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1、電磁振蕩與電磁波 一、麥克斯韋電磁場理論 1．理論內(nèi)容 變化的磁場能夠產(chǎn)生電場，變化的電場能夠產(chǎn)生磁場。根據(jù)這個理論，周期性變化的電場和磁場相互聯(lián)系，交替產(chǎn)生，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即電磁場。 2．深度理解 （1）恒定的電場不產(chǎn)生磁場；恒定的磁場不產(chǎn)生電場。 （2）均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場；均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場。 （3）振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。 二、電磁振蕩 1．LC振蕩電路：由自感線圈和電容器組成的電路就是最簡單的振蕩電路，簡稱LC電路。如圖所示，先將開關(guān)K和1接觸，開關(guān)閉合后電源給電容器C充電

2、，然后將S和2接觸，在LC電路中就出現(xiàn)了大小與方向都做周期性變化的振蕩電流。在產(chǎn)生電流的過程中，電容器極板上的電荷q、電路中的電流i、電容器內(nèi)的電場強(qiáng)度E和線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B都發(fā)生周期性變化，這種現(xiàn)象叫做電磁振蕩。 （1）從振蕩的表象上看：振蕩過程實際上是通過線圈L對電容器C充、放電的過程。 （2）從物理本質(zhì)上看：振蕩過程實質(zhì)上是磁場能和電場能之間通過充、放電相互轉(zhuǎn)化的過程。 2．電磁振蕩的周期和頻率 與力學(xué)中的簡諧運動類似，如果沒有能量損失，也不受外界影響，電磁振蕩的周期與頻率由振蕩電路本身的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)決定，因此稱這個周期與頻率為固有周期與固有頻率，LC電磁振蕩的周期T=2π，

3、頻率。 3．電磁振蕩的規(guī)律 電路狀態(tài) 電容器充 放電狀態(tài) 電容器正向 充電完成 電容器正向 完全放電 電容器反向 充電完成 電容器反向 完全放電 時刻 0 電荷量 最大 0 最大 0 電壓 最大 0 最大 0 電場能 最大 0 最大 0 電流 0 正向最大 0 反向最大 磁場能 0 最大 0 最大 三、電磁波 1．電磁波與機(jī)械波的比較 名稱 電磁波 機(jī)械波 研究對象 電磁現(xiàn)象 力學(xué)現(xiàn)象 產(chǎn)生 由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生 由質(zhì)點（波源）的振動產(chǎn)生 波的特點 橫波

4、 縱波或橫波 波速 在真空中等于光速c=3×108 m/s 在空氣中不大（如聲波波速一般為340 m/s） 介質(zhì)需要 不需要介質(zhì)，真空中仍可傳播 必須有介質(zhì)，真空中不能傳播 能量傳播 電磁能 機(jī)械能 2．無線電波的發(fā)射與接收 無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波。無線電波的波長從幾毫米到幾十千米。根據(jù)波長（或頻率），通常將無線電波分成幾個階段，每個波段的無線電波分別有不同的用途。 （1）無線電波的發(fā)射：高頻振蕩、開放電路（如左圖所示）。 ①調(diào)制：在無線電傳播技術(shù)中，首先將聲音、圖象等信息通過聲電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等方式轉(zhuǎn)換為電信號，但這種電信號頻率低，不能用來直接發(fā)射電

5、磁波，所以要把傳遞的低頻率電信號“加”到高頻電磁波上，使電磁波的頻率或振幅隨各種信號而改變，這種使電磁波隨各種信號而改變的基數(shù)叫調(diào)制。 ②調(diào)制的兩種方式：調(diào)幅和調(diào)頻。使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅；使高頻振蕩的頻率隨信號而改變的叫調(diào)頻。 （2）無線電波的接收：調(diào)諧電路（如右圖所示）。 ①調(diào)諧：調(diào)諧電路的固有頻率可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變，將調(diào)諧電路的頻率調(diào)節(jié)到與需要接收的某個頻率的電磁波相同，使接收電路產(chǎn)生電諧振，這一過程叫做調(diào)諧。 電諧振：當(dāng)接收到的電磁波的頻率跟接收電路的固有頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。 ②解調(diào)：從接收到的高頻振蕩中分

6、離出所攜帶的信號的過程叫做解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。 3．電磁波譜及電磁波的應(yīng)用 電磁波譜 頻率/Hz 真空中波長/m 特性 應(yīng)用 無線電波 <3×1011 >10–3 波動性強(qiáng)，易衍射 無線電技術(shù) 紅外線 1011~1015 10–3~10–7 熱效應(yīng) 紅外遙感 可見光 1015 10–7 引起視覺 照明、攝影 紫外線 1015~1017 10–7~10–9 化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng) 醫(yī)用消毒、防偽 X射線 1016~1019 10–8~10–11 貫穿本領(lǐng)強(qiáng) 檢查、醫(yī)用透視 γ射線 >1019 <10–11

7、 貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)、能量高 工業(yè)探傷、醫(yī)用治療 （2018·北京101中學(xué)下學(xué)期高二年級期末考試）麥克斯韋電磁場理論告訴我們 A．任何電場周圍都要產(chǎn)生磁場 B．任何變化的電場都要在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場 C．任何變化的電場都要在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場 D．周期性變化的電場要在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場 【參考答案】D 【詳細(xì)解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場；均勻變化的電（磁）場只能產(chǎn)生恒定不變的磁（電）場，周期性變化的電場要在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，故ABC錯誤，D正確，故選D。 【名師點睛】要特別注意的是：非均勻變

8、化的電場（磁場）產(chǎn)生的磁場（電場）可能是均勻變化的，也可能是非均勻變化的，如電場（磁場）隨時間以二次函數(shù)關(guān)系變化，則該電場（磁場）將產(chǎn)生均勻變化的磁場（電場）。 1．（2018·上海市閔行區(qū)高三第一學(xué)期期末質(zhì)量調(diào)研考試）下列關(guān)于電磁場的說法正確的是 A．電磁場的本質(zhì)是電場 B．電磁場的本質(zhì)是磁場 C．電磁場是電場和磁場的統(tǒng)稱 D．電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體 【答案】D 【解析】電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體。故D項正確，ABC三項錯誤。 2．下列關(guān)于電磁場和電磁波的正確說法是 A．電場和磁場總是相互聯(lián)系的

9、，它們統(tǒng)稱為電磁場 B．電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播形成電磁波 C．在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場 D．電磁波是一種物質(zhì)，可以在真空中傳播 【答案】BD 【解析】變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，這種電磁場的交替產(chǎn)生由近及遠(yuǎn)地向外傳播，形成了電磁波，A錯誤，B正確；在恒定的電場（磁場）周圍不產(chǎn)生磁場（電場），C錯誤；電磁波是一種物質(zhì)，可以在真空中傳播，D正確。 （2018·河北省邢臺市第二中學(xué)高中物理選修3-4課時訓(xùn)練）在LC振蕩電路中，和時電感線圈中的磁感線和電容器中的極板帶電情況如圖所示，若，則下列說法中正確的是 A．在時刻電

10、容器正在充電 B．在時刻電容器正在充電 C．在時刻電路中的電流處在增大狀態(tài) D．在時刻電路中的電流處在增大狀態(tài) 【參考答案】BC 【詳細(xì)解析】當(dāng)（k=0,1,2,…）時，由圖可知振蕩電路電流為零，A錯誤；當(dāng)電場強(qiáng)度增大時，電容器充電，線圈中自感電動勢與電流方向相同，B錯誤；電容器充電時，電場能增大，磁場能減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，C正確；相鄰的充、放電時間內(nèi)，電荷的運動方向相反，電流方向相反，D錯誤。 1．如圖，L是電阻不計的電感，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，再斷開S，LC電路將產(chǎn)生電磁振蕩。若規(guī)定L中電流方向從a到b為正，斷開S的時刻為t=0，則能正確表示電感中電流

11、i隨時間t變化規(guī)律的是 A B C D 【答案】B 【解析】S斷開瞬間，L產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流方向與原來方向相同，即從a到b，電流減小，電容器充電，右端為正極板，然后電容器放電，電流方向從b到a，選B。 2．（2018·河南省南陽市高二下學(xué)期期末考試）振蕩電路的振蕩周期為時刻電流方向如圖所示,此時電容器不帶電。下列圖象正確的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根據(jù)題意，t=0時刻，極板上電荷量為零，電場強(qiáng)度為零，電場能為零；磁場能最強(qiáng)，振蕩電流最大，電容器即將進(jìn)行反向充電。由于能量是標(biāo)量，所以線圈中磁場能的圖象應(yīng)該在橫軸上方。故本題選

12、D。 （2018·安徽省普通高中學(xué)業(yè)水平考試物理試題）下列關(guān)于電磁波的說法正確的是 A．電磁波不具有能量 B．Χ射線和γ射線都不是電磁波 C．電磁波在真空中的傳播速度等于光速 D．不同頻率的電磁波在真空中的波長都相等 【參考答案】C 【詳細(xì)解析】電磁波既能傳遞信息，也能傳遞能量，A錯誤；Χ射線和γ射線都是電磁波，B錯誤；電磁波在真空中的傳播速度等于光速，C正確；電磁波在真空中傳播的速度相等，根據(jù)可知不同頻率的電磁波的波長不相等，D錯誤。 【名師點睛】解電磁波譜及電磁波的應(yīng)用類問題，首先要牢記電磁波譜中各類電磁波按照頻率或波長大小關(guān)系的排列順序（無線電波、紅外線、可見

13、光、紫外線、X射線、γ射線），根據(jù)其波長和頻率的大小關(guān)系，聯(lián)系其表現(xiàn)為波動性或粒子性，理解記憶其應(yīng)用。 1．電磁波與我們的生活密切相關(guān)，下列關(guān)于電磁波及其應(yīng)用的說法正確的是 A．電磁波不會產(chǎn)生污染 B．電磁波不能在真空中傳播 C．電飯煲是利用電磁波來加熱食物的電器 D．雷達(dá)是利用電磁波測定物體位置的無線電設(shè)備 【答案】D 【解析】電磁波會產(chǎn)生電磁輻射，過量的輻射也是污染，如光污染、γ射線污染，A錯誤；電磁波可以在真空中傳播，B錯誤；電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)加熱食物的，C錯誤；雷達(dá)是利用電磁波測定物體位置的無線電設(shè)備，D正確。 2．（2018·北京市北京一零一中學(xué)高二下學(xué)期期

14、中考試）下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用，說法正確的是 A．紅外線和射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體 B．一切物體都在不停地向外輻射紅外線和紫外線 C．電磁波中頻率最大為射線，最容易用它來觀察衍射現(xiàn)象 D．紅外線容易穿過云霧煙塵是利用它的波長較大，容易發(fā)生明顯衍射的特性 【答案】D 【解析】X射線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上的人體透視，而紅外線的穿透本領(lǐng)較差，故A錯；紅外線一切物體都能發(fā)出，而紫外線是一切高溫物體能夠發(fā)出，故B錯；電磁波衍射現(xiàn)象與波長有關(guān)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，而射線波長最短，則不容易觀察到衍射現(xiàn)象，故C錯；紅外線能夠穿過云霧煙塵是利用它的波長較長，容

15、易發(fā)生明顯衍射的特性，D正確。故選D。 1．（2018·陜西省寶雞市金臺區(qū)高二（文）第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測）關(guān)于電磁波，下列敘述中正確的是 A．電磁波在真空中的傳播速度為3×108 m/s B．電磁波和機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)傳播 C．電磁波中每一處電場強(qiáng)度方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相互垂直，與波的傳播方向平行 D．電磁波發(fā)射時需要經(jīng)過解調(diào)，解調(diào)的方式有調(diào)幅和調(diào)頻 2．（2018·河南省鄭州第一〇六中學(xué)高二上學(xué)期期中考試）下列關(guān)于電磁場和電磁波的說法中，正確的是 A．電場和磁場總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場 B．變化的電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波 C．在電場周圍一定產(chǎn)

16、生磁場，在磁場周圍一定產(chǎn)生電場 D．電磁波是一種波，聲波也是一種波，理論上它們是同種性質(zhì)的波動 3．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是 A．雷達(dá)是用X光來測定物體位置的設(shè)備 B．使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做解調(diào) C．用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光 D．變化的電場可以產(chǎn)生變化的磁場 4．關(guān)于電磁波和電磁場，下列敘述正確的是 A．電磁波的能量越大，在真空中傳播速度就越大 B．電磁波中每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直 C．電磁波依賴于介質(zhì)傳播 D．只要空間某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就能產(chǎn)生電磁波 5．在下列說法中

17、符合實際的是 A．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術(shù)室消毒 B．醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術(shù)室消毒 C．在人造地球衛(wèi)星上對地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力 D．在人造地球衛(wèi)星上對地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力 6．（2018·福建省師大附中高二下學(xué)期期中考試）如圖所示為某時刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時刻 A．振蕩電流i在增大 B．電容器正在放電 C．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化 D．線圈中的磁場在增強(qiáng) 7．（2018·浙江省寧波諾丁漢大學(xué)附屬中學(xué)高二下學(xué)期期末考試）如圖所示的LC振蕩電路中，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路的電流正在減小，則此時

18、 A．a(chǎn)點電勢比b點低 B．電容器兩極板間場強(qiáng)正在增大 C．電路中電場能正在增大 D．線圈中感應(yīng)電動勢正在減小 8．實際發(fā)射無線電波的過程如圖所示。高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖甲所示，人對著話筒說話時產(chǎn)生低頻信號如圖乙所示。根據(jù)以上圖象，發(fā)射出去的電磁波圖象應(yīng)是 A B C D 9．太赫茲輻射是指頻率從0.1~10 THz（1 THz=1012 Hz），波長介于無線電波中的毫米波與紅外線之間的電磁輻射，輻射所產(chǎn)生的T射線在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測、通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。最近，科學(xué)家終于研制出以紅外線激光器為

19、基礎(chǔ)的首臺可產(chǎn)生4.4 THz的T射線激光器，從而使T射線的有效利用成為現(xiàn)實，如圖所示，關(guān)于4.4 THz的T射線下列說法中正確的是 A．它的波長比可見光短 B．它是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的 C．與紅外線相比，T射線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．與X射線相比，T射線更容易表現(xiàn)出粒子性 10．下列方法中能使平行板電容器的極板間產(chǎn)生磁場的是 A．把電容器接在直流電源兩端 B．把電容器接在交流電源兩端 C．給電容器充電后保持電荷量不變，將兩板間距離勻速增大 D．以上說法均不對 11．（2018·四川省成都市第七中學(xué)高二下學(xué)期半期考試）下列有關(guān)電磁場、電磁波、電磁波譜的說法中正確的是

20、 A．麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)之一是“變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生變化的電場” B．電磁波譜按波長由長到短的順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線 C．一切物體都在不停的發(fā)射紅外線和紫外線 D．振蕩電路只須有足夠高的振蕩頻率就可以有效發(fā)射電磁波 12．如圖是現(xiàn)代家庭生活中常見的微波爐，它的作用是快速加熱食物，既省時、省電，又安全、衛(wèi)生。有關(guān)微波爐使用的說法中正確的是 A．加熱食物不能使用金屬器皿 B．袋裝牛奶可直接用微波爐加熱 C．微波爐的外殼及玻璃門上的屏蔽網(wǎng)都是塑料的 D．微波爐加熱食物快的原因是電磁波可以深入到食物內(nèi)部，食物的內(nèi)、外部幾乎同

21、時變熱 13．（2018·黑龍江省哈爾濱市第三中學(xué)高二上學(xué)期期中考試）下列關(guān)于光和無線電波的說法中正確的是 A．光和無線電波在任何介質(zhì)中的傳播速度都是相同的 B．光不是電磁波，無線電波是電磁波 C．光可以反射，無線電波不會反射 D．光和無線電波在真空中的傳播速度相同 14．（2018·福建省泉州市永春第二中學(xué)2018年秋高二物理期中考試題）關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是 A．周期性變化的電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波 B．在電場的周圍總能產(chǎn)生磁場,在磁場的周圍總能產(chǎn)生電場 C．電磁波是一種物質(zhì)，只能在真空中傳播 D．電磁波傳播的速度總是3.0×108 m/s

22、 15．（2018·江蘇南通中學(xué)高二必修上期中考）下列說法正確的是 A．微波爐中的微波屬于紅外線 B．因為γ射線的能量最大，太陽輻射中能量最集中的是γ射線 C．太陽輻射中能量最強(qiáng)的集中在黃光、綠光附近 D．紅外線具有較高的能量，常常利用其滅菌消毒 16．某LC電路的振蕩頻率為520 kHz，為能提高到1 040 kHz，以下說法正確的是 A．調(diào)節(jié)可變電容，使電容增大為原來的4倍 B．調(diào)節(jié)可變電容，使電容減小為原來的1/4 C．調(diào)節(jié)電感線圈，使線圈匝數(shù)增加到原來的4倍 D．調(diào)節(jié)電感線圈，使線圈電感變?yōu)樵瓉淼?/2 17．在LC振蕩電路中，t1時刻和t2時刻電感線圈中的磁感

23、線和電容器中極板的帶電情況分別如圖所示，則下列說法中正確的是 A．在t1時刻電容器正在充電 B．在t2時刻電容器正在充電 C．在t1時刻電路中的電流處在增大狀態(tài) D．在t2時刻電路中的電流處在增大狀態(tài) 18．（2018·山東省樂陵第一中學(xué)高三一輪復(fù)習(xí)）克斯韋電磁場理論的兩個基本論點是：變化的磁場可以產(chǎn)生電場；變化的電場可以產(chǎn)生__________，從而預(yù)言了空間可能存在電磁波。電磁波按照波長由長到短排列依次是：無線電波、紅外線、_________、紫外線、X射線和γ射線。已知電磁波在空氣中的傳播速度近似等于，南通人民廣播電臺的“經(jīng)濟(jì)、生活”節(jié)目的頻率是，該電磁波在空氣中的波長為_

24、__________m。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字） 19．（2018·江蘇卷）梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波 A．是橫波 B．不能在真空中傳播 C．只能沿著梳子搖動的方向傳播 D．在空氣中的傳播速度約為 20．（2017·浙江卷）下列說法正確的是 A．β、γ射線都是電磁波 B．原子核中所有核子單獨存在時，質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量 C．在LC振蕩電路中，電容器剛放電時電容器極板上電量最多，回路電流最小 D．處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，共能輻射出四種不同頻率的光子 21．（2016·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）關(guān)于電磁波，下列說法正確的是 A．電磁波在

25、真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波 C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直 D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失 22．（2016·北京卷）下列說法正確的是 A．電磁波在真空中以光速c傳播 B．在空氣中傳播的聲波是橫波 C．聲波只能在空氣中傳播 D．光需要介質(zhì)才能傳播 23．（2016·上海卷）各種不同頻率范圍的電磁波按頻率由大到小的排列順序是 A．γ射線、紫外線、可見光、紅外線 B

26、．γ射線、紅外線、紫外線、可見光 C．紫外線、可見光、紅外線、γ射線 D．紅外線、可見光、紫外線、γ射線 24．（2016·天津卷）我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1~10 m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的是 A．米波的頻率比厘米波頻率高 B．和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播 C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象 D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 25．（2018·北京卷）（1）靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。 a．請根據(jù)電場強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點電荷Q的場強(qiáng)表達(dá)式； b．點電荷的電場線和等

27、勢面分布如圖所示，等勢面S?、S?到點電荷的距離分別為r?、r?。我們知道，電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強(qiáng)度的大小。請計算S?、S?上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2。 （2）觀測宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠(yuǎn)單位面積接收的電磁波功率越小，觀測越困難。為了收集足夠強(qiáng)的來自天體的電磁波，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要路徑。2016年9月25日，世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽(yù)為“中國天眼”。FAST直徑為500 m，有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。 a．設(shè)直徑為100 m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P?，計算FAS

28、T能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P?； b．在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的，僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象，設(shè)直徑為100 m望遠(yuǎn)鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0，計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N。 2．B【解析】根據(jù)麥克斯韋電磁場理論知，變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場，故A錯誤；變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，形成電磁場，電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就是電磁波，故B正確；只有變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍才一定產(chǎn)生電場，故C錯誤；電磁波是一種波，聲波也是一種波，它們

29、具有波的共性，但前者是電磁場在空間的傳播，后者是機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播，不同，故D錯誤。所以B正確，ACD錯誤。 3．D【解析】雷達(dá)是用無線電波來測定物體位置的設(shè)備，A錯誤；使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制，包括調(diào)頻和調(diào)幅兩種，B錯誤；用紫外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光，C錯誤；非均勻變化的電場可以產(chǎn)生變化的磁場，D正確。 4．BD【解析】電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的能量無關(guān)，A錯誤；電磁波是橫波，每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直，B正確；電磁波能在真空中傳播，不需要介質(zhì)，C錯誤；只要空間某個區(qū)域有振蕩的電場或磁

30、場，就能產(chǎn)生電磁波，D正確。 5．BD【解析】紫外線具有殺菌、消毒的作用，X射線穿透能力較強(qiáng)，因此醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，用X射線透視人體，A錯誤，B正確；在人造地球衛(wèi)星上對地球進(jìn)行拍攝是利用射線的衍射能力較強(qiáng)，容易透過云霧煙塵，因而用波長較長的紅外線，C錯誤，D正確。 6．C【解析】通過圖示電流方向，知電容器在充電，振蕩電流減小，電容器上的電荷量正在增大，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，線圈中的磁場在減弱，故C正確，ABD錯誤；故選C。 7．BC【解析】根據(jù)安培定則，線圈中的電流從b到a，此時電流正在減小，表明電容器正在充電，所以下板帶負(fù)電，上板帶正電，a點電勢比b點高，電容器

31、兩極板間場強(qiáng)正在增大，電場能在增大，電流放電變快，線圈中感應(yīng)電動勢變大，故BC正確、AD錯誤。故選BC。 8．B【解析】由圖可知，該調(diào)制為調(diào)幅，即發(fā)射信號的振幅隨聲音信號振幅的變化而變化，選B。 9．C【解析】電磁波中波長從長到短依次是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，T射線介于無線電波和紅外線之間，可見它的波長比可見光長，A錯誤；原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的是X射線，B錯誤；波長越長的電磁波，越容易表現(xiàn)出波動性，C正確；波長越短的電磁波，越容易表現(xiàn)出粒子性，D錯誤。 11．B【解析】A、麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)之一是“變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場”，故A

32、錯誤；B、電磁波按波長由長到短的排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，故B正確；C、一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，同時也在不斷地吸收紅外線，但不一定能夠發(fā)射紫外線，故C錯誤；D、振蕩電路發(fā)射電磁波的條件是：有足夠高的振蕩頻率與開放電路，而為了把無線電波發(fā)射出去，就要改造LC振蕩電路；增大電容器極板間的距離，減小極板的面積，同時減小自感線圈的匝數(shù)，以便減小L、C的值，增大振蕩頻率，同時使電場和磁場擴(kuò)展到外部空間，故D錯誤；故選B。 13．D【解析】光和無線電波都是電磁波，在真空中的傳播速度與光速相同；不同的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度與其頻率有關(guān)；故光和無線電波在介質(zhì)

33、中的傳播速度不相同；故AB錯誤，D正確；光和電磁波均可以發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象；故C錯誤；故選D。 14．A【解析】周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，逐漸向外傳播，形成電磁波。故A正確。變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，恒定不變的磁場不會產(chǎn)生電場，同樣恒定不變的電場也不會產(chǎn)生磁場，故B錯誤。電磁場本身就是一種物質(zhì)，可以不依賴物質(zhì)傳播，也可以在介質(zhì)中傳播。故C錯誤。電磁波在真空中傳播速度是3×108 m/s，故D錯誤。故選A。 15．C【解析】微波爐中的微波屬于電磁波，頻率比紅外線要低，選項A錯誤；太陽輻射中能量最集中的是可見光，選項B錯誤；太陽

34、輻射中能量最強(qiáng)的集中在黃光、綠光附近，選項C正確；紫外線具有較高的能量，常常利用其滅菌消毒，選項D錯誤；故選C。 16．B【解析】由LC電路的振蕩頻率可知，要使頻率提高到原來的2倍，則可以只減小電容或只減小電感為原來的1/4，B正確，ACD錯誤。 17．BC【解析】由圖可知，t1時刻產(chǎn)生磁場的感應(yīng)電流方向沿順時針方向，則此時電容器正在放電，放電電流逐漸增大，A錯誤，C正確；t2時刻產(chǎn)生磁場的感應(yīng)電流方向沿順時針方向，則此時電容器正在充電，充電電流逐漸減小，B正確，D錯誤。 18．磁場 可見光 2.9 【解析】麥克斯韋建立了電磁場理論：變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場；

35、并預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲用實驗證實電磁波存在。電磁波中波長最長的是無線電波，波長最短的是γ射線，電磁波按波長由長到短的排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、γ射線。由波速公式c=λf得波長為：。 19．AD【解析】搖動的梳子在空中產(chǎn)生電磁波，電磁波是橫波，選項A正確；電磁波能在真空中傳播，選項B錯誤；電磁波傳播的方向與振動方向垂直，選項C錯誤；電磁波在空氣中傳播的速度約為光速，選項D正確。 21．ABC【解析】電磁波在真空中的傳播速度即為真空中的光速，與頻率無關(guān)，A正確；根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，B正確；電磁波是橫波，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直，C正確；電

36、磁波可以通過全反射在光纜中傳播，D錯誤；波源停止振動，波會繼續(xù)傳播，直到能量為零，E錯誤。 22．A【解析】電磁波在真空中的傳播速度等于光速，A正確；在空氣中傳播的聲波是縱波，B錯誤；聲波的傳播需要介質(zhì)，可以在空氣、液體和固體中傳播，C錯誤；光屬于電磁波，其傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，D錯誤。 23．A【解析】在電磁波譜中，各電磁波按照頻率從小到大的排列順序是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，選A。 24．C【解析】根據(jù)可知，波長越長的波頻率越低，故米波的頻率比厘米波的頻率低，A錯誤；無線電波不需要介質(zhì)傳播，B錯誤；同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象，C正確；干涉和衍射是

37、波特有的現(xiàn)象，D錯誤。 25．（1）a． b． （2）a． b． 【解析】（1）a．在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷 根據(jù)庫侖定律檢驗電荷受到的電場力 根據(jù)電場強(qiáng)度的定義，得 b．穿過每個面的電場線的總條數(shù)是相等的，若面積大，則單位面積上分擔(dān)的條數(shù)就少，故穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比， （2）a．地球上不同望遠(yuǎn)鏡觀測同一天體，單位面積上接收的功率應(yīng)該相同，因此 b．在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的。因此一個望遠(yuǎn)鏡能觀測到的此類天體數(shù)目正比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測距離為半徑的球體體積。 設(shè)地面上望遠(yuǎn)鏡能觀測到此類天體需收集到的電磁波的總功率的最小值為P0，直徑為100 m望遠(yuǎn)鏡和FAST能觀測到的最遠(yuǎn)距離分別為L0和L，則 可得L=5L0 則 19