4.1-4.2电磁波谱同步作业 Word版含解析

第四章 电磁波及其应用
一、电磁波的发现
二、电磁波谱
A组(20分钟)
1.(多选)下列说法正确的有(　　)
A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B.电磁感应现象是法拉第发现的
C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D.最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹
解析:最早预见到有电磁波存在的科学家是麦克斯韦,赫兹用实验证明了电磁波的存在,D项不正确;由物理学史的知识可知,其他三项都是正确的。
答案:ABC
2.(多选)下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波
B.电磁波传播需要介质
C.停止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能独立存在
D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
解析:对电磁波的产生机制及传播途径要搞清,如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是恒定的,就不能产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波。电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,故应选C、D项。
答案:CD
3.下列关于电磁波的叙述不正确的是(　　)
A.电磁波可以在真空中传播
B.电磁波在真空中的传播速度c=3.00×108 m/s
C.电磁波由真空进入水中传播时,波长变长
D.电磁波的频率与介质无关
解析:电磁波在真空中的传播速度等于c,进入其他介质后的速度将小于c。电磁波由真空进入水中时,频率不变,波速会变小,根据v水=λ水f和c=λ0f,知λ水<λ0,即电磁波在水中的波长不会变长而是变短,选项C错误。
答案:C
4.下列有关电磁场理论的说法正确的是(　　)
A.任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B.任何电场都要在周围空间产生磁场
C.任何变化的电场要在周围空间产生磁场
D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体
解析:根据麦克斯韦理论,均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的,故A错。同理,并不是任何电场都会在周围空间产生磁场,故B错。电场和磁场并不总是相互联系着的,例如,静止电荷周围只有静电场,静止磁体周围只有稳定的磁场。只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体,即电磁场,故D错。
答案:C
5.(多选)关于波长为0.6 μm的红光,下列说法中正确的是(　　)
A.其在真空中的传播速度为3.00×108 m/s
B.其频率是5×1014 Hz
C.传播10 m的距离需要的时间是1.0×10-5 s
D.在10 m的距离中有1.7×107个波长
解析:各种电磁波在真空中的传播速度都为光速,关于波长、频率,应借助c=λf求解。各种电磁波在真空中的传播速度等于光速,故A项正确;由题意知λ=0.6 μm=0.6×10-6 m,根据公式,B项正确;传播10 m的时间t=
??
??
=3.3×10-8 s,C项错误;10 m中的波长个数为n=
??
??
=1.7×107个,D项正确。
答案:ABD
6. 关于电磁波家族,下列说法正确的是0(　　)
A.无线电波和X射线的传播一定需要介质
B.可见光与紫外线在真空中的传播速度相等
C.红外线和γ射线频率相等
D.无线电波与紫外线波长相等
解析:无线电波与X射线都是电磁波,所以其传播不需要介质,故A错误;不同波长的电磁波在真空中传播速度是相同的,都是3.00×108 m/s,故B正确;红外线与γ射线的波速相同,但波长不同,据c=λf可知频率不同,故C错误;根据电磁波谱的排列顺序可知,无线电波与紫外线波长不相等,故D错误。
答案:B
7.下列能说明电磁波具有能量的依据是(　　)
①可见光射入人的眼睛,人看到物体　②放在红外线区域的温度计升温很快　③收音机调到某个台时,调谐电路发生电谐振　④λ射线具有很强的贯穿能力
A.①②④ B.①②③
C.①②③④ D.②③④
解析:人眼看到物体,说明人眼感受到了可见光的能量,①对;红外线具有热作用,说明红外线具有能量,②对;电谐振在调谐电路中的感应电流的能量来源于空中的无线电波,③对;λ射线具有很高的能量说明λ射线的贯穿能力强,④对。
答案:C
8.(1)家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,它的波长是多少?
(2)某广播电台发射的电磁波的波长为500 m,它的频率是多少?
解析:(1)由c=λf得λ=
??
??
=
3.00×1
0
8
2 450×1
0
6
m=0.12 m。
(2)由c=λf得f=
??
??
=
3.00×1
0
8
500
Hz=6×105 Hz。
答案:(1)0.12 m　(2)6×105 Hz
B组(15分钟)
1.某电路中电场随时间变化的图象如图所示,能发射电磁波的电场是(　　)
/
解析:变化的电场可产生磁场,产生的磁场是由电场的变化情况决定的。均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场。题图A中电场不随时间变化,不会产生磁场。题图B和题图C中电场都随时间做均匀的变化,在周围空间产生稳定的磁场,这个磁场不能再激发电场,所以不能激起电磁波。题图D中是一振荡的电场,它将在周围空间产生振荡的磁场,振荡的磁场又产生振荡的电场,从而形成一个不可分割的统一体,即电磁场,它由近及远的传播即为电磁波。
答案:D
2. 如图乙所示的四种磁场变化情况,能产生如图甲中电场的是(　　)
/
甲
/
乙
解析:由麦克斯韦的电磁场理论知均匀变化的磁场产生恒定的电场,故选B。
答案:B
3.(多选)在空间某处存在一个变化的磁场,则正确的是0(　　)
A.在变化的磁场周围一定能产生变化的电场
B.在磁场中放一个闭合线圈,线圈里一定有感应电流
C.在磁场中放一个闭合线圈,线圈里不一定有感应电流
D.变化的磁场周围产生电场,跟闭合线圈的存在与否无关
解析:均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,A错。在磁场中放置一个闭合线圈,若线圈中没有可以自由移动的电荷,虽然产生了电场,也产生了感应电动势,但没有感应电流,B错,C对。变化的磁场周围一定产生电场,与是否存在线圈无关,D对。
答案:CD
4.在真空中传播的波长为15 m的电磁波,进入某一介质中传播时,若传播速度为2×108 m/s,该电磁波在介质中的波长是多少?
解析:应用关系式λ=
??
??
因电磁波在介质中传播频率不变,其波长比为
??
2
??
1
=
??
??
,则有λ2=
??
1
??
??
=
15×2×1
0
8
3.00×1
0
8
m=10 m。
答案:10 m
5.从地球向月球发射电磁波,地球与月球的距离为3.84×105 km,求从发射到接收反射回来的电磁波共需多长时间?
解析:电磁波的传播速度为3.0×108 m/s
由x=vt得
t=
??
??
=
2×3.84×1
0
8
3.0×1
0
8
s=2.56 s。
答案:2.56 s