13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用13.5能量量子化（解析版）

13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用13.5能量量子化課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級(jí)練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．(多選)關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．雷達(dá)是利用電磁波來(lái)進(jìn)行定位和導(dǎo)航的C．移動(dòng)電話是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的D．利用電磁波傳遞信息可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸【答案】BC【詳解】A．電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；BC．雷達(dá)、移動(dòng)電話都是利用電磁波來(lái)工作的，B、C正確；D．利用電磁波傳遞信息可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，電磁波也能通過(guò)電纜、光纜傳播，如光纖通信，故D錯(cuò)誤。故選BC。2．關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是（）A．變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖谥妶?chǎng)，與是否有閉合電路有關(guān)B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C．變化的電場(chǎng)和穩(wěn)定的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D．電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)【答案】B【詳解】A．變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流，若無(wú)閉合回路，電場(chǎng)仍然存在，與電路是否閉合無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)一定也是周期性變化的，且頻率相同，故B正確；C．若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；D．只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。故選B。3．（多選）關(guān)于波的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是（）A．波是振動(dòng)的傳播，所以波的傳播都需要介質(zhì)B．只要兩列波的頻率相同，就能形成穩(wěn)定干涉C．哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到遙遠(yuǎn)恒星發(fā)光的紅移現(xiàn)象（頻率變小），證明了宇宙在膨脹D．兩列機(jī)械波疊加時(shí)，振動(dòng)減弱點(diǎn)可能一直處于平衡位置E．光的衍射現(xiàn)象證明了光是一種波，而偏振現(xiàn)象則說(shuō)明它是橫波【答案】CDE【詳解】A．機(jī)械波是介質(zhì)之間相互作用，將振動(dòng)的形式傳播下去，所以機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，而電磁波是電磁場(chǎng)相互激發(fā)產(chǎn)生進(jìn)行傳播的，不需要介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．形成穩(wěn)定干涉的條件是，兩列波的頻率相同且相位差保持恒定不變，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)多普勒效應(yīng)，哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到遙遠(yuǎn)恒星發(fā)光的紅移現(xiàn)象（頻率變小），說(shuō)明遙遠(yuǎn)恒星正在遠(yuǎn)離我們，證明了宇宙在膨脹，故C正確；D．如果兩列機(jī)械波的振幅相同，疊加時(shí)，振動(dòng)減弱點(diǎn)一直處于平衡位置，故D正確；E．光的衍射現(xiàn)象證明了光是一種波，而偏振現(xiàn)象則說(shuō)明它是橫波，故E正確。故選CDE。4．關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式c=λf，下列理解正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度隨波長(zhǎng)增大而增大B．電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大C．當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)不變D．當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大【答案】D【詳解】AB．電磁波在真空中的傳播速度都相同，不隨波長(zhǎng)和頻率的變化而變化，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。5．電磁波在空氣中的傳播速度為v。北京交通廣播電臺(tái)發(fā)射電磁波的頻率為f，該電磁波在空氣中傳播的波長(zhǎng)λ為（）A．vfB．C．D．【答案】D【詳解】該電磁波在空氣中傳播的波長(zhǎng)為故選D。6．使用藍(lán)牙耳機(jī)可以接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，藍(lán)牙通信的電磁波波段為。已知可見(jiàn)光的波段為，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光B．波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短C．比可見(jiàn)光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光小【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意可知，藍(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見(jiàn)光頻率，所以藍(lán)牙通信的電磁波不可能是藍(lán)光，故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)樗{(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見(jiàn)光頻率，根據(jù)可知，波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，所以更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確；D．所有電磁波在真空中傳播速度都為光速，是一樣的，故D錯(cuò)誤。故選C。7．1864年，英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場(chǎng)理論。下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量C．遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院CT中的X射線波長(zhǎng)相同D．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)【答案】A【詳解】A．電磁波是一種物質(zhì)，故A正確；B．電磁波既可以傳遞信息，也可以傳播能量，故B錯(cuò)誤；C．紅外線的波長(zhǎng)大于X射線的波長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；D．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。故選A。8．第五代移動(dòng)通信技術(shù)，簡(jiǎn)稱，將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代：車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、自動(dòng)駕駛技術(shù)等將逐一實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用頻段的無(wú)線電波傳送信號(hào)，相比于現(xiàn)有的（頻段）而言，所應(yīng)用的無(wú)線電波（）A．在真空中的波長(zhǎng)更長(zhǎng)B．在真空中的波長(zhǎng)更短C．在真空中的傳播速度更小D．在真空中的傳播速度更大【答案】B【詳解】AB．5G應(yīng)用3300MHz~5000MHz頻段的無(wú)線電波傳送信號(hào)，4G應(yīng)用1880MH~2635MHz頻段的無(wú)線電波傳送信號(hào)，則5G信號(hào)的頻率比4G信號(hào)高，由可知5G電波比4G電波在真空中的波長(zhǎng)更短，A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，可知任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，CD錯(cuò)誤。故選B。9．電磁波在真空中傳播的速度是3.00×108m/s，有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率f=90.0MHz，這個(gè)臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)λ為（）A．2.70mB．333mC．270mD．3.33m【答案】D【詳解】電磁波的傳播速度是光速，頻率波長(zhǎng)速度的關(guān)系是c=λf所以故選D。10．關(guān)于電磁波傳播速度表達(dá)式c＝λf，下列說(shuō)法正確的是()A．波長(zhǎng)越長(zhǎng)，傳播速度越快B．頻率越高，傳播速度越快C．發(fā)射能量越大，傳播速度越快D．電磁波的傳播速度與傳播介質(zhì)有關(guān)【答案】D【詳解】電磁場(chǎng)是傳遞能量的一種形式，電磁波的傳播速度與傳播介質(zhì)有關(guān)，與波長(zhǎng)、頻率、能量均無(wú)關(guān)。故選D。11．（2013?豐臺(tái)區(qū)模擬）電磁波在真空中傳播的速度v是3.00×108m/s，有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率f為90.0MHZ，這個(gè)臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)λ為（

）A．2.70mB．270mC．3.00mD．3.33m【答案】D【解析】試題分析：利用電磁波波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式即可解此題．解：電磁波的傳播速度是光速，頻率波長(zhǎng)速度的關(guān)系是C=λf，所以λ===3.33m，故D正確．點(diǎn)評(píng)：本題較簡(jiǎn)單，考查了波速波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系．12．一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，該氫原子（）A．吸收光子，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差B．吸收光子，能量減少C．放出光子，能量增加D．放出光子，放出光子的能量等于兩能級(jí)之差【答案】A【詳解】氫原子能級(jí)越高對(duì)應(yīng)的能量越大，當(dāng)氫原子從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷時(shí)，吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。13．以下關(guān)于光子的說(shuō)法正確的是（）A．光子的能量跟它的頻率無(wú)關(guān)B．紫光光子的能量比紅光光子的能量小C．光子是具有質(zhì)量、能量和體積的實(shí)物微粒D．在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子【答案】D【詳解】A．根據(jù)可知光子的能量與光子的頻率成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，紫光的頻率最大，紅光的頻率最小，根據(jù)可知紫光光子的能量比紅光光子的能量大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．光子具有能量，但沒(méi)有靜止質(zhì)量，也沒(méi)有具體的體積，它不是實(shí)物粒子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．光是在空間傳播的電磁波，是不連續(xù)的，是一份一份的能量，每一份叫做一個(gè)光子，選項(xiàng)D正確。故選D。14．如圖所示，用一束太陽(yáng)光去照射橫截面為三角形的玻璃磚，在光屏上能觀察到一條彩色光帶。下列說(shuō)法正確的是（）A．玻璃對(duì)b光的折射率大B．c光子比b光子的能量大C．此現(xiàn)象是因?yàn)楣庠诓ＡТu中發(fā)生全反射形成的D．減小a光的入射角度，各種色光會(huì)在光屏上依次消失，最先消失的是b光【答案】B【詳解】AB．由光路可知，c光的偏折程度較大，可知玻璃對(duì)c光的折射率大，則c光的頻率較大，根據(jù)可知，c光子比b光子的能量大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．此現(xiàn)象是因?yàn)楣庠诓ＡТu中發(fā)生折射形成的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．因可知，c光的臨界角較小，若減小a光的入射角度，各種色光在右側(cè)面的入射角變大，c光的入射角最先達(dá)到臨界角發(fā)生全反射，則最先消失的是c光，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練15．科學(xué)家設(shè)想在未來(lái)的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)帆來(lái)加速星際飛船．設(shè)某飛船所在地每秒每單位面積接收的光子數(shù)為n，光子平均波長(zhǎng)為，太陽(yáng)帆板面積為S，反射率為100%，光子動(dòng)量．設(shè)太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆板上，飛船總質(zhì)量為m，則飛船加速度的表達(dá)式為（）A．B．C．D．【答案】D【詳解】時(shí)間內(nèi)太陽(yáng)帆板接收的光子數(shù)為這些光子的總動(dòng)量大小反射后光子的總動(dòng)量大小則飛船所受力聯(lián)立得由牛頓第二定律得故D正確。故選D。16．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的四種情況如圖所示，其中能產(chǎn)生電場(chǎng)的磁場(chǎng)和能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的磁場(chǎng)分別為（）A．②③④、③④B．①③④、③④C．②③④、②④D．①③④、②④【答案】C【詳解】根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)．故②③④都可以產(chǎn)生電場(chǎng)；周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電磁波，故只有②④可以產(chǎn)生電磁波。故選C。17．（多選）甲、乙兩種磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．磁場(chǎng)甲能夠產(chǎn)生電場(chǎng)B．磁場(chǎng)甲能夠產(chǎn)生電磁波C．磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng)D．磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng)【答案】AD【詳解】AB．根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，均勻變化的磁場(chǎng)甲能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)，磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，產(chǎn)生的電場(chǎng)最弱，磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時(shí)，產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng)，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。18．（多選）黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知（）A．隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)C．隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較高的方向移動(dòng)【答案】AB【詳解】AC．由圖可知，隨溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，故A正確，C錯(cuò)誤；B．溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值會(huì)向著波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故B正確；D．溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值會(huì)向著波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)，由于波長(zhǎng)與頻率成反比，所以，溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值會(huì)向著頻率較低的方向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選AB。19．如圖所示的四種磁場(chǎng)變化情況，能產(chǎn)生如圖中電場(chǎng)的是()A．B．C．D．【答案】B【詳解】由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知：均勻變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故選項(xiàng)B正確．20．具有