2012届高三物理复习测试43电磁场和电磁波

2012版高三物理一轮复习电磁场和电磁波1.1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论,他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度.1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.下列有关电磁波传播过程的叙述中正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播C.电磁波中每一处电场强度方向和磁感应强度方向总是相互垂直,并且与波的传播方向也垂直D.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场,就一定能产生电磁波解析:电磁波是电磁场由近及远在空间传播形成的,电磁波可以不依赖介质而独立传播,在真空中的传播速度等于真空中的光速,A正确,B错误;电磁波是横波,传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直的,且与波的传播方向垂直,C正确;均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波,D错误.答案:AC2.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是()A.均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场B.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且与波的传播方向垂直C.电磁波和机械波一样依赖于媒质传播D.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波解析:根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电场在它的周围产生稳恒的磁场,故选项A是错误的.因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且与波的传播方向垂直,所以电磁波是横波,故选项B是正确的.电磁波可以在真空中传播,故选项C是错误的.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就在周期性变化的电场周围产生同周期变化的磁场,周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场,这样由近及远传播,形成了电磁波,故选项D是正确的.答案:BD3.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况.地球大气中的水汽(H2O)､二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收.下图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()A.2.5~3.5μmB.4~4.5μmC.5~7μmD.8~13μm解析:由图可知,水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8~13μm;二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5~13μm.综上可知,选D.答案:D4.电磁波与机械波相比较有()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的传播速率都相同,机械波在同一介质中的传播速率都相同C.电磁波与机械波都不能产生干涉现象D.电磁波与机械波都能产生衍射现象解析:电磁波传播不需要介质,且在不同介质中,传播速度不同,故A正确,B错误.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象,故C错,D正确.答案:AD5.一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,如图所示,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的()A.动能不变B.动能增大C.动能减小D.以上情况都可能解析:当磁场均匀增加时,根据麦克斯韦的电磁场理论,将激发一个稳定的电场,带电粒子将受该电场的电场力作用,可以由右手定则和楞次定律判断,电场力的方向与电荷的运动方向是一致的.即电场力对粒子将做正功,所以带电粒子的动能将增大.答案:B6.下列哪种现象是由于所产生的电磁波引起的()A.用室内天线收微弱信号时,人走过时电视画面会发生变化B.在夜晚用电高峰时,有部分地区白炽灯变暗发红,日光灯不容易启动C.把半导体收音机放在开着的日光灯附近会听到噪声D.在边远地区用手机或小灵通通话时,会发生信号中断的情况解析:电视信号由于人走过发生变化是由于人对信号的干扰;电灯变暗是由于电压在输电线上损失过多;日光灯在工作时,其镇流器会发出微弱的电磁波;小灵通通话效果不好是由于信号的原因.答案:C7.家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具,它主要由磁控管､波导管､微波加热器､炉门､变压器､镇流系统､冷却系统､控制系统､外壳等组成.接通电路后,220V交流电经变压器变压,在次级产生3.4V低压交流电对磁控管加热,同时在另一次级产生2000V高压电,经镇流系统加到磁控管的阴､阳两极之间,使磁控管产生微波.微波输送至金属制成的加热器(炉腔),被来回后射,微波的电磁作用使食物内的分子高频运动,从而使食物受热,并能最大限度地保存食物中的维生素.关于上述微波炉,下列说法正确的是()A.微波是由于原子外层电子受激发而产生的B.微波是由于原子内层电子受激发而产生的C.微波炉变压器的低压变压比为1100：17D.微波炉变压器的高压变压比为17：100000解析:微波炉中的微波是由LC振荡电路产生的,A､B均错.由变压器变压比1122UnUn知低压变压比1222011003.417UU,C正确.同理高压变压比12220112000100UU,D错.答案:C8.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.伦琴射线是高速电子流射到固体上,使原子的内层电子受到激发而产生的B.γ射线是原子内层电子受激发而产生的C.在电磁波谱最容易发生衍射的是γ射线D.在同种均匀介质中,紫外线比紫光传播速度大解析:伦琴射线是高速电子流射到固体上,使其内层电子得到能量而跃迁到高能量状态后,再跃迁到低能量状态而释放出来的,A对;γ射线是原子核受激发而产生的,B错;最易发生衍射的是波长较长的是无线电波,C错;在同种介质中紫外线的折射率大于紫光的折射率,由n=cv知紫外线比紫光的传播速度小,D错.答案:A9.过强的电磁辐射对人体有很大危害,影响人的心血管系统,使人心悸､失眠､白细胞减少､免疫功能下降等.按照有关规定,工作场所的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5W/m2.一个人距离无线电通讯装置50m,为保证此人的安全,无线电通讯装置的电磁辐射功率至多是()A.4.51kWB.3.14kWC.15.7kWD.0.78kW解析:根据题意,要使此人是安全的,则此处的辐射功率小于或者等于0.5W/m2,则可得:24RP=0.5W/m2,所以P=4πR2×0.5W=4×3.14×502×0.5W=15.7kW,所以C正确.答案:C10.为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得,接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.①若用该装置给充电功率为10W的电波充电,则损失的功率为__________W.②若把甲线接入电压为220V的电源,测得该线圈中的电流为0.195A.这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为__________W.答案:①18.6②1511.某雷达工作时,发射的电磁波的波长λ=20cm,每秒脉冲数为n=5000个,每个脉冲的持续时间为t=0.02μs,问电磁波的振荡频率是多少;最大侦察距离是多少?解析:由c=λf可知,电磁波的振荡频率f=c1.5×109Hz,电磁波在雷达发射两个相邻脉冲的时间间隔内传播的距离为s=cΔt=c(1n-t)≈6×104m,所以雷达的侦察距离为s′=2s=3×104m.答案:1.5×109Hz3×104m12.某卫星地面站向地球同步通信卫星发送无线电波,经它立即转发到另一卫星地面站,测得从发送开始到地面站接收到电磁波的时间为0.24s,取地球半径6400km.据此条件估算地球的质量为多少千克?(结果取1位有效数字,G=6.67×10-11N·m2/kg2)解析:由s=ct可知同步卫星距地面的高度h=1122ct×3×108×0.24m=3.6×107m.由万有引力定律可知22()GMmmRhT2(R+h),故地球质量2267332112443.14(6.4103.610)()6.6710(243600)MRhkgGT=6×1024kg.答案:6×1024kg