2019-2020学年高中物理 第四章 电磁波及其应用 1 第一节 电磁波的发现 第二节 电磁波谱随

[随堂检测]1．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是()A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选C.法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，赫兹用电火花实验证明了电磁波的存在，爱因斯坦建立了相对论，故选项C正确．2．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论，判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是()解析：选BC.A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A图中的下图是错误的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图中的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C图是正确的；D图中的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故D图错误．3．关于电磁波，下列说法中不正确的是()A．频率越高，传播速度越大B．无线电波的传播不需要介质C．无线电波在真空中的传播速度是3.0×108m/sD．振荡的电场与振荡的磁场相互激发，由近及远传播，形成电磁波解析：选A.在真空中，电磁波的传播速度与频率无关，A错．无线电波可以在真空中传播，传播速度为3.0×108m/s，电场与磁场相互激发，形成电磁波．B、C、D正确．4．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C．伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线解析：选AB.γ射线是原子核受到激发产生的，选项C错误；一切物体都在发射红外线，选项D错误．5．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X光机____________；(2)紫外线灯____________；(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用____________．A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线具有很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热作用F．红外线波长较长，易发生衍射解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线．(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用．(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快．答案：(1)D(2)C(3)E[课时作业]一、单项选择题1．第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是()A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选A.麦克斯韦是第一个提出电磁场理论、预言电磁波存在的物理学家，但用实验作出证明的是赫兹，所以A正确．2．下列设备不是利用电磁波来传递信息的是()A．电视B．手机C．无线广播D．有线电话解析：选D.有线电话是利用电磁感应的原理，通过电线传递信息，不需要发射电磁波．3．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是()A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析：选A.在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线波长最短．4．对电磁波传播速度表达式c＝λf的理解正确的是()A．波长越长，传播速度就越快B．频率越高，传播速度就越快C．发射能量越大，传播速度就越快D．电磁波的传播速度与传播介质有关解析：选D.电磁波在介质中传播时的速度由介质和电磁波的频率决定，在真空中电磁波的速度都是光速．选项D正确．5．现代军事行动中，士兵都佩戴有“红外夜视仪”，以便在夜间也能清楚地看清目标，这主要是因为()A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均不停地辐射红外线C．一切高温物体不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，放射物体受到激发而发出红外线解析：选B.一切物体都不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同．采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，而不受白天和夜晚的影响．选项B正确．6．如图所示的四种磁场变化情况中，能产生图中电场的是()解析：选B.变化的磁场产生电场，A选项中的磁场是恒定磁场，不产生电场，A选项错；均匀变化的磁场产生恒定的磁场，选项B正确；选项C、D中的磁场是周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，选项C、D错误．二、多项选择题7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A．变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波B．电磁场是一种物质，不能在真空中传播C．电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变D．电磁波的传播过程就是能量传播的过程解析：选ACD.变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波；电磁波可以在真空中传播，且传播速度大于在介质中的传播速度；电磁波的传播过程同时也是能量的传播过程．8．关于波长为0.6μm的红光，下列说法中正确的是()A．其在真空中的传播速度为3.0×108m/sB．其频率是5×1014HzC．传播10m的距离需要的时间是1.0×10－5sD．在10m的距离中约有1.7×107个波长解析：选ABD.电磁波在真空中的传播速度是光速，所以A正确；λ＝0.6μm＝0.6×10－6m，f＝cλ＝5×1014Hz，B正确；t＝xv＝3.3×10－8s，所以C错误；在10m的距离中有波长的个数n＝xλ＝1.7×107，D正确．9．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，频率越高解析：选ACD.由v＝λ·f和雷达的工作原理可求得选项A、C、D正确，B错误．10．在下列说法中符合实际的是()A．医院里常用X射线对病房和手术室消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D．在人造地球卫星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解析：选BD.紫外线具有杀菌、消毒的作用，X射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为B、D.三、非选择题11．一位观众在某剧场观看演出，他的座位离扬声器有20m远；另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播，他的家离剧场20km远，那么，他们两人谁先听到演员的歌声？(声速约为340m/s)解析：在剧场的观众听到歌声所需的时间：t1＝s1v1＝20340s＝0.059s＝5.9×10－2s在电视机旁听到歌声所需的时间：t2＝s2c＝20×1033.0×108s＝6.7×10－5st2＜t1，即在电视机旁的观众首先听到歌声．答案：电视机旁的观众首先听到12．某高速公路自动测速仪的原理如图甲所示，雷达向汽车驶向的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间为10－6s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现一个尖形波，在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离．根据自动打下的纸带，如图乙所示，请求出车速．解析：第一次测量时汽车距雷达距离s1＝ct12，第二次测量时汽车距雷达距离s2＝ct22，两次发射时间间隔为t，则汽车车速v＝st＝s1－s2t＝c（t1－t2）2t.答案：c（t1－t2）2t