高中物理选择性必修-第2册-第4章-2电磁场与电磁波

第四章2电磁场与电磁波A组·基础达标1．(多选)(2020年荆门月考)下列说法正确的是()A．光由一种介质进入另一种介质时频率不变B．机械波在介质中传播的速度与波的频率有关C．电磁波和机械波都需要通过介质传播D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波【答案】AD【解析】光由一种介质进入另一种介质时频率不变，故A正确；机械波在介质中传播的速度与波的频率无关，故B错误；电磁波不需要通过介质传播，故C错误；根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波，故D正确．2．(多选)(2021年南通检测)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是()A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场【答案】BD【解析】麦克斯韦电磁场理论指出，如果场的变化是均匀的，产生新的场是稳定的，如果场的变化是不均匀的，产生新的场也是变化的，振荡电场按正弦(或余弦)规律变化，由它感应产生的磁场也按正弦(或余弦)规律变化，故B、D正确．3．电磁波由真空进入介质中时，其波速变为原来的一半，则波长变为原来的()A．一半 B．两倍C．不变 D．无法判断【答案】A【解析】电磁波在不同介质中传播时，频率不变．由v＝λf知v减半，则λ减半，故A正确．4．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是()A．教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场B．工作时打点计时器周围必有磁场和电场C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直【答案】ABD【解析】教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的都是振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故D正确．5．下列关于电磁波的说法正确的是()A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播【答案】B【解析】电磁波具有波的共性，可以发生衍射现象，故B正确．电磁波是横波，能发生偏振现象，故C错误．电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A、D错误．6.(多选)如图所示的是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，现将一直径略小于管内径的带负电的小球以某种方式置于管内，并使小球以初速度v0在管内开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的空间，磁感应强度随时间成正比增大，设小球在运动过程中带电荷量不变，则()A．小球受到的电场力大小不变B．小球受到的电场力大小增加C．磁场力对小球不做功D．小球受到的磁场力不断增加【答案】ACD【解析】变化的磁场周围产生电场，由于磁场均匀变化，故在电荷所在空间形成稳定的电场，电场线环绕方向(俯视)为逆时针，故A正确；小球所受电场力方向与初速度方向同向，不断加速，由F洛＝qvB知，所受洛伦兹力增加，洛伦兹力始终不做功，C、D正确．7．(多选)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3×108C．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【答案】AC【解析】电磁波在真空中传播速度为光速c＝3×108m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不发生变化，波长、波速变化．另外，电磁波仍具有波的特性．电磁波只有在真空中的传播速度才为3×108m/s，在其他介质中传播速度均小于3×108m/s.电磁波与其他波一样具有干涉、衍射等波的特性．当电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，因为c8．(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波与电磁波，本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都可发生干涉、衍射现象【答案】BCD【解析】机械波是机械振动在介质中的传播产生的，而电磁波是电磁振荡产生的，产生的本质不同，A错误．不同频率的机械波在同一介质中传播速度是相同的，在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同，B正确．机械波有横波和纵波之分，而电磁波只有横波这一种形式，C正确．机械波和电磁波虽然本质不同，但有波的共同特征，都能发生干涉、衍射现象，D正确．综上所述，正确答案为BCD.9．某电路中电场随时间变化的图像如图所示，能发射电磁波的电场是()ABCD【答案】D【解析】图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做周期性变化，能在周围空间产生周期性变化的磁场，D正确．B组·能力提升10．(多选)(2021年华中师大附中月考)关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是()A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线【答案】AC【解析】机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，A正确；弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，B错误；有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，C正确；波长越大的衍射能力越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，D错误．11．雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来，已知该电磁波速度为3×108m/s，某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过t＝173s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4s解：已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4s，从甲图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线，即t＝4×10－4s，利用公式可得刚开始相距s1＝0.5vt＝0.5×3×108m/s×4×10－4s＝6同理173s后相距s2＝0.5vt′＝0.5×3×108m/s×2×10－4s＝3结合几何关系，故移动的距离为Δs＝eq\r(s\o\al(2,1)－s\o\al(2,2))＝eq\r(6×1042－3×1042)m≈5.2×104m，移动速度v＝eq\f(Δs,Δt)＝eq\f(5.2×104,173)m/s≈300m/s.12．在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？(已知地球的质量为6.0×1024kg，地球半径为6.4×106m，引力常量为6.67×10－11N·m解：主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是以有限的速度