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人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步4 电磁波的发现及应用一课一练
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步4 电磁波的发现及应用一课一练，共19页。试卷主要包含了4电磁波的发现及应用同步练习，0分），5m的Q点出现在波谷的时刻，9s时刻；绳子中点的振动位移；，【答案】C等内容，欢迎下载使用。
13.4电磁波的发现及应用同步练习
高中物理人教版（新课标）必修三
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 当前，新型冠状病毒正在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外线是电磁波，下列关于电磁波的说法错误的是( )
A. 一切物体都在不停地发射红外线
B. 紫外线有助于人体合成维生素D
C. 医学上用X射线透视人体，检查体内病变等
D. 光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同
2. 下列关于电磁波的说法中不正确的是( )
A. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
B. 常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
C. 天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
D. 遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
3. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是( )
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦预言电磁波的存在
C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波
D. 紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒
4. 关于雷达的特点的叙述，下列说法正确的是( )
A. 雷达所用无线电波的波长比短波更长
B. 雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标
C. 雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
D. 雷达在能见度低的黑夜将无法使用
5. 关于电磁波谱，下列说法中不正确的是
A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D. 夜视系统是利用红外线
6. 下列说法不正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了光是横波，并且首次用实验验证了光是横波
B. 高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了
C. 在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波
D. 过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体(眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害
7. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )
A. 麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并用实验证实了电磁波的存在。
B. 医院里“γ手术刀”和B超“超声波”都能在真空中传播并能发生干涉、衍射和多普勒效应。
C. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫调制
D. 红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
8. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )
A. 电磁波频率越高在真空中的传播速度越大
B. 变化的电场不一定产生变化的磁场
C. 电磁波波谱按波长由长到短排列依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、γ射线、x射线
D. 电磁波发射过程中，使电磁波随各种信号而发生变化的过程叫做“调谐”
9. 下列说法正确的是( )
A. 均匀变化的电场能产生均匀变化的磁场
B. 一切物体都在不停地发射红外线
C. 在电磁波谱中，γ射线的波长最长
D. 使接收电路产生电谐振的过程叫做调制
10. 6如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）
11. (1)赫兹通过实验证实了________的存在。电磁波在真空中传播的速度为________。
(2)下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是________。
A.红外线、紫外线、可见光、γ射线 B.γ射线、紫外线、红外线、可见光
C.γ射线、紫外线、可见光、红外线 D.红外线、可见光、紫外线、γ射线
12. 英国物理学家___________预言了电磁波的存在(选填“麦克斯韦”或“赫兹”)，德国物理学家___________通过实验证实了电磁波的存在(选填“麦克斯韦”或“赫兹”)；医院利用___________灭菌消毒(选填“紫外线”或“红外线”)。
13. (1)太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波。太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内。在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为 、可见光和 。
(2)有一种生命探测仪可以探测生命的存在。我国四川汶川特大地震发生后，为了尽快营救废墟中的伤员，救援人员就广泛应用了这种仪器，该仪器主要是接收人体发出电磁波中的 (选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”)。
(3)下面是关于电磁波的描述，你认为正确的在横线上画“”，错误的在横线上画“×”。
A.微波炉是利用电磁波加热食物的 。
B.电磁波是纵波 。
C.手机是利用电磁波传递信息的 。
14. 自从1865年麦克斯韦预言电磁波的存在，人们的生活已经与电磁波密不可分．不同频率的电磁波被应用于生活的各个领域．例如：我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561 MHz，家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5725 MHz.则Wi-Fi信号与北斗导航信号叠加时，________(填“能”或“不能”)产生干涉现象；当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后，其波长________，原因是________．
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15. 目前电能都是通过电网采用有线方式传输的。人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池。现在，一个科学研究小组在实验中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现。
(1)实现无线传输能量，涉及能量的_________、传播和接收。
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波_________(填字母)。
A.在传输中很多能量被吸收
B.在传播中易受山脉阻隔
C.向各个方向传输能量
D.传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P与它到天线塔的距离R相关，实验测量得P和R的部分数据如下表：
R/m
1
2
4
5
x
10
P/W
1600
400
100
y
25
16
①上表中的x=_________，y=_________。
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为_________。
(4)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段。为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需要解决一系列问题，请提出至少两个问题。
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
16. (1)下列说法正确的是________。
A.车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率升高
B.电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应
C.双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D.赫兹通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c
E.在用单摆测重力加速度的实验中，某学生所测g值偏大，可能是把n次单摆全振动误记为n+1次
(2)一玻璃砖放在水平桌面上，如图所示，AB为14圆弧，O为圆心，半径OA为10 cm。一束光从E点水平射入，∠BOE=60∘，玻璃砖的折射率n=3。请分析这束光能否从玻璃砖的AC边垂直射出，若能，求出∠ACO的大小；若不能，请说明理由。
四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
17. 科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在着副作用——电磁污染。频率超过0.1 MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。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。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，试探究分析在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的安全区域?(已知球面面积S=4πR2)
18. (1)以下说法正确的有________(填正确答案标号)。
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在
B.光的偏振现象说明光波是横波
C.机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大
D.在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是因为光的反射
E.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
(2)某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图，如图所示，此时波刚好传到x=2m处。已知在t=0.45秒时P点第一次出现波峰，求：
(i)波的周期和波速的大小；
(ii)x=9.5m的Q点(图中未画出)出现在波谷的时刻。
五、综合题（本大题共1小题，共12.0分）
19. (1)关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是________.(填正确答案标号．
A.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且二者均与波的传播方向垂直
B.均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
C.振荡电路产生的所有无线电波的波长都比红外线、可见光、紫外线的波长长
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在
E.波长越长，电磁波的穿透能力越强
(2)一绳子两端相距20m，某时刻开始，在绳子的两端同时有相同振源开始做简谐振动，其振动图象如图所示，已知机械波在绳子中的传播速度为v=40m/s．
①求该波在绳子中传播时的波长；
②求在t=1.9s时刻；绳子中点的振动位移；
③两列波在绳子上叠加后，绳子中(不包括两端)有几个位置的振幅最大?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、红外线辐射即热辐射，一切物体都在不停地发射红外线，故A正确；
B、紫外线的作用是促进人体维生素D的合成，还有荧光作用、杀菌等，故B正确；
C、X射线的穿透能力比较强，医学上用X射线透视人体，检查体内病变等，故C正确；
D、根据光速不变原理可知，光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值是相同的，故D错误。
本题选错误的，故选：D。
根据红外线、紫外线、X射线的作用分析前三个选项，根据光速不变原理分析D选项。
本题主要是考查电磁波谱中红外线、紫外线和X射线的作用，掌握电磁波谱中各种射线的性质和特点、以及光速不变原理是解答本题的关键。
2.【答案】A
【解析】【解析】
食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加；常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机；天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究；遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征。
该题考查对电磁波的应用，都是一些记忆性的知识点的内容，在平时的学习过程中多加积累就可以做好这一类的题目。
【解答】
A.食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，故A错误；
B.常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故B正确；
C.天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，故C正确；
D.遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，故D正确。
故选A。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，它们的波长越来越短，频率越来越高。
电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直，电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量；电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播。
【解答】
A.变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场。所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确；
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，故B正确；
C.电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故C正确；
D.紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
雷达是利用无线电波波长短，衍射现象不明显，传播的直线性好，遇到障碍物要发生反射的微波来测定物体位置的无线电设备。
本题关键明确雷达的工作原理，知道其是利用微波段工作的，基础题。
【解答】
A.雷达所用无线电波为微波，微波的波长比短波更短，故A错误；
B.雷达通过不间断的发射无线电波的脉冲并接收电磁脉冲工作的，故B错误；
C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离，为x=12ct，故C正确；
D.电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故D错误；
故选C。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
红外线最显著的作用是热作用，夜视仪就用了此特性；由于波长长容易发生衍射现象；均匀变化的磁场和电场能相互激发；电磁波在真空中传播速度不变为光速c。
本题考查电磁波的产生原理，类型，及电磁波的作用；同时注意电磁波在真空中传播速度均相等，与频率没有关系；了解干涉和衍射的相关条件和红外线的性质即可解题。
【解答】
【解答】
A.电磁波在真空中传播速度不变，与波长或频率无关，故A正确；
B.周期性变化的磁场产生周期性变化电场，周期性变化的电场产生周期性变化磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确；
C.紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，而对于干涉只要频率相同即可发生，故C错误；
D.夜视仪主要是在夜晚通过物体的红外线进行工作的，利用的是红外线的特性，故D正确。
故选C。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
该题考查了光的偏振、相对论理论、经典的电磁场理论和各种电磁波的特性，都是属于记忆性的知识点，要加强这类知识点的记忆。
偏振可以证明波性，下面是光偏振的发现过程，偏振现象的发现：1809年，马吕斯在试验中发现偏振现象。在进一步研究光的简单折射中的偏振时，他发现光在折射时是部分偏振的；高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了；在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波；紫外辐射、X射线或γ射线具有很强的化学作用。
【解答】
A、麦克斯韦预言了光是横波，马吕斯在试验中发现光的偏振现象，证明了光是横波。故A错误；
B、根据爱因斯坦的相对论理论，高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。故B正确；
C、根据经典的电磁学理论，在磁场中做圆周运动的带电粒子在空间中产生周期性变化的磁场，会发出电磁波。故C正确；
D、紫外辐射、X射线或γ射线具有很强的化学作用，过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体(眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害。故D正确。
本题要求选择不正确的。故选A。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电磁波相关概念，比较基础，看课本记住相关内容就行，属于识记内容。
【解答】
A.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B.超声波是机械波，必须有介质，所以无法在真空中传播，B错误；
C.使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制；C正确；
D.红外线的显著作用是热作用，所有物体都能辐射红外线，D错误；
故选C。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
此题考查了电磁波谱和电磁波的产生，解题的关键是明确电磁波谱的排列顺序和电磁波的特性；多读教材，加强记忆，加强对基础知识的积累是解决此类题目的唯一途径。
【解答】
A.电磁波传播的速度与频率、波长、电磁波的能量无关，与传播的介质有关，故A错误；
B.根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在它的周围空间产生恒定不变的磁场，故B正确；
C.在电磁波谱中按照波长由长到短排列的顺序是：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，x射线，γ射线，故C错误；
D.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，故D错误。
故选B。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
考查了电磁波的产生、发生和接收、以及电磁波谱，都是识记内容，难度不大，注意总结记忆，并加以理解即可．
根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．稳定的电场产生不会产生磁场；无论是有生命的、无生命的物体都向外辐射红外线，物体辐射红外线的本领受温度的影响，温度越高，辐射红外线的本领越强．在电磁波谱中，γ射线的波长最短；掌握相对应的调制、解调以及电谐振等的步骤．
【解答】
A.均匀变化的电场产生稳定的磁场，故A错误；
B.一切物体都在不停地发射红外线，同时也在不断地吸收红外线，且物体温度越高，辐射出的红外线越强，故B正确；
C.在电磁波谱中，γ射线的频率最高，波长最短，故C错误；
D.使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐；故D错误；
故选：B。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，周期性变化的磁场与电场不断的相互激发，会使电磁场由近及远的传播，形成电磁波。
本题关键熟悉电磁波的产生机理，要明确周期性变化的电场或磁场可以产生电磁波，均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波。
【解答】
A.图A是稳定的电场，不能产生磁场。故A错误。
BC.图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波。故B错误，C错误。
D.图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。故D正确。
故选D。
11.【答案】(1)电磁波；3×108m/ms；
(2)D。
【解析】
(1)【分析】
电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．赫兹通过实验证实了电磁波的存在，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．电磁波本身就是一种物质．
【解答】
赫兹通过实验证实了电磁波的存在，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．
故答案为：电磁波；3×108m/ms。
(2)【分析】
在空间传播着的交变电磁场，即电磁波．它在真空中的传播速度约为每秒30万公里．电磁波包括的范围很广．实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波．它们的区别仅在于频率或波长有很大差别．
依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线(伽马射线)．
【解答】
依照波长的由长到短，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线(伽马射线)，故D正确，ABC错误。
故选：D。
12.【答案】麦克斯韦；赫兹；紫外线。
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁波，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在；赫兹用实验证实电磁波存在，电磁波在生活中被广泛应用。
【解答】
麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生磁场，从而预言了电磁波的存在。
德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。
医院利用紫外线灭菌消毒。
故答案为：麦克斯韦；赫兹；紫外线。
13.【答案】(1)紫外线，红外线；(2)红外线；(3)A.√；B.×；C.√．
【解析】
【分析】
(1)电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；
(2)人体会发射红外线，黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关；
(3)微波炉是利用电磁波加热食物；电磁波是横波；手机是利用电磁波传递信息．
本题考查了电磁波谱、黑体辐射、电磁波的运用等，知识点多，难度小，关键多看书．
【解答】
(1)电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内；这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为；
(2)黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关，人体会发射红外线，而人体的温度与周围环境温度不同，故通过探测红外线来寻找生命；
(3)A.微波炉是利用电磁波加热食物，故A正确；
B.电磁波是横波，故B错误；
C.手机是利用电磁波传递信息，故C正确。
故答案为：(1)紫外线，红外线；(2)红外线；(3)A.√；B.×；C.√．
14.【答案】不能；不变；电磁波穿墙后能量会减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不会改变，故波长不变。
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的性质以及干涉的性质，明确只有频率相同、相位差恒定的波才能发生干涉现象。
明确电磁波的性质，知道电磁波的频率由波源决定，同时明确偏振现象为横波特有的现象，同时掌握干涉的性质以及发生条件。
【解答】
只有频率相同的两列光才能发生干涉，Wi-Fi信号不会在北斗导航信号叠加时，产生明显的干涉现象；
当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后能量会减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不变，故波长不变。
故答案为：不能；不变；电磁波穿越墙壁后能量会减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不变，故波长不变。
15.【答案】(1)发射；
(2)C；
(3)①8；64；②PR2=1600；
(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的发射、传播与接收，是理论联系实际的题目，关键是明确设计思想和设计原理，要能够结合能量守恒定律进行分析，题目信息量大，要有耐心。
【解答】
(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程；
(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播；
(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2=1600， 将R=5带入上式得P=64，所以y=64；将P=25带入得R=8，所以x=8；
(4)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，所以为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害。
故答案为：(1)发射；(2)C；(3)①8；64；②PR2=1600；(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等。
16.【答案】(1)ADE；
(2)解：光路图如图所示，入射光经过折射后到达BC边，与BC边交于F，∠BOE=60∘。
由几何关系可知，入射角为i=60∘
由折射定律n=sinisinr可知，r=30∘
由几何关系可知，∠EFB=∠EOB-r=30∘
即ΔEFO为等腰三角形，OF=OE=OA=10 cm
∠AFO=45∘
又因为临界角sinC=1n=33，
则BC边的入射角β=60∘大于临界角
即光在F点发生全反射
假设光线刚好从AC边垂直射出，则∠ACO=β=60∘
而实际上∠ACO<∠AFO=45°，所以假设不成立，即光不可能从AC边垂直射出
【解析】
(1)
【分析】
A、根据声音的多普勒效应分析回答，声源移向观察者时接收频率变高，即距离声源越远，频率越低，距离声源越近，频率越高；
B、能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应；
C、波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点。振动加强点始终振动加强，振动减弱点始终减弱；
D、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速；
E、由单摆周期公式求出重力加速度的表达式，然后分析g值偏大原因。
【解答】
A、由多普勒效应可知，车辆匀速驶向停在路边的警车，相当于波的传播速度增大，根据f=vλ可知，警车上测速仪探测到反射波的频率升高，故A正确；
B、能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；
C、双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加相互加强，波峰与波谷叠加相互削弱，故C错误；
D、赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，他还通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c，这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故D正确；
E、把n次单摆全振动误记为n+1次，则代入计算的周期偏小，根据g=4πL2T2，计算得到的重力加速度偏大，故E正确。
故选 ADE。
(2)
【分析】
光在E点发生折射，根据几何知识求出入射角，根据玻璃砖的折射率通过折射定律求得折射角；
根据几何关系求出光线射到F点的入射角，与临界角C比较，判断知道光在F点发生全反射，假设光线刚好从AC边垂直射出，则∠ACO=β=60∘，而实际上∠ACO<∠AFO=45°，所以假设不成立，即光不可能从AC边垂直射出。
17.【答案】1解：设以半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，
则P4πR2=0.50W/m2，
R=P4π×0.50W/m2=14×3.14×0.50m≈0.40m。
【解析】略
18.【答案】(1)ABE；
(2)解：(i)根据题意，波峰A第一次传播至P点需要t=0.45s，
则波速为：v=Δxt=5-0.50.45m/s=10m/s，
根据图象可得该波的波长为：λ=2m，
则波的周期为：T=λv=210s=0.2s；
(ii)t=0时刻波谷的位置为x'=1.5m，该振动情况第一次传播至Q点所需的时间
，
所有出现波谷时刻为：t'=(nT+0.8s)=(0.2n+0.8)s，(n=1、2、3…)。
【解析】
(1)
【分析】
本题考查电磁波、机械波、光的偏振和光的干涉等相关知识，关键要理解并掌握干涉、偏振等知识的基本内容，同时注意各种现象在生产生活中的应用．
根据物理学史分析；光的偏振现象说明光波是横波；机械波的传播速度由介质决定；根据光的干涉原理分析。
【解答】
A.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验验证电磁波存在，故A正确；
B.光的偏振现象说明光是一种横波，并不是纵波，故B正确；
C.机械波的传播速度由介质决定；与频率无关，故C错误；
D.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是由于油膜上下两个表面反射的两束光发生干涉形成的．故D错误；
E.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，而不是偏振现象，故E正确。
故选ABE。
(2)
该题考查波的图像等相关知识。熟知图像特点和规律并能从中获取有用信息是解决本题的关键。
(i)根据在t=0.45s时P点第一次出现波峰，求得波速，读出波长，由此求解波的周期；
(ii)采用波形平移法，求出离Q最近的波谷状态传到Q点的时间，即为所用时间。
19.【答案】(1)ACD
(2)解：①由题图可知T=0.4s，则根据λ=vT代入数据解得λ=16m
②根据“平移法”，绳子两端的振动传播到绳子中点的时间为Δt=Δxt=1040s=0.25s则两个振动在中点都是向上起振，振动时间为t'=t-Δt=1.65s，去掉整数个周期，则每个振动从平衡位置向上振动了0.05s
由做简谐运动的质点在任意时刻的位移y=Asinωt得y=10sin2π0.4×0.05cm=52cm
根据波的叠加原理得y合=2y=102cm
③设某一位置距离一端x，则距离另一端为(20m-x)，两振源到该位置的波程差为Δx=x-20m-x=2x-20m或者Δx=20m-x-x=20-2xm
根据波程差为λ2的偶数倍时，出现振动加强区域，振幅达到最大，
故由Δx=nλ，得2x-20=n×16(n=0,1，2，3…)或20-2x=n×16(n=0,1，2，3…)
故有n=0时，x=10m；n=1时x=2m或x=18m，所以绳子中有三个位置的振幅最大．
【解析】
(1)【分析】
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场电场稳定的电场．麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在．
本题考查了麦克斯韦电磁场理论、射线的性质、电磁波等基础知识点，对于物理学史，要牢记物理学家的贡献，不能混淆．
【解答】
解析：电磁波是一种横波，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者与波的传播方向垂直，选项A正确；均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，选项B错误；无线电波的波长大于1mm，而红外线、可见光、紫外线的波长都比无线电波的波长短，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，选项D正确；波长越短，电磁波的穿透能力越强，选项E错误．
故选ACD。
(2)① 由图得到周期，即可根据波速求得波长； ②根据波的传播得到两波传到中点的时间，然后根据振动时间、起振方向和振幅求得波在中点的位移，即可由叠加定理得到质点位移； ③根据质点到两端点的距离得到波程差，从而由波程差等于波长的整数倍振动加强求得振动加强点。两波源振动完全相同时，波程差等于波长的整数倍振动加强；若波源振动由相位差，那么，求解波程差时要考虑波源相差的影响。
13.4电磁波的发现及应用同步练习
高中物理人教版（新课标）必修三
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 当前，新型冠状病毒正在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外线是电磁波，下列关于电磁波的说法错误的是( )
A. 一切物体都在不停地发射红外线
B. 紫外线有助于人体合成维生素D
C. 医学上用X射线透视人体，检查体内病变等
D. 光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同
2. 下列关于电磁波的说法中不正确的是( )
A. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
B. 常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
C. 天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
D. 遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
3. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是( )
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦预言电磁波的存在
C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波
D. 紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒
4. 关于雷达的特点的叙述，下列说法正确的是( )
A. 雷达所用无线电波的波长比短波更长
B. 雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标
C. 雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
D. 雷达在能见度低的黑夜将无法使用
5. 关于电磁波谱，下列说法中不正确的是
A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D. 夜视系统是利用红外线
6. 下列说法不正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了光是横波，并且首次用实验验证了光是横波
B. 高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了
C. 在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波
D. 过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体(眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害
7. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )
A. 麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并用实验证实了电磁波的存在。
B. 医院里“γ手术刀”和B超“超声波”都能在真空中传播并能发生干涉、衍射和多普勒效应。
C. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫调制
D. 红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
8. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )
A. 电磁波频率越高在真空中的传播速度越大
B. 变化的电场不一定产生变化的磁场
C. 电磁波波谱按波长由长到短排列依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、γ射线、x射线
D. 电磁波发射过程中，使电磁波随各种信号而发生变化的过程叫做“调谐”
9. 下列说法正确的是( )
A. 均匀变化的电场能产生均匀变化的磁场
B. 一切物体都在不停地发射红外线
C. 在电磁波谱中，γ射线的波长最长
D. 使接收电路产生电谐振的过程叫做调制
10. 6如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）
11. (1)赫兹通过实验证实了________的存在。电磁波在真空中传播的速度为________。
(2)下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是________。
A.红外线、紫外线、可见光、γ射线 B.γ射线、紫外线、红外线、可见光
C.γ射线、紫外线、可见光、红外线 D.红外线、可见光、紫外线、γ射线
12. 英国物理学家___________预言了电磁波的存在(选填“麦克斯韦”或“赫兹”)，德国物理学家___________通过实验证实了电磁波的存在(选填“麦克斯韦”或“赫兹”)；医院利用___________灭菌消毒(选填“紫外线”或“红外线”)。
13. (1)太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波。太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内。在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为 、可见光和 。
(2)有一种生命探测仪可以探测生命的存在。我国四川汶川特大地震发生后，为了尽快营救废墟中的伤员，救援人员就广泛应用了这种仪器，该仪器主要是接收人体发出电磁波中的 (选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”)。
(3)下面是关于电磁波的描述，你认为正确的在横线上画“”，错误的在横线上画“×”。
A.微波炉是利用电磁波加热食物的 。
B.电磁波是纵波 。
C.手机是利用电磁波传递信息的 。
14. 自从1865年麦克斯韦预言电磁波的存在，人们的生活已经与电磁波密不可分．不同频率的电磁波被应用于生活的各个领域．例如：我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561 MHz，家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5725 MHz.则Wi-Fi信号与北斗导航信号叠加时，________(填“能”或“不能”)产生干涉现象；当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后，其波长________，原因是________．
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15. 目前电能都是通过电网采用有线方式传输的。人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池。现在，一个科学研究小组在实验中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现。
(1)实现无线传输能量，涉及能量的_________、传播和接收。
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波_________(填字母)。
A.在传输中很多能量被吸收
B.在传播中易受山脉阻隔
C.向各个方向传输能量
D.传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P与它到天线塔的距离R相关，实验测量得P和R的部分数据如下表：
R/m
1
2
4
5
x
10
P/W
1600
400
100
y
25
16
①上表中的x=_________，y=_________。
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为_________。
(4)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段。为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需要解决一系列问题，请提出至少两个问题。
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
16. (1)下列说法正确的是________。
A.车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率升高
B.电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应
C.双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D.赫兹通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c
E.在用单摆测重力加速度的实验中，某学生所测g值偏大，可能是把n次单摆全振动误记为n+1次
(2)一玻璃砖放在水平桌面上，如图所示，AB为14圆弧，O为圆心，半径OA为10 cm。一束光从E点水平射入，∠BOE=60∘，玻璃砖的折射率n=3。请分析这束光能否从玻璃砖的AC边垂直射出，若能，求出∠ACO的大小；若不能，请说明理由。
四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
17. 科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在着副作用——电磁污染。频率超过0.1 MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。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。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，试探究分析在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的安全区域?(已知球面面积S=4πR2)
18. (1)以下说法正确的有________(填正确答案标号)。
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在
B.光的偏振现象说明光波是横波
C.机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大
D.在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是因为光的反射
E.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
(2)某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图，如图所示，此时波刚好传到x=2m处。已知在t=0.45秒时P点第一次出现波峰，求：
(i)波的周期和波速的大小；
(ii)x=9.5m的Q点(图中未画出)出现在波谷的时刻。
五、综合题（本大题共1小题，共12.0分）
19. (1)关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是________.(填正确答案标号．
A.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且二者均与波的传播方向垂直
B.均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
C.振荡电路产生的所有无线电波的波长都比红外线、可见光、紫外线的波长长
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在
E.波长越长，电磁波的穿透能力越强
(2)一绳子两端相距20m，某时刻开始，在绳子的两端同时有相同振源开始做简谐振动，其振动图象如图所示，已知机械波在绳子中的传播速度为v=40m/s．
①求该波在绳子中传播时的波长；
②求在t=1.9s时刻；绳子中点的振动位移；
③两列波在绳子上叠加后，绳子中(不包括两端)有几个位置的振幅最大?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、红外线辐射即热辐射，一切物体都在不停地发射红外线，故A正确；
B、紫外线的作用是促进人体维生素D的合成，还有荧光作用、杀菌等，故B正确；
C、X射线的穿透能力比较强，医学上用X射线透视人体，检查体内病变等，故C正确；
D、根据光速不变原理可知，光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值是相同的，故D错误。
本题选错误的，故选：D。
根据红外线、紫外线、X射线的作用分析前三个选项，根据光速不变原理分析D选项。
本题主要是考查电磁波谱中红外线、紫外线和X射线的作用，掌握电磁波谱中各种射线的性质和特点、以及光速不变原理是解答本题的关键。
2.【答案】A
【解析】【解析】
食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加；常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机；天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究；遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征。
该题考查对电磁波的应用，都是一些记忆性的知识点的内容，在平时的学习过程中多加积累就可以做好这一类的题目。
【解答】
A.食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，故A错误；
B.常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故B正确；
C.天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，故C正确；
D.遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，故D正确。
故选A。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，它们的波长越来越短，频率越来越高。
电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直，电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量；电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播。
【解答】
A.变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场。所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确；
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，故B正确；
C.电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故C正确；
D.紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
雷达是利用无线电波波长短，衍射现象不明显，传播的直线性好，遇到障碍物要发生反射的微波来测定物体位置的无线电设备。
本题关键明确雷达的工作原理，知道其是利用微波段工作的，基础题。
【解答】
A.雷达所用无线电波为微波，微波的波长比短波更短，故A错误；
B.雷达通过不间断的发射无线电波的脉冲并接收电磁脉冲工作的，故B错误；
C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离，为x=12ct，故C正确；
D.电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故D错误；
故选C。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
红外线最显著的作用是热作用，夜视仪就用了此特性；由于波长长容易发生衍射现象；均匀变化的磁场和电场能相互激发；电磁波在真空中传播速度不变为光速c。
本题考查电磁波的产生原理，类型，及电磁波的作用；同时注意电磁波在真空中传播速度均相等，与频率没有关系；了解干涉和衍射的相关条件和红外线的性质即可解题。
【解答】
【解答】
A.电磁波在真空中传播速度不变，与波长或频率无关，故A正确；
B.周期性变化的磁场产生周期性变化电场，周期性变化的电场产生周期性变化磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确；
C.紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，而对于干涉只要频率相同即可发生，故C错误；
D.夜视仪主要是在夜晚通过物体的红外线进行工作的，利用的是红外线的特性，故D正确。
故选C。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
该题考查了光的偏振、相对论理论、经典的电磁场理论和各种电磁波的特性，都是属于记忆性的知识点，要加强这类知识点的记忆。
偏振可以证明波性，下面是光偏振的发现过程，偏振现象的发现：1809年，马吕斯在试验中发现偏振现象。在进一步研究光的简单折射中的偏振时，他发现光在折射时是部分偏振的；高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了；在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波；紫外辐射、X射线或γ射线具有很强的化学作用。
【解答】
A、麦克斯韦预言了光是横波，马吕斯在试验中发现光的偏振现象，证明了光是横波。故A错误；
B、根据爱因斯坦的相对论理论，高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。故B正确；
C、根据经典的电磁学理论，在磁场中做圆周运动的带电粒子在空间中产生周期性变化的磁场，会发出电磁波。故C正确；
D、紫外辐射、X射线或γ射线具有很强的化学作用，过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体(眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害。故D正确。
本题要求选择不正确的。故选A。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电磁波相关概念，比较基础，看课本记住相关内容就行，属于识记内容。
【解答】
A.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B.超声波是机械波，必须有介质，所以无法在真空中传播，B错误；
C.使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制；C正确；
D.红外线的显著作用是热作用，所有物体都能辐射红外线，D错误；
故选C。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
此题考查了电磁波谱和电磁波的产生，解题的关键是明确电磁波谱的排列顺序和电磁波的特性；多读教材，加强记忆，加强对基础知识的积累是解决此类题目的唯一途径。
【解答】
A.电磁波传播的速度与频率、波长、电磁波的能量无关，与传播的介质有关，故A错误；
B.根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在它的周围空间产生恒定不变的磁场，故B正确；
C.在电磁波谱中按照波长由长到短排列的顺序是：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，x射线，γ射线，故C错误；
D.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，故D错误。
故选B。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
考查了电磁波的产生、发生和接收、以及电磁波谱，都是识记内容，难度不大，注意总结记忆，并加以理解即可．
根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．稳定的电场产生不会产生磁场；无论是有生命的、无生命的物体都向外辐射红外线，物体辐射红外线的本领受温度的影响，温度越高，辐射红外线的本领越强．在电磁波谱中，γ射线的波长最短；掌握相对应的调制、解调以及电谐振等的步骤．
【解答】
A.均匀变化的电场产生稳定的磁场，故A错误；
B.一切物体都在不停地发射红外线，同时也在不断地吸收红外线，且物体温度越高，辐射出的红外线越强，故B正确；
C.在电磁波谱中，γ射线的频率最高，波长最短，故C错误；
D.使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐；故D错误；
故选：B。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，周期性变化的磁场与电场不断的相互激发，会使电磁场由近及远的传播，形成电磁波。
本题关键熟悉电磁波的产生机理，要明确周期性变化的电场或磁场可以产生电磁波，均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波。
【解答】
A.图A是稳定的电场，不能产生磁场。故A错误。
BC.图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波。故B错误，C错误。
D.图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。故D正确。
故选D。
11.【答案】(1)电磁波；3×108m/ms；
(2)D。
【解析】
(1)【分析】
电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．赫兹通过实验证实了电磁波的存在，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．电磁波本身就是一种物质．
【解答】
赫兹通过实验证实了电磁波的存在，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．
故答案为：电磁波；3×108m/ms。
(2)【分析】
在空间传播着的交变电磁场，即电磁波．它在真空中的传播速度约为每秒30万公里．电磁波包括的范围很广．实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波．它们的区别仅在于频率或波长有很大差别．
依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线(伽马射线)．
【解答】
依照波长的由长到短，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线(伽马射线)，故D正确，ABC错误。
故选：D。
12.【答案】麦克斯韦；赫兹；紫外线。
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁波，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在；赫兹用实验证实电磁波存在，电磁波在生活中被广泛应用。
【解答】
麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生磁场，从而预言了电磁波的存在。
德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。
医院利用紫外线灭菌消毒。
故答案为：麦克斯韦；赫兹；紫外线。
13.【答案】(1)紫外线，红外线；(2)红外线；(3)A.√；B.×；C.√．
【解析】
【分析】
(1)电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；
(2)人体会发射红外线，黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关；
(3)微波炉是利用电磁波加热食物；电磁波是横波；手机是利用电磁波传递信息．
本题考查了电磁波谱、黑体辐射、电磁波的运用等，知识点多，难度小，关键多看书．
【解答】
(1)电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内；这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为；
(2)黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关，人体会发射红外线，而人体的温度与周围环境温度不同，故通过探测红外线来寻找生命；
(3)A.微波炉是利用电磁波加热食物，故A正确；
B.电磁波是横波，故B错误；
C.手机是利用电磁波传递信息，故C正确。
故答案为：(1)紫外线，红外线；(2)红外线；(3)A.√；B.×；C.√．
14.【答案】不能；不变；电磁波穿墙后能量会减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不会改变，故波长不变。
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的性质以及干涉的性质，明确只有频率相同、相位差恒定的波才能发生干涉现象。
明确电磁波的性质，知道电磁波的频率由波源决定，同时明确偏振现象为横波特有的现象，同时掌握干涉的性质以及发生条件。
【解答】
只有频率相同的两列光才能发生干涉，Wi-Fi信号不会在北斗导航信号叠加时，产生明显的干涉现象；
当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后能量会减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不变，故波长不变。
故答案为：不能；不变；电磁波穿越墙壁后能量会减小，但波的频率不会改变，同时传播的速度也不变，故波长不变。
15.【答案】(1)发射；
(2)C；
(3)①8；64；②PR2=1600；
(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的发射、传播与接收，是理论联系实际的题目，关键是明确设计思想和设计原理，要能够结合能量守恒定律进行分析，题目信息量大，要有耐心。
【解答】
(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程；
(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播；
(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2=1600， 将R=5带入上式得P=64，所以y=64；将P=25带入得R=8，所以x=8；
(4)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，所以为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害。
故答案为：(1)发射；(2)C；(3)①8；64；②PR2=1600；(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等。
16.【答案】(1)ADE；
(2)解：光路图如图所示，入射光经过折射后到达BC边，与BC边交于F，∠BOE=60∘。
由几何关系可知，入射角为i=60∘
由折射定律n=sinisinr可知，r=30∘
由几何关系可知，∠EFB=∠EOB-r=30∘
即ΔEFO为等腰三角形，OF=OE=OA=10 cm
∠AFO=45∘
又因为临界角sinC=1n=33，
则BC边的入射角β=60∘大于临界角
即光在F点发生全反射
假设光线刚好从AC边垂直射出，则∠ACO=β=60∘
而实际上∠ACO<∠AFO=45°，所以假设不成立，即光不可能从AC边垂直射出
【解析】
(1)
【分析】
A、根据声音的多普勒效应分析回答，声源移向观察者时接收频率变高，即距离声源越远，频率越低，距离声源越近，频率越高；
B、能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应；
C、波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点。振动加强点始终振动加强，振动减弱点始终减弱；
D、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速；
E、由单摆周期公式求出重力加速度的表达式，然后分析g值偏大原因。
【解答】
A、由多普勒效应可知，车辆匀速驶向停在路边的警车，相当于波的传播速度增大，根据f=vλ可知，警车上测速仪探测到反射波的频率升高，故A正确；
B、能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；
C、双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加相互加强，波峰与波谷叠加相互削弱，故C错误；
D、赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，他还通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c，这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故D正确；
E、把n次单摆全振动误记为n+1次，则代入计算的周期偏小，根据g=4πL2T2，计算得到的重力加速度偏大，故E正确。
故选 ADE。
(2)
【分析】
光在E点发生折射，根据几何知识求出入射角，根据玻璃砖的折射率通过折射定律求得折射角；
根据几何关系求出光线射到F点的入射角，与临界角C比较，判断知道光在F点发生全反射，假设光线刚好从AC边垂直射出，则∠ACO=β=60∘，而实际上∠ACO<∠AFO=45°，所以假设不成立，即光不可能从AC边垂直射出。
17.【答案】1解：设以半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，
则P4πR2=0.50W/m2，
R=P4π×0.50W/m2=14×3.14×0.50m≈0.40m。
【解析】略
18.【答案】(1)ABE；
(2)解：(i)根据题意，波峰A第一次传播至P点需要t=0.45s，
则波速为：v=Δxt=5-0.50.45m/s=10m/s，
根据图象可得该波的波长为：λ=2m，
则波的周期为：T=λv=210s=0.2s；
(ii)t=0时刻波谷的位置为x'=1.5m，该振动情况第一次传播至Q点所需的时间
，
所有出现波谷时刻为：t'=(nT+0.8s)=(0.2n+0.8)s，(n=1、2、3…)。
【解析】
(1)
【分析】
本题考查电磁波、机械波、光的偏振和光的干涉等相关知识，关键要理解并掌握干涉、偏振等知识的基本内容，同时注意各种现象在生产生活中的应用．
根据物理学史分析；光的偏振现象说明光波是横波；机械波的传播速度由介质决定；根据光的干涉原理分析。
【解答】
A.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验验证电磁波存在，故A正确；
B.光的偏振现象说明光是一种横波，并不是纵波，故B正确；
C.机械波的传播速度由介质决定；与频率无关，故C错误；
D.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是由于油膜上下两个表面反射的两束光发生干涉形成的．故D错误；
E.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，而不是偏振现象，故E正确。
故选ABE。
(2)
该题考查波的图像等相关知识。熟知图像特点和规律并能从中获取有用信息是解决本题的关键。
(i)根据在t=0.45s时P点第一次出现波峰，求得波速，读出波长，由此求解波的周期；
(ii)采用波形平移法，求出离Q最近的波谷状态传到Q点的时间，即为所用时间。
19.【答案】(1)ACD
(2)解：①由题图可知T=0.4s，则根据λ=vT代入数据解得λ=16m
②根据“平移法”，绳子两端的振动传播到绳子中点的时间为Δt=Δxt=1040s=0.25s则两个振动在中点都是向上起振，振动时间为t'=t-Δt=1.65s，去掉整数个周期，则每个振动从平衡位置向上振动了0.05s
由做简谐运动的质点在任意时刻的位移y=Asinωt得y=10sin2π0.4×0.05cm=52cm
根据波的叠加原理得y合=2y=102cm
③设某一位置距离一端x，则距离另一端为(20m-x)，两振源到该位置的波程差为Δx=x-20m-x=2x-20m或者Δx=20m-x-x=20-2xm
根据波程差为λ2的偶数倍时，出现振动加强区域，振幅达到最大，
故由Δx=nλ，得2x-20=n×16(n=0,1，2，3…)或20-2x=n×16(n=0,1，2，3…)
故有n=0时，x=10m；n=1时x=2m或x=18m，所以绳子中有三个位置的振幅最大．
【解析】
(1)【分析】
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场电场稳定的电场．麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在．
本题考查了麦克斯韦电磁场理论、射线的性质、电磁波等基础知识点，对于物理学史，要牢记物理学家的贡献，不能混淆．
【解答】
解析：电磁波是一种横波，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者与波的传播方向垂直，选项A正确；均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，选项B错误；无线电波的波长大于1mm，而红外线、可见光、紫外线的波长都比无线电波的波长短，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，选项D正确；波长越短，电磁波的穿透能力越强，选项E错误．
故选ACD。
(2)① 由图得到周期，即可根据波速求得波长； ②根据波的传播得到两波传到中点的时间，然后根据振动时间、起振方向和振幅求得波在中点的位移，即可由叠加定理得到质点位移； ③根据质点到两端点的距离得到波程差，从而由波程差等于波长的整数倍振动加强求得振动加强点。两波源振动完全相同时，波程差等于波长的整数倍振动加强；若波源振动由相位差，那么，求解波程差时要考虑波源相差的影响。
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