2019-2020学年高中物理 第三章 电磁振荡电磁波 第2节 电磁场和电磁波 第3节 电磁波谱 电

[随堂检测]1．如图所示是某一固定面积的磁通量的变化图线，它在周围空间某一点激发的电场的场强E应是()A．逐渐增强B．逐渐减弱C．不变D．无法确定解析：选C．由题图知，磁通量均匀变化，而面积一定，故磁感应强度B均匀变化，故在其周围产生稳定的电场，故C正确．2．(多选)关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()A．恒定的电场能够产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变D．电磁波在传播过程中也传递了能量解析：选CD．由麦克斯韦电磁理论可知，只有非均匀变化的电场、磁场能产生电磁波，A错；电磁波的传播不需要介质，B错；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C对；电磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D对．3．(多选)下列关于电磁波谱说法正确的是()A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件D．晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果解析：选ACD．波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力较强常用于人体拍片和检查工件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．4．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的()A．可见光B．γ射线C．无线电波D．紫外线解析：选C．一种波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小．电磁波中的无线电波波长范围是104～10－3m，红外线波长范围是10－3～10－7m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件．5．根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生____________．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的________效应，紫外线具有较强的________效应．解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场可知，如果是周期性的电场则产生同周期性变化的磁场．答案：周期性变化的磁场热荧光[课时作业]一、单项选择题1．关于电磁波，下列说法中正确的是()A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大C．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变D．只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失解析：选C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c，故A、B都错误．电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，C正确．变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形成电磁波，发射电路的电磁振荡停止时，虽不再发射电磁波，但已发射出的电磁波还要继续传播，故D错误．2．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说法不正确的是()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，反射性能越强解析：选B．由λ＝c/f可知A正确．根据电磁波的定义及电磁场理论可知B不正确．根据电磁波的特点可知C、D正确．3．“红外夜视仪”在夜间也能看清黑暗中的物体，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．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，被视物体受到激发而放出红外线解析：选B．所有物体都发射红外线，因而红外夜视仪可以看清黑暗中的物体．4．关于电磁波谱，下列说法中不正确的是()A．红外线比红光波长长，它的热作用很强B．X射线就是伦琴射线C．阴极射线是一种频率极高的电磁波D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用解析：选C．在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而红光属于可见光，故选项A正确．阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是3×108m/s，而阴极射线的速度总是小于3×108m/s，阴极射线的实质是高速电子流，故选项C错误．X射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故B项正确．紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，故选项D正确．5．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波的频率最大的为γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光解析：选D．X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的为γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射，C错误．6．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．波长较长的红外线解析：选C．臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用．作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己，故正确的选项是C．二、多项选择题7．关于电磁波和电磁场，下列叙述中正确的是()A．均匀变化的电场在它的周围空间产生均匀变化的磁场B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直C．电磁波和机械波都依赖于介质传播D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析：选BD．电磁场是变化的磁场和变化的电场相互激发形成的，电磁场由近及远传播形成电磁波，电场和磁场相互垂直，它们都和电磁波的传播方向垂直，电磁波的传播可以不依赖介质而“独立”存在，故应选B、D．8.某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是()A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强D．沿BA方向磁场在迅速减弱解析：选AC．根据电磁感应理论，闭合回路中磁通量变化时，使闭合电路产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致．9．电磁波与机械波相比较有()A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质B．电磁波在任何介质中的传播速度都相同，机械波在同一介质中的传播速度都相同C．电磁波与机械波都不能产生干涉现象D．电磁波与机械波都能产生衍射现象解析：选AD．电磁波的传播不需要介质，且在不同介质中，传播速度不同，即v＝cn，故A正确，B错误；电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，故C错误，D正确．10．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)的关系图像中(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项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项中的下图是错误的．B项中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B项正确．C项中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差为π/2，C项是正确的．D项的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差为π，故不正确．所以只有B、C两项正确．三、非选择题11．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20cm，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？解析：由c＝λf，可得电磁波的振荡频率f＝cλ＝3×10820×10－2Hz＝1.5×109Hz电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s＝cΔt＝c1n－t＝3×108×15000－0.02×10－6m≈6×104m所以雷达的最大侦察距离s′＝s2＝3×104m＝30km.答案：1.5×109Hz30km12．某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞行的飞机．设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时200μs，经过4s后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186μs，则该飞机的飞行速度多大？解析：由电磁波发射到接收到反射波历时200μs，可算出此时飞机距雷达站的距离为x1＝3.0×108×200×10－62m＝3.0×104m经4s后，飞机距雷达站的距离为x2＝3.0×108×186×10－62m＝2.79×104m在这4s时间内飞机飞过的路程为x＝x1－x2＝0.21×104m故飞机飞行的速度为v＝xt＝0.21×1044m/s＝525m/s.答案：525m/s