播，以下说法正确的是（）A.电磁波是由变化的电场和变化的磁场相互垂直且相互作用产生的B.电磁波在真空中传播的速度是3×10^8m/sC.电磁波的频率越高，波长越短，能量越大D.电磁波在任何介质中传播的速度都相同答案：ABC解析：电磁波是由变化的电场和变化的磁场相互垂直且相互作用产生的，选项A正确。电磁波在真空中的传播速度是3×10^8m/s，选项B正确。根据电磁波的波速公式v=fλ（v为波速，f为频率，λ为波长），频率越高，波长越短，能量越大，选项C正确。电磁波在不同介质中的传播速度是不同的，选项D错误。因此，正确答案是ABC。2、以下关于电磁波的应用，不正确的是（）A.无线电波可以用于无线通信B.微波可以用于雷达探测C.红外线可以用于热成像D.X射线可以用于医院X光检查，但不能用于食品保鲜答案：D解析：无线电波广泛应用于无线通信，选项A正确。微波用于雷达探测，选项B正确。红外线可以用于热成像，选项C正确。X射线可以用于医院X光检查，同时也被用于食品保鲜，通过X射线的辐射处理可以杀死食品中的细菌和虫卵，选项D不正确。因此，不正确的选项是D。3、以下关于电磁波特性的描述中，正确的是（）A.电磁波在真空中的传播速度与频率无关B.电磁波在空气中的传播速度略小于在真空中的传播速度C.电磁波可以传递能量和信息D.电磁波是一种机械波答案：ABC解析：选项A正确，电磁波在真空中的传播速度是常数，约为3×10^8m/s，与频率无关；选项B正确，电磁波在空气中的传播速度略小于在真空中的传播速度，因为空气的密度和折射率对电磁波的传播速度有轻微影响；选项C正确，电磁波可以传递能量和信息，这是电磁波应用的基础；选项D错误，电磁波不是机械波，它不需要介质就能传播，是一种电磁场的变化。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：某同学在实验中观察到了以下现象：将一束光线射向一块透明玻璃板，光线从空气进入玻璃板后发生了折射，折射光线进入玻璃板内部，随后在玻璃板内部发生反射，反射光线再次从玻璃板内部射出，最终进入空气。请根据上述现象回答以下问题：（1）请描述光线从空气进入玻璃板后发生折射的原因。（2）根据折射定律，请说明入射光线与法线的夹角与折射光线与法线的夹角之间的关系。（3）请解释为什么光线在玻璃板内部发生反射。（4）请说明光线从玻璃板内部射出进入空气时，折射光线会偏离原来的传播方向。答案：（1）光线从空气进入玻璃板后发生折射的原因是光在不同介质中传播速度不同。当光从一种介质进入另一种介质时，光的传播速度会发生变化，从而导致光线发生折射。（2）根据折射定律，入射光线与法线的夹角（入射角）与折射光线与法线的夹角（折射角）之间的关系为：sin入射角=n*sin折射角，其中n为玻璃板的折射率。（3）光线在玻璃板内部发生反射的原因是光从玻璃板内部射向玻璃板表面时，由于玻璃板的折射率大于空气的折射率，光线在玻璃板表面发生反射。（4）光线从玻璃板内部射出进入空气时，折射光线会偏离原来的传播方向，这是因为光从折射率较大的介质（玻璃板）射向折射率较小的介质（空气）时，折射角大于入射角。根据折射定律，折射角增大，导致折射光线偏离原来的传播方向。第二题：已知某电磁波在真空中的波长为0.6米，频率为5×10^7赫兹。求该电磁波的波速和周期。答案：波速：3×10^8米/秒周期：0.12秒解析：根据电磁波的速度公式v=λf，其中v为波速，λ为波长，f为频率。代入已知数据，得：v=0.6米×5×10^7赫兹=3×10^8米/秒根据频率和周期的关系公式f=1/T，其中T为周期。代入已知数据，得：T=1/(5×10^7赫兹)=0.12秒所以，该电磁波的波速为3×10^8米/秒，周期为0.12秒。第三题：以下哪种现象最能说明电磁波的存在？A.闪电和雷声同时发生，但雷声比闪电晚到达地面B.地球表面的磁场对指南针的指向有影响C.光线在传播过程中遇到水面发生反射D.电流通过导线时，导线周围产生磁场答案：A解析：选项A最能说明电磁波的存在。电磁波是一种传播电磁能量的波动，它不需要介质就可以在真空中传播。闪电是大气中电荷迅速释放产生的强烈光现象，雷声是闪电产生的声波。由于光速远远大于声速，我们总是先看到闪电后听到雷声。这种现象不能直接证明电磁波的存在，但它是电磁波传播特性的体现。选项B、C、D分别描述的是磁场、光的反射和电流产生的磁场，这些现象虽然与电磁学有关，但不能直接说明电磁波的存在。第四题：简述电磁波的产生原理。电磁波在真空中的传播速度是多少？与光速有何关系？请列举三种电磁波的应用，并简要说明其原理。答案：电磁波的产生原理是变化的电场会产生磁场，变化的磁场又会产生电场，这种电场和磁场的相互作用使电磁波得以产生。电磁波在真空中的传播速度为3×10^8m/s，与光速相同。（1）无线电通信：电磁波可以用来传递信息，如无线电广播、电视信号传输等。（2）微波炉加热：微波是一种电磁波，它可以引起食物中的水分子振动，从而产生热量，达到加热食物的目的。（3）X射线成像：X射线是一种高能量的电磁波，可以穿透物体，使物体内部的结构在胶片或探测器上形成图像，用于医学诊断。解析：这道题目主要考察学生对电磁波产生原理的理解。电磁波的产生是基于麦克斯韦方程组，即变化的电场会产生磁场，变化的磁场又会产生电场。这道题目考察学生对电磁波传播速度的掌握。在真空中，电磁波的传播速度与光速相同，均为3×10^8m/s。这道题目要求列举电磁波的三种应用，并简要说明其原理。这需要学生对电磁波在实际生活中的应用有一定的了解，包括无线电通信、微波炉加热和X射线成像等。第五题：已知某电磁波在真空中的波长为λ=3×10^8m，频率为f=3×10^12Hz。求该电磁波在真空中的传播速度v，并说明该电磁波属于哪种电磁波。答案：v=3×10^8m/s，该电磁波属于无线电波。解析：根据电磁波的传播公