1 电磁波的发现
主动成长
夯基达标
1.下列关于电磁场的说法中，正确的是（ ）
A.只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B.任何变化的电场周围一定有磁场
C.振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场
D.电磁波的理论在先，实践证明在后
思路解析：麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场，而变化的磁场能产生电场；产生的场的形式由原来的场的变化率决定，可由原来场随时间变化的图线的切线斜率判断、确定.21cnjy.com
可见，均匀变化的电场的变化率恒定，产生不变的磁场，不能产生电磁波.
答案：BCD
2.关于电磁场和电磁波，正确的说法是（ ）
A.只有不均匀变化的磁场，才能在其周围空间产生电场
B.电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率
C.电磁波能脱离电荷而独立存在
D.电磁波的传播速度一定是3×108 m/s
思路解析：麦克斯韦电磁理论，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场，A项错.电磁波即电磁场在空间的传播，其频率等于激起电磁波的振荡电流的频率，B项对.电磁波的传播不需要介质，能脱离电荷而独立存在，C项对.电磁波只有在真空时其波速才为3×108 m/s,D项错.【来源：21·世纪·教育·网】
答案：BC
3.关于电磁波传播速度表达式v=λf，下列结论正确的是（ ）
A.波长越长，传播速度就越大 B.频率越高，传播速度就越大
C.发射能量越大，传播速度就越大 D.电磁波的传播速度与介质有关
思路解析：电磁波的波长和频率与速度的关系为v=λf.
答案：D
4.电磁波与机械波相比较（ ）
A.电磁波传播不需介质，机械波需要介质
B.电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在不同介质中传播速度相同
C.电磁波和机械波都不能产生干涉
D.电磁波和机械波都能产生衍射
思路解析：由麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分离的统一体，即电磁场.而变化的电场和变化的磁场总是交替产生的，并且由产生的区域向周围空间传播，这就是电磁波.21·cn·jy·com
答案：AD
5.关于电场的产生，下列说法中正确的是（ ）
A.静止的磁体在空间某点可以产生电场
B.相对于空间某点运动的磁体可以在该点产生电场
C.电磁铁一定能在空间某处产生电场
D.通有交变电流的电磁铁可以在它周围的空间产生电场
思路解析：根据麦克斯韦电磁理论：只有变化的磁场才能在其周围空间产生电场，无论是通有恒定电流还是交变电流的电磁铁都能产生磁场，但恒定电流形成的磁场是稳定的磁场，不能再形成电场.www.21-cn-jy.com
答案：BD
6.关于磁场的产生，下列说法中正确的是（ ）
A.电场一定能产生磁场 B.电荷一定能产生磁场
C.运动的电荷可以产生磁场 D.周期性变化的电场可以产生磁场
思路解析：据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能在其周围空间形成磁场，运动的电荷形成变化电场，故正确选项为CD.2·1·c·n·j·y
答案：CD
7.一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图14-1-5所示，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的（ ）21·世纪*教育网
图14-1-5
A.动能不变 B.动能增大 C.动能减小 D.以上情况都可能
思路解析：当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦电磁场理论，将激起稳定的电场，带电粒子将受一个电场力作用，该力对带电粒子做正功，所以粒子的动能将增大，选项B正确.
答案：B
8.从地球向月球发射电磁波，经过多长时间才能在地球上接收到反射回来的电磁波？（地球到月球的距离为384 000 km）www-2-1-cnjy-com
解：电磁波在地球与月球之间以光速传播，故地球发向月球的电磁波的回收时间=2.56 s.
答案：2.56 s
走近高考
9.下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中传播速度均为3×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D.电磁波不能产生干涉、衍射现象
思路解析：电场、磁场相互激发并向外传播，形成电磁波，A正确.电磁波只有在真空中波速为3×108 m/s,在其他介质中均小于3×108 m/s,B错.根据v=fλ,,光从真空进入介质，f不变，波速减小，所以λ减小，故C对.电磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，故D错.2-1-c-n-j-y
答案：AC
10.如图14-1-6所示是一些磁感应强度B随时间变化的图象，则在磁场周围能产生稳定电场的是（ ）21世纪教育网版权所有
图14-1-6
思路解析：本题关键是理解麦克斯韦电磁场理论的推论，只有均匀变化的磁场才能产生稳定的电场.
答案：B
11.(2006山东济南统一考试，7)手机A的号码是12345670002，手机B的号码是12345670008.手机A拨手机B时，手机B发出响声且屏上显示A的号码“12345670002”，若将手机A置于一透明真空玻璃罩中，用手机B拨叫手机A，则玻璃罩外面的人发现手机A（ ）
A.发出响声，并显示B的号码“12345670008”
B.不发出响声，但显示B的号码“12345670008”
C.不发出响声，但显示A的号码“12345670002”
D.既不发出响声，也不显示号码
思路解析：声波为机械波，传播需要介质，在真空中不能传播；光波、手机发射的信号均为电磁波，传播不需要介质，介质、真空中均可传播，故用手机B拨叫手机A时，玻璃罩外的人能看到A手机显示的B手机号码，但听不到声音，故B正确.21教育网
答案：B
12.按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.05 W/m2.若某小型无线通迅装置的电磁辐射功率是1 W，那么在距离该通讯装置_____________m以外是符合规定的安全区域（已知球面面积为S=4πR2）.
思路解析：设临界安全区为一半径为R的球面，则临界状态时，
=0.05 W/m2,得R==0.40 m.
答案：0.40
1 电磁波的发现
更上一层楼
基础·巩固
1.下列说法错误的是( )
A.电磁波的传播过程也是能量传播过程
B.电磁波是一种信息
C.卫星通信是依靠电磁波实现信息传递的一种方式
D.无线电广播依靠无线电波传递信息
解析：电磁波产生于变化的电磁场，是一种物质，具有能量，因此，电磁波向外传播的过程包含着能量的向外传播，故A选项正确；电磁波的强弱、频率的变化包含着某种信息，而电磁波本身并不是信息，只是一种信息的载体，故B选项错误；电磁波理论的发展、完善使利用电磁波传递信息成为现实.常见的方式有无线电广播通信、卫星通信、移动通信等.
答案：B
2.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场
B.在变化的电场周围空间，一定存着和它联系着的磁场
C.恒定电流在其周围不产生磁场
D.恒定电流周围存在着稳定的磁场
解析：电场按其是否随时间变化分为稳定电场（静电场）和变化电场（如运动电荷形成的电场），稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故B选项对A选项错；恒定电流周围存在稳定磁场，磁场的方向可由安培定则判断，D选项对C选项错.
答案：BD
3.关于电磁波的传播速度，以下说法正确的是（ ）
A.电磁波的频率越高，传播速度越大
B.电磁波的波长越长，传播速度越大
C.电磁波的能量越大，传播速度越大
D.所有电磁波在真空中传播速度都相等
解析：电磁波的传播速率由频率和介质共同决定，A、B两项描述比较片面，错误；电磁波的速度与能量无关，C选项错；所有电磁波在真空中传播速度都等于光速，D选项对.
答案：D
4.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（ ）
A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场
B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播
C.电磁波中每一处的电场强度和磁感强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
解析：均匀变化的电场和恒定电流一样，只能产生不变的磁场，所以A选项是错误的.电磁波是电磁场自身的运动过程，它本身就是物质，不需介质传播.振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播产生电磁波，选项B错，D正确.理论分析和实验都证明电磁波是横波，电磁场中的E，B矢量跟波的传播方向是互相垂直的，选项C正确.本题应选C、D两项.21世纪教育网版权所有
答案：CD
5.关于电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场.2·1·c·n·j·y
答案：D
6.下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D.电磁波不能产生干涉、衍射现象
解析：A选项考查电磁波的产生机理，正确；电磁波在真空中波速3.0×108 m/s，在其他介质中波速都小于光速，其原因是频率不变，波长变短，故C选项对B选项错；电磁波具备波的一切特征，故D选项错.【来源：21·世纪·教育·网】
答案：AC
7.关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（ ）
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传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C.电磁波和机械波都不能发生干涉
D.电磁波和机械波都能发生衍射
解析：电磁波的波速与介质和频率都有关，而机械波的传播速率只与介质有关，故A选项对B选项错；电磁波和机械波都具有波的一些特征，包括干涉和衍射，故D选项对C选项错.
答案：AD
8.关于电磁波的说法中，正确的是（ ）
A.频率越高，在真空中的传播速度越大
B.频率越高，在真空中传播时的波长越短
C.电磁波只能在真空中传播
D.电磁波是纵波
解析：电磁波在真空中的传播速度是不变的，所以频率越高，波长越短，A选项错，B选项正确；电磁波不仅在真空中传播也可以在其他介质中传播，C选项错误；由于电场和磁场相互垂直且和电磁波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，D选项错误.
答案：B
综合·应用
9.假设电磁波在空气中以光速传播，则传播过程中( )
A.频率减小 B.周期变大
C.波长变小 D.振幅减小
解析：在空气中运动时，频率不变，由v=λf，波长也不变，但电磁波在传播过程中，能量不断被各种介质和天线吸收，振幅变小.21cnjy.com
答案：D
10.下列关于电磁场和电磁波的叙述正确的是（ ）
A.变化的磁场一定能产生变化的电场
B.电磁波由真空进入玻璃后频率变小
C.广播电台、电视台发射无线电波时需要进行调制
D.电磁波是一种物质
解析：均匀变化的磁场产生稳定的电场，A选项错误；电磁波由真空进入介质后波速减小，但频率由波源决定，频率不变，B选项错误；由于低频信号的频率较低，能量较小，需借助高频信号进行远距离传送，所以广播电台、电视台发射无线电波时需要进行调制，C选项正确；电磁波既有质量又具有能量，是客观存在的物质，D选项正确.21·cn·jy·com
答案：CD
11.如图14-1-8所示是某一固定面的磁通量的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是（ ）21·世纪*教育网
图14-1-8
A.逐渐增强 B.逐渐减弱
C.不变 D.无法确定
解析：由图象可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的.
答案：C
12.甲、乙两个带电粒子以相同的动能在匀强磁场中运动.甲从B1区域运动到B2区域，且B2＞B1，如图14-1-9甲所示；乙在匀强磁场中做匀速圆周运动，且在Δt时间内，该磁场的磁感应强度从B1增大到B2，如图14-1-9乙所示.则当磁场达到B2时，甲、乙两粒子的动能变化情况是( )www.21-cn-jy.com
图14-1-9
A.都保持不变 B.甲不变，乙增大
C.甲增大，乙不变 D.甲不变，乙减小
解析：甲、乙两粒子运动情况不同，甲粒子由一个稳定磁场进入另一稳定磁场，乙粒子是在变化的磁场中运动.甲粒子由B1区域运动到B2区域，由于B2＞B1，甲粒子所受的洛伦兹力的大小也发生了变化，但因为洛伦兹力不做功，所以甲粒子的动能不变.对于乙粒子，由于磁场从B1增大到B2的过程中，变化的磁场将产生感应电场，由楞次定律判断，感应电场的方向是顺时针方向的.假如乙粒子带正电，由左手定则知该粒子必须顺时针转动，故感应电场对其做正功，粒子动能增大；感应电场对负粒子做正功，也是粒子动能增大的过程.选项B正确.www-2-1-cnjy-com
答案：B
13.某无线电波的频率是1 500 kHz，则该无线电波的波长是___________________m.
解析：本题主要考查电磁波波速与波长、频率的关系.由v=λ/T=λf可求得，λ=200 m.
答案：200
14.一列长波的波长为30 km，该波从地球传到月球需1.3 s，在这一距离可排满______个波.
解析：波从地球到月球的传播速度看成光速，则地球与月球距离s=vt=ct=1.3×3×108 m.波的个数n===1.3×104（个）.21教育网
答案：1.3×104
2 电磁振荡
主动成长
夯基达标
1.有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采用的措施为（ ）21·cn·jy·com
A.增加线圈匝数 B.在线圈中插入铁芯
C.减小电容器极板正对面积 D.减小电容器极板间距离
思路解析：由电磁波波速、波长、频率关系c=fλ知，欲使λ减小，只有增大f;由LC回路固有频率公式F可知：欲增大f,应减小L或C；由影响L、C大小的因素可知C正确.【来源：21cnj*y.co*m】
答案：C
2.在LC回路中，电容两端的电压随时间t变化的关系如图14-2-5所示，则（ ）
图14-2-5
A.在时刻t1，电路中的电流最大 B.在时刻t2，电路中的磁场能最大
C.在时刻t2至t3，电路的电场能不断增大 D.在时刻t3至t4，电容的带电荷量不断增大
思路解析：电磁振荡中的物理量可分为两组：①电容器带电荷量q，极板间电压u，电场强度E及电场能E电等量为一组；②自感线圈中的电流i，磁感应强度B及磁场能EB等量为一组.同组量的大小变化规律一致：同增同减同为最大或为零值.异组量的大小变化规律相比：此增彼减，彼长此消，若q、E、u等量按正弦规律变化，则i、B等量必按余弦规律变化.
根据上述分析由图可以看出，本题正确选项为B、C.
答案：BC
3.如图14-2-6所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（ ）
图14-2-6
A.电容器正在放电 B.电容器正在充电
C.电感线圈中的电流正在增大 D.电容器两极板间的电场能正在减小
思路解析：由图中螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在逆时针充电，A错，B对.电流正在减小，电感线圈中的磁场能正在减少，而此时线圈L中的自感电动势的作用正在阻碍线圈中电流的减小，C、D错.21cnjy.com
答案：B
4.要增大LC振荡回路的频率，可采取的办法是（ ）
A.增大电容器两极板正对面积 B.减小极板带电荷量
C.在线圈中放入软铁棒做铁芯 D.减少线圈匝数
思路解析：根据LC振荡回路的频率公式和平行板电容器电容公式知，当增大电容器两极板正对面积时，C增大，f减小.当减少极板带电荷量，不影响C，即f不变.在线圈中放入软铁棒做铁芯，L增大，f减小.减少线圈匝数，L减少，f增大.
答案：D
5.在LC振荡电路中，以下说法正确的是（ ）
A.电容器放电完毕的瞬间，回路中电流最强，电场的能量达到最大
B.电感线圈电感量增大，则充电和放电过程变慢
C.电容器充电完毕的瞬间，回路中电流最强，磁场的能量达到最大
D.每一周期内，电容器完成一次充、放电过程
思路解析：LC电路中，电容器放电完毕的瞬间，回路中电流最大，磁场的能量达到大；电容器充电完毕瞬间，回路中电流为零，磁场的能量达到最小为零.电感线圈电感量增大，对电流的变化的阻碍增强，充、放电过程变慢.每一周期内电容器完成两次充、放电过程.
答案：B
6.如图14-2-7所示，为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是（ ）21教育网
图14-2-7
①在b和d时刻，电路中电流最大 ②在a→b时间内，电场能转变为磁场能 ③a和c时刻，磁场能为零 ④在O→a和c→d时间内，电容器被充电www.21-cn-jy.com
A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有④ D.只有①，②和③
思路解析：本题的关键是从q?t图上分析出电容器充电、放电过程和充电结束和放电结束时刻.a和c时刻是充电结束时刻，此时刻电场能最大，磁场能为零，③正确.b和d时刻是放电结束时刻，此时刻电路中电流最大，①正确，a→b是放电过程，电场能转变为磁场能，②正确.O→a是充电过程，但c→d是放电过程，④错误.21·世纪*教育网
答案：D
7.已知LC振荡电路中的电容器电容为C，线圈的电感为L，则正在振荡的电路中（ ）
A.电容器放电的时间取决于充电电压的大小
B.电容器放电的时间取决于L和C的数值
C.电场和磁场变化的周期为
D.电场能和磁场能相互转化的周期为
思路解析：电容器放电的时间，取等于，仅与决定周期的L和C有关，,与充电电压大小无关.电场和磁场都是有方向的，场强为矢量，所以电场和磁场的转化周期为;而电场能和磁场能是标量，只有大小无方向，即电场能和磁场能的转化周期为.21世纪教育网版权所有
答案：BC
8.在LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是（ ）
A.电容器极板间电压等于零、磁场能开始向电场能转化
B.电流达到最大值，线圈周围的磁场达到最大值
C.如果没有能量辐射时，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时的电容器的电场能
D.线圈产生的自感电动势最大
思路解析：电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始向电场能转化；电容器开始反向充电.www-2-1-cnjy-com
电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电荷量Q=0，板间电压U=0，板间场强E=0，线圈电流I最大，磁感应强度B最大，电场能为零.线圈自感电动势E自=，电容器放电完毕瞬间，虽然I最大，但为零，所以E自为零.由于没有考虑能量的辐射，故能量守恒，在这一瞬间，E电=0，E磁最大，而电容器开始放电时，E电′最大，E磁′=0，则E磁=E电′.
答案：ABC
9.如图14-2-8所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的.现将开关S断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图象是图14-2-9中的（ ）
图14-2-8
思路解析：开关S闭合时，由于线圈电阻为零，线圈中有自左向右的电流通过，但线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器板上不带电，本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大，磁场能最大，电场能为零.21*cnjy*com
断开开关S时，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自左向右流动，从而给电容器充电，B板带正电，A板带负电，电荷量逐渐增加，经电荷量达最大，这时LC回路中电流为零；从—时间内，电容器放电，A板上负电荷逐渐减小到零；此后在线圈中自感电动势的作用下，电容器被反向充电，A板带正电，B板带负电，并逐渐增多，增至最多后，又再次放电，所以A极板上电荷量随时间变化的情况如图B所示.21教育名师原创作品
答案：B
10.某LC振荡电路中，振荡电流的变化规律为
i=0.14sin（1 000 t）A，已知回路中线圈的自感系数L=50 mH，则电容器的电容C=_________F，该振荡电流的有效值为_________A.21*cnjy*com
图14-2-9
思路解析：由振荡电流的表达式可知Im=0.14 A,ω=1 000 rad/s.
由ω=和得
=2.0×10-5 F
因为LC回路电流按正弦规律变化，所以有效值
=0.10 A.
答案：2.0×10-5 0.10
11.要使LC振荡电路周期增加1倍；若保持电容C不变，则自感系数L需增加为原来的_________倍；如保持L不变，则电容C需增加为原来的_________倍.
思路解析：由知：要使周期加倍，C不变，L′=4L，L不变，C′=4C.
答案：4 4
12.LC振荡电路中可变电容器电容C的取值范围为10 pF—360 pF，线圈的自感系数L=1.0 mH，求该振荡电路能获得的振荡电流的最高频率和最低频率各是多少.【来源：21·世纪·教育·网】
解：由可知，电容取值最小时电路的振荡频率最高，电容取值最大时电路的振荡频率最低.
fmax=1/()
=2/() Hz
=1.60×106 Hz
fmin=1/()
=1/() Hz
=2.65×105 Hz.
答案：1.60×106 Hz 2.65×105 Hz
走近高考
13.如图14-2-10所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图象，由图可知（ ）2-1-c-n-j-y
图14-2-10
A.在t1时刻，电路中的磁场能量最小 B.在t1到t2，电路中的电流值不断变小
C.从t2到t3，电容器不断充电 D.在t4时刻，电容器的电场能量最小
思路解析：由LC电路的充、放电规律及q-t图象可知，在t1时刻，q最大，电路中电流最小，电路中磁场能最小，A对.从t1到t2，电容器电荷量减小，电容放电，电流值不断增大，B错.从t2到t3，电容器电荷量增加，电容充电，C对.在t4时刻，q=0,是电容器放电完毕时刻，其电场能最小，D对.【出处：21教育名师】
答案：ACD
14.在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图14-2-11所示中用“×”表示的点.
图14-2-11
（1）T、L、C的关系为____________.
（2）根据图中给出的数据画出T2与C的关系图线.
（3）求得的L值是____________.
思路解析：本题是从一个较新的角度考查振荡电路的周期公式的应用，不仅要求知道公式,而且还需要具备一定的处理数据的能力.在作图时，直线应尽可能通过尽量多的点，使分布在直线两侧的数据点数目尽可能相等，再根据所作图线，求出其斜率k,对照公式T2=4π2LC,即可知,代入数据，答数约在0.035 1 H—0.038 9 H之间.【版权所有：21教育】
答案：（1）
(2)如图40图线为一直线
图40
（3）L=0.037 0 H±0.001 9 H
15.如图14-2-12所示，LC回路中C是一平行板电容器，两板水平放置，开关断开时，电容器内带电灰尘恰好静止，当开关S闭合后，灰尘在电容器内运动，若C=4 μF，L=0.1 mH，求：
图14-2-12
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内灰尘的加速度大小是多少？
（2）当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？
解：（1）由得
=4π×10-5 s
开关断开时，灰尘受力平衡，F=mg.
开关闭合经2π×10-5 s时，灰尘所受电场力与F等大反向，故受合力为2mg.由牛顿第二定律得：2mg=ma，所以a=2g.2·1·c·n·j·y
（2）当电容器放电完毕时，电流最大，此时灰尘所受电场力等于零，物体只受重力作用,a=g.
答案：2g g
2 电磁振荡
更上一层楼
基础·巩固
1.关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是( )
A.电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大
B.电荷量为零时，线圈中振荡电流最大
C.电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
D.电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
解析：电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A选项错；电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，B选项对；电荷量增大时，电磁场能转化为电场能，C选项对；同理可判断D选项错.www-2-1-cnjy-com
答案：BC
2.在LC振荡电路中，下列说法中正确的是( )
A.电容器充放电一次，所用的时间是一个周期
B.自感线圈的自感系数L增大时，电容器的充放电过程变慢
C.电场能与磁场能的转化周期为T=2π
D.从电容器放电开始计时，当t=kπ（k=1，2，3…）时电流为零
解析：一个振荡周期有两个充放电过程，A选项错；由周期公式T=2πLC知，L大T长，B选项对；电场能和磁场能只有大小，没有方向，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能和磁场能的转化周期为振荡周期的一半，C选项错；放电开始至充电结束为半个周期的整数倍，故D选项对，所以正确答案为B、D两项.21cnjy.com
答案：BD
3.如图14-2-15所示为LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知( )2·1·c·n·j·y
图14-2-15
A.在t1时刻，电路中的磁场能最小
B.从t1到t2电路中的电流值不断变小
C.从t2到t3电容器不断充电
D.在t4时刻，电容器的电场能最小
解析：在下图中作出i-t图线，注意到i-t图线按余弦规律变化，注意到电流大，磁场能大，电容器C上带电荷量多，电场能大的对应关系，不难判断A、C、D三项正确.
答案：ACD
4.要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是( )
A.增大电容器两极板的间距
B.升高电容器的充电电压
C.增加线圈的匝数
D.在线圈中插铁芯
解析：振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定，f=.增大电容器两板间距，电容减小，振荡频率升高，A选项对；升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的强度，B选项错；增加线圈匝数和插入铁芯，电感L都增大，频率降低，C、D两项错.
答案：A
5.在LC振荡电路中，电容器放电时间长短决定于（ ）
A.充电电压的大小
B.电容器带电荷量的多少
C.放电电流的大小
D.电容C和电感L的数值
解析：电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T=2π，T是由振荡电路的电容C和电感L决定的，与电荷量等无关.www.21-cn-jy.com
答案：D
6.在LC振荡电路中某时刻电容器两极板间的电场线方向和穿过线圈的磁感线方向如图14-2-16所示，这时有( )【来源：21·世纪·教育·网】
图14-2-16
A.电容器正在放电
B.电路中电流强度在减小
C.电场能正在转化为磁场能
D.线圈中产生的自感电动势在减小
解析：根据电场方向可知上极板带正电，又由磁场方向，根据安培定律则可判断，电流方向为顺时针（大回路）.所以正在给电容器充电，因此，电流强度逐渐减小，磁场能转化为电场能，由于电流按正弦规律变化，变化率在增大，据法拉第电磁感应定律知，自感电动势正在增大.21教育网
答案：B
7.在LC振荡电路中，若某个时刻电容器的极板上的电荷量正在增加，则( )
A.电路中的电流正在增加
B.电路中的电场能正在增加
C.电路中的电流正在减小
D.电路中的电场能正在向磁场能转化
解析：电荷量增加，电容器充电，电场能增加，磁场能减少，电流减小.
答案：BC
8.已知在一个LC回路中，电容C=0.04 μF，电感L=6.0 mH，求这个电路的固有频率.
解析：f== Hz=1×104 Hz.
答案：1×104 Hz
综合·应用
9.如图14-2-17（a）所示LC振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化如图（b）所示，则（ ）21世纪教育网版权所有
图14-2-17
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B.a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
解析：电荷量最大时，电流为零，电荷量按正弦规律变化，电流大小按余弦规律变化.
答案：D
10.要使LC振荡电路的周期变大，可用的方法是( )
A.增大电容器初始带电荷量
B.线圈中插铁芯
C.增大电容器两极板正对面积
D.增大平行板电容器两极板间距离
解析：由周期公式T=2π可知，T与q无关；插入铁芯，L变大，T变大；由C=知，S增大，T增大，而d增大，T减小.21·cn·jy·com
答案：BC
11.如图14-2-18所示，平行板电容器和电池组相连.用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是( )
图14-2-18
A.两极板间的电压和场强都将逐渐减小
B.两极板间的电压不变，场强逐渐减小
C.两极板间将产生顺时针方向的电流
D.两极板间将产生逆时针方向的电流
解析：由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不变.两极板间距离增大，因此场强E=U/d将减小.由于电容器带电量Q=UC，d增大时，电容C减小，因此电容器带电量减小，即电容器放电，放电电流方向为逆时针.所以B、D两项正确.21·世纪*教育网
答案：BD
12.某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图14-2-19所示.则这时电容器正在_____________（充电还是放电），电流大小正在_____________（增大还是减小）.
图14-2-19
解析：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；因为充电过程电场能增大，所以磁场能减少，电流在减小.
答案：充电 减小
13.如图14-2-20中电容器的电容都是C=4×10-6 F，电感都是L=9×10-4 H，左图中电键K先接a，充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断开.两图中LC回路开始电磁振荡t=3.14×10-4 s时刻，C1的上极板正在____________电（充电还是放电）,带__________电（正电还是负电）；L2中的电流方向向______________(左还是右)，磁场能正在_____________（增大还是减小）.2-1-c-n-j-y
图14-2-20
解析：先由周期公式求出T=2π=1.2π×10-4 s，t=3.14×10-4 s时刻是开始振荡后的T.再看与左图对应的q-t图象（以上极板带正电为正）和与右图对应的i-t图象（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图象都为余弦函数图象.在T时刻，从左图对应的q-t图象看出，上极板正在充正电；从右图对应的i-t图象看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大.21*cnjy*com
答案：充 正 左 增大
14.如图14-2-21所示，线圈的自感系数为3 μH，在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在300 pF—150 pF之间变化，S为转换开关，求此回路的最大周期和最大频率.
图14-2-21
解析：根据T=2π进行计算.
答案：根据T=2π得
Tmax=2π=2πs=1.88×10-7 s.
根据f==得
fmax== Hz.
3 电磁波的发射和接收 4 电磁波与信息化社会
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基础·巩固
1.在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫_________________，使高频振荡的振幅随信号而改变叫______________；使高频振荡的频率随信号而改变叫______________.
答案：调制 调幅 调频
2.当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象叫______________；使接收电路产生电谐的过程叫______________.
答案：电谐振 调谐
3.把声音或图象信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫______________，调幅波的______________也叫检波.www.21-cn-jy.com
答案：解调 解调
4.电磁波可以通过______________、______________进行有线传输，也可以实现无线传输，电磁波频率______________，相同时间传递的信息量越大.2·1·c·n·j·y
答案：电缆 光缆 越高
5.雷达是利用_____________来测定物体位置的装置，雷达用的是电磁波中的_____________段，其特点是______________，无线电波的传播速度是______________.
答案：无线电波 微波 传播的直线性好 光速
6.下列属于电磁波通信方式的是( )
A.交警手势 B.烽火台
C.家用电话 D.卫星通信
解析：在通信方式演变过程中，经历了最初的手势、喊叫，到后来的语言、文字；从古代常用光通信，到现代利用电进行远距离通信，通信方式的演变也象征着人类社会文明的进步发展，其中典型的光通信方式有手势、旗语、油灯信号、烽火台、交通指示灯等，而典型的电通信方式有电报和电话.21教育网
答案：CD
7.关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是（ ）
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放回路
解析：电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制用开放电路发射.
答案：ACD
8.下列说法正确的是( )
A.摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B.电视机实际上是一种电信号转变为光信号的装置
C.摄像机在1秒内要送出25张画面
D.电视机接收的画面是连续的
答案：ABC
9.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（ ）
A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传递过去
解析：调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去，频率越高，传播信息能力越强，A选项对；电磁波在空气中以接近光速传播，B选项错，v=λf，知波长与波速和传播频率有关，C选项错.21·cn·jy·com
答案：A
10.下列说法正确的是（ ）
A.发射出去的无线电波，可以传播到无限远处
B.无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C.波长越短的无线电波，越接近直线传播
D.移动电话是利用无线电波进行通讯的
解析：无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生涡流（同频率的振荡电流），故B选项对A选项错；波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，C、D两选项正确.
答案：BCD
综合·应用
11.下列关于信息的传递的说法中，正确的是（ ）
A.声、光和电磁波中，只有电磁波能够传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C.收音机的天线和手机的天线一样，既可以接收电磁波传来的信息，又可以同时发射电磁波
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
解析：声、光和电磁波中，都能够传递信息，A选项错；固定电话是利用导线中的电流传递信息的，移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的，B选项错；收音机中的天线，只能接收电磁波传来的信息，不能发射电磁波，C选项错；微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息，D选项正确.21世纪教育网版权所有
答案：D
12.一台无线电接收机,当接收频率为535 kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容是360 pF，如果调谐回路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1 605 kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容应改变为（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A.40 pF B.120 pF B.1 080 pF D.3 240 pF
解析：由f=，得
f1=535×103 Hz=.①
f2=1 605×103 Hz=.②
比较①②得 C=40×10-12 F=40 pF.
答案：A
13.图14-3-7是一台收音机的屏板，当向右调指针（图中黑块）时，所接收的电磁波（ ）
图14-3-7
A.频率变大，波长变大 B.频率变大，波长变小
C.频率变大，波长不变 D.频率变小，波长变大
解析：题目以收音机的选台屏板为背景，主要考查是否掌握电磁波的波长、频率和波速的关系.从题图看出，图中数据代表电磁波的频率，当向右调指针时，频率变大，再根据C=λf（C为电磁波在真空中的传播速度，是个不变量），可判断波长的变化.
答案：B
14.一个波长范围为150 m—600 m的无线电波波段内，为了避免邻台干扰，两个相邻电台频率致少应差10 kHz，则在此过程中，最多级容纳______________个电台.
解析：根据c=λf，可得f=，
则f1= Hz=2×106 Hz，
f2= Hz=5×105 Hz.
Δf=f1-f2=1.5×106 Hz，
可容纳电台数n==150（个）.
答案：150
15.一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是（ ）21cnjy.com
A.增加谐振线圈的匝数 B.在线圈中插入铁芯
C.降低电源电压 D.把可变电容器的动片适当旋进些
解析：由f=知，f与加在其上的电压U无关，C选项错；线圈匝数多，插入铁芯，L都增大，谐振频率降低，选项A、B正确；当可变电容的动片旋进时，正对面积增大，电容增大，也使谐振频率降低，D选项正确.2-1-c-n-j-y
答案：ABD
16.传真机原理分析：报纸上印的许多照片都是传真照片，传真是利用无线电波传送图表、书信、照片的一种方法.无线电传真的示意图如图14-3-8所示.www-2-1-cnjy-com
简要说明无线电传真的过程、器件及其作用.
图14-3-8
解析：发射机上装有的光电管，将文字、图表转化为电信号，将其附加在高频无线电波上发射出去，接收机利用电谐振原理将其接收，通过辉光管转化为原来的文字、图表在复印纸上复印出来.21·世纪*教育网
17.早期电视机接收的频道1—12频道（48.5 MHz—223 MHz），全频道电视机所接收的频道除1—12频道外，还包括13—56频道（470 MHz—862 MHz），试求：早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围.21*cnjy*com
解析：不同频率的电磁波的传播速度都相同.根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c=λf和电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s，可得对应于频道中最低频率和最高频率的波长分别是：【来源：21cnj*y.co*m】
λ1== m=6.19 m；λ2== =1.35 m；
λ3== m=0.64 m；
λ4== m=0.35 m.
所以，早期电视机接收的无线电波的波长范围为1.35 m≤λ≤6.19 m，全频道电视机接收的无线电波的波长范围为0.35 m≤λ≤6.19 m.【出处：21教育名师】
3 电磁波的发射和接收
主动成长
夯基达标
1.使接收电路产生电谐振的过程是（ ）
A.调幅 B.调频 C.调谐 D.检波
答案：C
2.把经过调制的高频电流变为调制信号电流的过程叫（ ）
A.调幅 B.调频 C.调谐 D.解调
答案：D
3.为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，如果使用开放电路，还需要加之行之有效的办法是（ ）21教育网
A.增大电容器极板间的距离 B.减小电容器极板的面积
C.减小线圈的匝数 D.采用低频振荡电流
思路解析：为了增大电磁波的发射功率，需提高电磁波的频率，由知改变L或C可改变电磁波的频率.由知，增大d，C减小，f增大；减小S，C减小，f增大；减小线圈匝数，L减小,f增大.21·cn·jy·com
答案：ABC
4.下列关于无线电广播需要对电磁波进行调制的原因，正确说法的是（ ）
A.把低频信号变成高频信号
B.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
C.经过调制后的电磁波在空间才能传播得快
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传递出去
思路解析：调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，解调后两者再分离，故A错.电磁波的波长、频率、波速在真空中不变.www.21-cn-jy.com
答案：D
5.一台无线电接收机，当它接收频率为535 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是270 pF.如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为1 605 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容应改变为（ ）2·1·c·n·j·y
A.30 Pf B.90 pF C.150 pF D.710 pF
思路解析：根据调谐电路的频率公式，在线圈的电感L不变时，则×270 pF=30 pF.
答案：A
6.发射无线电波的装置如图14-3-2所示，其中与L1相连的导体a叫___________，导体b叫做___________，L2的作用是___________.【来源：21·世纪·教育·网】
图14-3-2
答案：天线 地线 将高频振荡电路产生的振荡电流耦合到L2中，在开放的空间中激发出无线电波向外发射2-1-c-n-j-y
7.一台收音机在中波波段接收的波长范围由56.7 m到186.9 m，它接收的频率范围有多大？
思路解析：根据v=λf可以解得
=5.35×105 Hz
=1.58×106 Hz
答案：1.58×105 Hz—5.35×105 Hz
8.某发射机中的LC振荡电路的电容器电容为300 pF，线圈的自感系数为0.3 mH，由它产生的电磁振荡向空间发射的电磁波波长是多少？21·世纪*教育网
思路解析：根据可以求得T，,由于电磁波的波速c=3.0×108 m/s，波长可求得.
=2×3.14×=1.88×10-6 s
所以λ=cT=3.0×108 m/s×1.88×10-6 s=564 m.
答案：564 m
走近高考
9.收音机中的调谐电路线圈的自感系数为L，要想接收波长是λ的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至（c为光速）（ ）www-2-1-cnjy-com
A.λ/2πLc B.1/2π C..λ2/2πLc2 D.λ2/4π2Lc2
思路解析：由,而在真空中得c′=λ2/(4π2Lc2).
答案：D
10.实际发射无线电波如图14-3-3所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图14-3-4甲所示，人对着话筒说活低频率振荡如图14-3-4乙所示，根据以上图象，发射出去的电磁波图象应是14-3-5中的哪一个（ ）21*cnjy*com
图14-3-3 图14-3-421cnjy.com
图14-3-5
思路解析：振荡器产生的高频等幅振荡.话筒结构是里边有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化，当我们对着它说话时，空气对它的压力随着声音而变化，它的电阻就随着声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，这就是调制.它不但影响了正半周，也影响了负半周，所以选B.【来源：21cnj*y.co*m】
答案：B
11.无线电广播的中波段波长的范围是187—560 m，为了避免邻近电台干扰，两个电台的频率范围至少应差104 Hz，则在此波段中最多所容纳的电台数约为多少？
解：根据v=λf可以有得
=1.6×106 Hz
=5.36×105 Hz
f1-f2=1.6×106 Hz-5.36×105 Hz=1.064×106 Hz=106.4×104 Hz21世纪教育网版权所有
所以在此波段中最多所容纳的电台数约为106台.
答案：106台
4 电磁波与信息化社会
主动成长
夯基达标
1.关于电视信号的发射,下列说法中正确的是（ ）
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
思路解析：图像信号和伴音信号经调制后才能发射，调制后的图像信号和声音信号被高频电磁波“携带”同步发射.21cnjy.com
答案：BCD
2.雷达采用微波的原因是( )
A.微波具有很高的频率 B.微波具有直线传播的特性
C.微波的反射性强 D.微波比其他无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远
答案：ABC
3.雷达向一定方向发射一微波,经时间t接收到障碍物反射回来的微波,由此可知雷达到障碍物的距离为( )www.21-cn-jy.com
A. B.ct C.2ct D.4ct
答案：A
4.眼睛的视觉暂留时间为0.1 s,为了使电视图像是连续活动的,电视台每秒内发送的图像信号( )2·1·c·n·j·y
A.应该多于10张 B.应该少于10张
C.通常每秒发射10张 D.通常每秒发射25张
答案：AD
5.关于移动电话,下列说法中正确的是( )
A.随身携带的移动电话(手机)内,只有无线电接收装置,没有无线电发射装置
B.随身携带的移动电话(手机)内,既有无线电接收装置,又有无线电发射装置
C.两个携带手机的人,必须通过固定的基地台转接,才能相互通话
D.无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置,没有无线电发射装置
答案：BCD
6.雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统,海豚也具有完善的声呐系统,它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物,避开敌害,性能远远优于现代化的无线电系统.
(1)海豚生活在( )
A.沙漠 B.陆地 C.树上 D.海中
(2)海豚的定位是利用了自身发射的( )
A.电磁波 B.红外线 C.次声波 D.超声波
(3)雷达的定位是利用自身发射的( )
A.电磁波 B.红外线 C.次声波 D.光线
思路解析：（1）海豚生活在海中，选D.
（2）海豚能发射超声波，那是一种频率高于2×104 Hz的声波，它的波长非常短，因而能定向发射，而且在水中传播时因能量损失小，要比无线电波和光波传得远，海豚就是靠自身发出的超声波的回声在混浊的水里准确确定远处的小鱼位置而猛冲过去吞食，选D.
（3）雷达是一个电磁波的发射和接收系统，因而是靠发射电磁波来定位的，选A.
答案：（1）D （2）D （3）A
7.某收音机调谐电路是由LC振荡电路来实现的,如果可变电容器的电容C=240 pF时接收的是波长为400 m的电磁波,那么它要接收波长为200 m的电磁波时,可变电容器应调到多少?
思路解析：因为,所以，，,
所以C2=C1（）2=240×（）2 pF=60 pF,可变电容器应调到60 pF.
答案：60 pF.
走近高考
8.在电视发射端,由摄像管摄取景物并将景物发射的光转换为电信号,这一过程完成了( )
A.电、光转化 B.光、电转化 C.光、电、光转化 D.以上均不对
答案：B
9.(2006广东高考,9)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波说法正确的是( )21世纪教育网版权所有
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m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
思路解析：由λ=c/f可求得200 MHz和1 000 MHz的电磁波波长分别为1.5 m和0.3 m，所以A项正确.电磁波的传播是由周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替垂直产生由近及远地传播而形成电磁波，所以B项错误.通过电磁波的传播L=vt=ct可确定雷达和目标的距离，所以C项正确.波长越短的电磁波，其频率越大，反射性越强，所以D项正确.
答案：ACD
10.某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少?21教育网
解：电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器.可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半.21·cn·jy·com
由c=λf,可得电磁波的振荡频率
=1.5×109 Hz
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(-t)=3×108×(-0.02×10-6) m≈6×104 m
所以雷达的最大侦察距离s′==3×104 m=30 km.
答案：1.5×109 Hz 30 km
5 电磁波谱
主动成长
夯基达标
1.各种电磁波产生的机理不同,下面给出的几组电磁波中,都由原子外层电子受到激发后产生的是( )21*cnjy*com
A.红光、紫光、伦琴射线 B.微波、红外线、紫光、紫外线
C.无线电波、微波、红外线 D.黄光、绿光、紫光
思路解析：红外线、可见光，紫外线是由于原子的外层电子受到激发后产生的，伦琴射线是由于原子内层电子受到激发而产生的，γ射线是原子核受到激发产生的，故只有D正确.
答案：D
2.下列哪一项是紫外线的正确用途( )
A.探测铁路的裂纹 B.电视机遥控器
C.给食用水消毒 D.电视广播
思路解析：紫外线的频率和波长在电磁波的中频段，其衍射能力和穿透能力较差，可利用其来进行杀菌消毒和荧光作用.2·1·c·n·j·y
答案：C
3.对红外线的产生和作用,下列说法中正确的是( )
A.一切物体都在不停地辐射红外线 B.红外线最显著的效应是热效应
C.红外线有很强的荧光效应 D.红外线容易穿过云雾烟尘
思路解析：红外线波长较长，容易衍射，穿过云雾烟尘的本领强.
答案：ABD
4.利用γ射线辐射种子,可以使其发生变异,培育新品种,这是利用γ射线的哪种作用( )
A.电离作用 B.贯穿作用
C.物理化学作用 D.加热作用
答案：C
5.只闻其声,但不见其人,这是因为( )
A.光波是电磁波,声波是机械波 B.光波是横波,声波是纵波
C.光的传播速度大于声速 D.光波的波长太短,不容易发生明显的衍射现象
思路解析：不见其人是因为光波波长太短,被障碍物遮挡后不易发生明显衍射;闻其声,是因为声波波长长(在空气中最长达17 m),衍射能力强.
答案：D
6.下列说法中正确的是( )
A.各种电磁波中,最容易发生干涉和衍射现象的是X射线
B.红外线的显著作用是热作用,紫外线有显著的化学作用
C.X射线的贯穿本领强,能射穿铅盒
D.在电磁波中,红外线与微波有很大一部分重叠区域,因此两者产生机理应该是一样的
思路解析：电磁波中,波长最长的无线电波最容易发生干涉和衍射,A错.X射线贯穿能力较强,但只能穿透几毫米厚的铝板,而不能穿透铝盒,C错.电磁波中微波属无线电波由电磁振荡电路产生,而红外线是由原子外层电子受激产生,D错.2-1-c-n-j-y
答案：B
7.红外线可以穿透云雾,是因为它的波长____________,所以它的_____________现象比较显著可以绕过障碍物继续传播;γ射线可以穿透金属,是因为它的频率____________,所以它的光子能量____________,穿透能力较强.www-2-1-cnjy-com
答案：长 衍射 高 大
8.(1)各种电磁波在真空中传播时,都具有相同的____________.
(2)波从一种介质进入另一种,一定不发生改变的是___________________________________.21·cn·jy·com
(3)对于红外线、紫外线、X光线和γ射线来说,最易发生明显衍射的是_________________.
(4)红光、橙光、黄光和绿光在同一种均匀介质中传播时波速最大的是_____________,最小的是_____________.【来源：21·世纪·教育·网】
答案：(1)波速 (2)频率 (3)红外线 (4)红光 绿光
9.电磁波的不同成分具有不同的特性,其中红外线的最显著作用是____________________效应,紫外线的最显著作用是____________效应,伦琴射线的特点是具有很强的____________.
答案：热 荧光 穿透能力
10.若某种紫外线频率为1.5×1015 Hz,试回答下列问题:
(1)该紫外线的波长为____________m.
(2)紫外线的主要作用是____________.
(3)请简要说明人们不接受紫外线照射、少量照射和大量照射会产生什么后果?
思路解析：(1)紫外线在真空中以光速传播,则=λf得=2×10-7 m.(2)紫外线主要作用是化学作用和荧光效应【来源：21cnj*y.co*m】
(3)少量频率0.75×1015 Hz的紫外线能杀菌,增强人体抗病能力,并通过皮肤产生维生素有益于人体健康;不照射紫外线,皮肤内胆固醇不易转化为维生素D,从而影响钙和磷的吸收;而频率为1.5×1015 Hz的紫外线,光子能量大,会透入皮肤深处伤害皮肤,使人体遗传物质脱氧核糖核酸受到损害,破坏其基因,使正常细胞蜕变为癌细胞,过量的紫外线还会引起角膜炎、白内障等疾病.21教育名师原创作品
答案：(1)2×10-7 (2)化学作用和荧光效应
(3)若无照射紫外线,皮肤内胆固醇不易转化为维生素D,从而影响钙和磷的吸收,过量的紫外线伤害人体组织,引起病变,还会引起角膜炎、白内障等疾病.21*cnjy*com
11.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链,在维持生态平衡方面发挥重要作用.蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的,假设老鼠的体温约37℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm,根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度的关系近似为Tλm=2.90×10-3 m·K.21教育网
(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为( )
A.7.9×10-5 m B.9.4×10-6 m C.1.16×10-4 m D.9.7×10-8 m
(2)老鼠发出的最强的热辐射属于( )
A.可见波段 B.紫外波段 C.红外波段 D.射线波段
思路解析：(1)由题目信息知:Tλm=2.90×10-3 m·K
当T=(273+37)K时,=9.4×10-6 m.
(2)红外线的主要作用是热作用,故其最强辐射属于红外波段.
答案：(1)B (2)C
走近高考
12.科学家发现地球大气层中的臭氧分子不断受到破坏.下列各项电磁波,哪一项会因臭氧层受损而对人类的健康构成最大危害( )www.21-cn-jy.com
A.可见光 B.紫外线 C.伽玛辐射 D.微波
思路解析：由于太阳光中存有大量紫外线,而过多的紫外线会伤害眼睛和皮肤,故因臭氧层受损而对人类构成最大伤害的是紫外线.21世纪教育网版权所有
答案：B
13.阅读如下资料并回答问题:
自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,称为热辐射.热辐射具有如下特点:辐射的能量中包含各种波长的电磁波;物体温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射和能量越大;在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同.21·世纪*教育网
处于一定温度的物体在向外辐射电磁波能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量,如果它处于平衡状态,则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体,它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体.单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体热力学温度的四次方成正比.即P0=δT4,其中常量δ=5.57×10-8 W/(m2·K4).【版权所有：21教育】
在下面的问题中,把研究对象都简单地看作黑体,有关数据及数学公式:太阳半径RS=696 000 km,太阳表面温度T=5 770 K,火星半径r=3 395 km,球面面积S=4πR2,其中R为半径.
(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7—1×102,求出相应的频率范围.
(2)每小时从太阳表面辐射的总能量是多少?
(3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2(r为火星半径)的圆盘上,已知太阳到火星的距离为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射,试估算火星的平均温度.21cnjy.com
解：(1)由得:=1.5×1015 Hz
=3×1013 Hz
辐射频率范围是3×1013—1.5×1015 Hz.
(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为
E=4πδRs2T4t,代入数据得E=1.38×1030 J.
(3)设火星表面温度为T0,太阳到火星的距离为d,火星单位时间内吸收来的太阳辐射能量为
Pλ=,d=400RS,所以Rλ=
火星单位时间内向外辐射的电磁波能量为P出=4πδr2T40,火星处于平衡状态P入=P出,即
,得T0==204 K.
答案：(1)3×1013—1.5×1015 Hz (2)1.38×1030 J (3)204 K【出处：21教育名师】
5 电磁波谱
更上一层楼
基础·巩固
1.太阳光辐射的能量集中在_____________、_______________、_______________三个区域.
答案：可见光 红外线 紫外线
2.红外线的主要作用是____________，红外线望远镜能在晚上看物体，是因为___________.
答案：热作用 一切物体都在不停地辐射红外线
3.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )
A.γ射线、红外线、紫外线、可见光 B.红外线、可见光、紫外线、γ射线
C.可见光、红外线、紫外线、γ射线 D.紫外线、可见光、红外线、γ射线
解析：在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定B项正确.21世纪教育网版权所有
答案：B
4.2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献，激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为5×1014 Hz，则该激光的波长落在电磁波谱中的哪一区域( )21cnjy.com
A.无线电波 B.红外线 C.可见光 D.紫外线
解析：由题给信息可知激光是一种电磁波，则由电磁波v=λf可求出λ=600 nm，属于可见光的范畴，C项正确.2·1·c·n·j·y
答案：C
5.可见光和γ射线相比较，在下列说法中哪些是正确的（ ）
A.可见光的衍射现象没有γ射线的衍射现象明显
B.γ射线能穿透几厘米厚的铅板，用可见光只能穿透几厘米厚的铝板
C.在同一种介质中，可见光的传播速度比γ射线的传播速度大
D.γ射线的穿透能力比任何一种可见光的穿透能力都要大
解析：可见光的波长较γ射线的长，所以可见光的衍射现象较明显，A项错误.γ射线能穿透几厘米厚的铅板，而可见光只要有一张纸板即可挡住，B项错误.在同一种介质中，可见光的传播速度和γ射线的传播速度相同，C项错误.γ射线的穿透能力比任何一种可见光的穿透能力都要大，D项正确.www.21-cn-jy.com
答案：D
6.关于红外线与紫外线的说法中，正确的是( )
A.红外线的热效应显著，而紫外线的化学效应显著
B.红外线绕过障碍物的能力比紫外线强
C.红外线与紫外线既有相同的地方，又有不同的特性
D.红外线和紫外线都是可见光的一部分
答案：ABC
7.关于红外线，下列说法正确的是( )
A.红外烤箱中的红光就是红外线
B.红外线比可见光更容易发生衍射
C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
解析：红外线是看不见的，所以烤箱中的红光不是红外线，A项错误.红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射，B项正确.一切物体，包括高温物体和低温物体都在辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强，C项错误.红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著，D项正确.
答案：BD
8.间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标，这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它，这种遥感照相机敏感的电磁波属于（ ）
A.可见光波段 B.红外波段 C.紫外波段 D.X射线波段
答案：B
综合·应用
9.高压线向远方输送大量电能，把能量源源不断地送到城乡各地，如果居民的房屋在高压线下边不远处，对人会有影响吗？21教育网
解析：高压输电线路中通过的是三相交流电，每相电流都是按正弦规律变化的交变电流，这个交变电流必然会在周围产生交变的磁场，交变的磁场又会在周围空间产生交变的电场，这个交变电场又会在周围空间产生交变磁场……【来源：21·世纪·教育·网】
这就产生了不可分割的统一体——电磁场.如果人长期处在强电磁场中一定会对人产生影响，在变压所（站）工作的人员都有磁辐射费，这也说明对人不会产生好的的作用，究竟能起多大作用，还有待继续研究.21·世纪*教育网
请注意：现在打手机的人特别多了，打手机时会在人头部形成较强电磁场，这也会对人产生一定影响，所以可以打电话时不要打手机，打手机时间也不要过长.21·cn·jy·com
10.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够_____________（填“增强”或“减弱”）对电磁波吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够_________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备.www-2-1-cnjy-com
解析：题目介绍了电磁波在军事上的用途.电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射.据此即可确定答案.2-1-c-n-j-y
答案：增强 减弱
11.（经典回放）按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.50 W/m2，若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 W，那么在距离该通讯装置_________m以外是符合规定的安全区域（已知球面积为S=4πR2）.
解析：设所求距离为x，由题意知
＜0.50
解得：x＞0.40 m.
答案：0.40
