第十三章电磁感应与电磁波初步
13.4 电磁波的发现及应用
一、单选题：
1.建立完整的电磁场理论，并首先预言电磁波存在的科学家是( )
A．法拉第
B．奥斯特
C．赫兹
D．麦克斯韦
【答案】D
【解析】麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹证实了麦克斯韦预言的正确性
2.根据麦克斯韦电磁理论可知( )
A．电场在其周围空间一定产生磁场
B．磁场在其周围空间一定产生电场
C．变化的电场在其周围空间一定产生磁场
D．变化的磁场在其周围空间一定产生变化的电场
【答案】C
【解析】稳定的电场不产生磁场，稳定的磁场也不产生电场．故A、B错误．变化的电场一定产生磁场．故C正确．变化的磁场不一定产生变化的电场，若磁场均匀变化，产生稳定的电场．故D错误
3.关于磁场，下列说法正确的是( )
A．电荷周围一定存在磁场
B．电流周围一定存在磁场
C．电荷在磁场中一定要受到磁场力
D．电流在磁场中一定要受到磁场力
【答案】B
【解析】运动的电荷周围一定存在磁场，静止的电荷周围不会产生磁场，故A错误；电荷的定向移动形成电流，则电流周围一定存在磁场；故B正确；若是静止电荷在磁场中
或电荷的运动方向与磁场平行，不受到磁场力，故C错误；电流方向与磁场方向平行时，不受磁场力，故D错误
4.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．在变化的电场周围空间内一定存在和它相联系的磁场
B．在恒定电流周围的空间内一定存在和它相联系的磁场
C．在变化的磁场周围空间内一定存在和它相联系的变化电场
D．电磁场中感应电场与感应磁场相互垂直分布
【答案】D
【解析】变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波，电磁场是一种客观存在的物质，故A错误，D正确；静止的电荷周围不能激发磁场，故B错误；稳定的磁场不能产生电场，C错误
5.太阳表面温度约为6 000 K，主要发出可见光；人体温度约为310 K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3 K，所发出的辐射称为“3 K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3 K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段( )
A．无线电波
B．紫外线
C． X射线
D．γ射线
【答案】A
【解析】电磁波谱按波长由长到短的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由题意知：物体温度越高，其发出的电磁波的波长越短，宇宙间的温度约为3 K，则其发出的电磁波的波长应在无线电波波段，故选项A正确
6.在电磁波谱中．频率最高的是( )
A．无线电波
B．紫外线
C．红外线
D．γ射线
【答案】D
【解析】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可
见光，紫外线，X射线，γ射线．波长与频率的关系：λ＝，所以波长越短，频率越大，故D正确，A、B、C错误
7.太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴．当时，不少地方出现了绚丽多彩的极光．太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层．臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中( )
A．波长较短的可见光
B．波长较长的可见光
C．波长较短的紫外线
D．波长较长的红外
【答案】C
【解析】臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地保护地球上的动植物，故正确选项是C
8.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”能用来控制电视机、空调器等家用电器．对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是( ) A．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线
B．遥控器发出的“光”是红外线
C．当遥控器发出的“光”通过玻璃棱镜发生折射时，它的偏折角比验钞机发出的“光”大
D．遥控器发出的“光“在玻璃中的传播速度小于验钞机发出的“光”在玻璃中的传播速度
【答案】B
【解析】验钞机发出的是紫外线，电视遥控器发出的是红外线，故A错误，B正确；遥控器发出的“光”通过玻璃棱镜发生折射时，因红外线的折射率比紫外线的折射率小，
则它的偏折角比验钞机发出的“光”小，故C错误；根据v＝，可知，当折射率越大时，传播速度越小，所以遥控器发出的“光“在玻璃中的传播速度大于验钞机发出的“光”
在玻璃中的传播速度，故D错误
9.关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．所有电磁波的频率相同 B．电磁波只能在真空中传播
C．电磁波在任何介质中的传播速度都相同 D．电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s
【答案】D
【解析】：电磁波包括：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波，其波长不同，即频率不同，故A错误；电磁波可以在真空中传播，速度为光速，在介质中的传播速度由介质决定，即在不同介质中传播速度不一样，故B、C错误，D正确．
二、多选题
10.下列说法正确的是( )
A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场
B．均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场
C．任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场
D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场
【答案】BD
【解析】静止的电荷周围有恒定的电场，不产生磁场，运动的电荷周围的电场是变化的，所以产生磁场，A错误；由麦克斯韦电磁场理论可知B、D正确，C错误
11.(多选)在电磁波中，波长按从长到短排列的是( )
A．无线电波、可见光、红外线
B．无线电波、可见光、γ射线
C．红光、黄光、绿光
D．紫外线、X射线、γ射线
【答案】BCD
【解析】电磁波谱按波长从长到短的排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)→紫外线→X射线→γ射线，由此可知B、C、D选项正确12.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35 000 Hz，下列说法正确的是( )
A．蝙蝠发出的超声波属于电磁波
B．结合题图可知超声波频率比微波频率要高
C．超声波反射前后波速大小相等
D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率
【答案】CD
【解析】蝙蝠发出的超声波属于机械波，故A错误；微波属于无线电波，微波的频率为：
f＝＝Hz＝3×106Hz，高于超声波频率35 000 Hz，故B错误；机械波的波速受到介质决定，超声波反射前后波速大小相等，故C正确；由多普勒效应可知，接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率，故D正确．
13.各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是( )
【答案】BD
【解析】：根据麦克斯韦的电磁场理论，可知A图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波；B图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能再产生磁场，因此不能产生持续的电磁波；D图的磁场是周期性变化的，能产生周期性
变化的电场，故能产生持续的电磁波。
14.如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( )
A．a点电势比b点低 B．电容器两极板间场强正在减小
C．电路中电场能正在增大 D．线圈中感应电动势正在增大
【答案】AB
【解析】：结合图中的磁场的方向，根据安培定则，线圈中的电流从b到a，此时电流正在增强，表明电容器正在放电，所以下板带正电，上板带负电．a点电势比b点低，电容器两极板间场强正在减小，电场能在减小，电流放电变慢，线圈中感应电动势变小。
故AB正确，CD错误。