电磁波作业

物理电磁波练习题1. 光的电磁波特性光是一种电磁波，具有波粒二象性。

根据电磁波理论，光波由电场和磁场组成，垂直传播，并且具有波长、频率和速度等特性。

以下是一些与光的电磁波相关的经典习题：1.1 问题一：光的波长和频率光的波长与频率之间存在着怎样的关系？如果给定光的波长为400纳米，请计算相应的频率。

解析：光的波长与频率之间的关系由以下公式给出：c = λν，其中c是光的速度，λ是波长，ν是频率。

根据该公式，可以计算得到频率ν = c / λ。

给定光的波长为400纳米，光的速度为300,000,000米/秒。

代入公式可得：ν = c / λ = (300,000,000 m/s) / (400 × 10^(-9) m) = 7.5 × 10^14 Hz因此，给定波长为400纳米的光的频率为7.5 × 10^14 Hz。

1.2 问题二：光的速度光在真空中的传播速度是多少？解析：光在真空中的传播速度被定义为光速，并用c表示。

近似值是300,000,000米/秒。

因此，光在真空中的传播速度为300,000,000米/秒。

2. 电磁波的常见应用电磁波在日常生活和科学研究中有广泛的应用。

以下是一些电磁波的常见应用相关的练习题：2.1 问题三：微波炉的工作原理微波炉内部的微波是通过哪种类型的电磁波产生的？为什么微波可以加热食物？解析：微波炉内部的微波是通过微波电磁波产生的。

微波炉通过产生微波并使其传递到食物中，使水分子在高频率的电场中迅速变化方向。

这种变化导致了水分子之间的摩擦加热，从而使食物加热。

微波被选为加热食物的理想波长，因为水分子吸收微波的能量。

2.2 问题四：无线电通信无线电通信使用了哪种类型的电磁波？为什么要选择这种波长来进行通信？解析：无线电通信使用的是射频电磁波，波长范围从数十米到数十公里不等。

无线电通信选择这种波长进行通信是因为射频电磁波可以穿过大气层并广泛传播，具有较低的衰减能力。

3.1 长度为L 的细导线带有均匀电荷，其电荷线密度为0l ρ。

（1）计算线电荷平分面上任意点的电位ϕ；（2）利用直接积分法计算线电荷平分面上任意点的电场E ，并用ϕ=-∇E 核对。

解 （1）建立如题3.1图所示坐标系。

根据电位的积分表达式，线电荷平分面上任意点P 的电位为2(,0,0)L L ϕρ-==⎰2ln(4L l L z ρπε-'+=04l ρπε=02l ρπε （2）根据对称性，可得两个对称线电荷元z l 'd 0ρ在点P 的电场为d d E ρρρθ'===Ee e 022320d 2()l z z ρρρπερ''+e故长为L 的线电荷在点P 的电场为2022320d d 2()L l z z ρρρπερ'==='+⎰⎰E E e20002L l ρρπερ'=e ρe 由ϕ=-∇E 求E ，有002l ρϕπε⎡⎢=-∇=-∇=⎢⎥⎣⎦E(00d ln 2ln 2d l L ρρρπερ⎡⎤-+-=⎢⎥⎣⎦e0012l ρρπερ⎧⎫⎪--=⎬⎪⎭e ρe可见得到的结果相同。

3.3 电场中有一半径为a 的圆柱体，已知柱内外的电位函数分别为2()0()()cos a a A aϕρρϕρρφρρ=≤⎧⎪⎨=-≥⎪⎩（1）求圆柱内、外的电场强度；L L -ρρ题3.1图（2）这个圆柱是什么材料制成的？表面有电荷分布吗？试求之。

解 （1）由ϕ=-∇E ，可得到a ρ<时， 0ϕ=-∇=Ea ρ>时， ϕ=-∇=E 22[()cos ][()cos ]a a A A ρφρφρφρρρφρ∂∂----=∂∂e e 2222(1)cos (1)sin a a A A ρφφφρρ-++-e e（2）该圆柱体为等位体，所以是由导体制成的，其表面有电荷分布，电荷面密度为0002cos S n a a A ρρρρεεεφ=====-e E e E3.4 已知0>y的空间中没有电荷，下列几个函数中哪些是可能的电位的解? （1）cosh y e x -； （2）x e y cos -；（3）cos sin e x x （4）z y x sin sin sin 。

电磁场与电磁波大作业雷达和隐形飞机一、摘要基于电磁场与电磁波技术，探讨隐形飞机中隐含的无线电技术，并且解释隐形飞机与雷达之间的各种机制原理，深层次了解隐形飞机究竟是如何隐身的。

电磁场技术是基于麦克斯韦方程组，主要探讨空间中电场与磁场－密不可分的关系。

本文从四个方面介绍有关雷达与隐形飞机，并联系其中包含的电磁场与电磁波技术。

二、关键字雷达、隐形飞机、隐形材料、电磁场、电磁波。

三、正文一、雷达雷达是利用电磁波发现目标,并测定其位置的电子设备。

发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率、径向速度、方位、高度等信息。

雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器和电源等组成。

其中天线是雷达实现天空域、多功能、多目标扫描的技术关键,信号处理器是雷达的核心组件。

雷达发射出的无线电波碰到飞机会被反射,并重新被雷达接收,通过处理即可显示飞机的方位。

上世纪五十年代,国际上便研制出脉冲多普勒雷达,可以探寻超音速飞机。

其中用到的一个重要原理就是多普勒效应,即反射回来的无线电波的频率会随飞机移动状态而变化。

二、隐形飞机的原理隐形飞机被形象地喻为“空中幽灵”,它们行踪诡秘,能有效地躲避雷达跟踪。

从原理上来说隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到,它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。

隐形飞机之所以能“隐身”主要是通过降低飞机的电、光、声这些可探测特征,使雷达等防空红外探测器不能够早期发现来实现的。

采用两种技术,便能够减少雷达接收到的有效信号。

隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。

1 外形设计上隐形首先隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好采用凹面,这样可使散射的信号偏离力图接收它的雷达飞机在外形设计上采用了非常规布局,消除小于或等于90°的外形夹角发动机进气口置于机身背部或机翼上面,采用矩形设计并朝上翻。

2个垂直尾翼均向外斜置,机身与机翼融为一体,使飞机对所有雷达波形成镜面反射,减小雷达回波。

电磁场与电磁波作业电子版071244146 朱志峰 071214121 周少波1.6 证明：如果C A B A ∙=∙和=⨯B A C A ⨯,则C B =。

解: C A B A ⨯=⨯，有)()(C A A B A A ⨯⨯=⨯⨯ C A A A C A B A A A B A ∙∙-∙=∙∙-∙∙)()()()(由C A B A ∙=∙同理有C A A B A A ∙∙=∙∙)()( ∴C B =1.14 利用直角坐标系证明：(∇uv)=u ∇v+v ∇u证明：u ∇v+v ∇u=u(zu v yu v xu v zv yv xv zyxz y x αααααααααααα+++++()()=)()()(yv v zv uyu v y v ux u v xv uy yz y yy x xx αααααααααααα+++++=)()()(z y x uv zuv yuv xαααααα++=)(uv ∇1.15 一球面S 的半径为5，球心在原点，计算s d er s∙⎰)sin 3(θ的值。

解：θϕθθrdrd drd r s d ==sin原式=θθθdrd rds er s⎰⎰=∙2sin 3sin 3=15⎰θθd er d er )5(sin =752π补充题 已知在直角坐标系中U(x,y ,z)，求证u duu df u f ∇=∇)()(。

证明：e yu f ye xu f xe uf ++=∇αααα)()()(zzu f αα)(=zu duu df ze yu duu df ye xu duu df xe αααααα∙+∙+∙)()()(=u duu df ∇)(kk e k e k e z k y k x k ze z k y k x k y e z k y k x k x e r k zk y k x k r k k e k e k e k yr xr xr zr zr yr z e y e x e r yr x r e x r z r e z r y r e ze y e x e r zr y r x rk z e y e x e r k r k z z y y x x z y x z z y x y z y x x z y x z z y y x x x y z x y z y x xy zz x y y x z y x z y x z y x=++=++∂∂+++∂∂+++∂∂=∙∇∴++=∙++==⨯∇∴=∂∂=∂∂=∂∂=∂∂=∂∂=∂∂∴++=∂∂-∂∂+∂∂-∂∂+∂∂-∂∂=⨯∇=++=∙∇∴++=∂∂+∂∂+∂∂=∙∇++==∙∇=⨯∇=∙∇)()()()(30r 0)()(r 23111r r 1)(30r 23r 123.1z z ，则）设（）（）（又）证明：（为一常矢量。

14.4 电磁波与信息化社会、电磁波谱课时作业人教版选修3-4一、选择题1．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是()A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析：选A.在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，所以A项正确．2．关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．波长不同的电磁波在本质上完全相同B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C．电磁波谱的频带很宽D．电磁波的波长很短，所以电磁波谱的频带很窄解析：选AC.电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差近1020倍．3．(2013·长沙一中高二检测)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在1.5 m至0.3 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强解析：选ACD.据λ＝c/f，电磁波频率在200 MHz至1 000 MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0. 3 m至1.5 m之间，故A正确．雷达是利用电磁波的反射原理，波长越短，其反射性能越强．雷达和目标的距离s＝12c·Δt，故C、D正确．电磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故B错误．4．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，雷达所发射出去的电磁波应具有的特点是()A．发射波长很长的无线电波，因为长波可以在地球表面传播得很远B．发射波长极短的无线电波，因为短波可以以天波的方式传播C．发射波长极短的微波，因为微波直线性好，定位准确D．发射的无线电波包括所有的波长范围，这样可以探测任何种类的物体解析：选C.雷达是利用无线电波的直线传播的特性来定位目标的，所以答案为C.5．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域()A．可见光B．γ射线C．无线电波D．紫外线解析：选C.一种波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟波长差不多或比波长还要小．电磁波中的无线电波波长大约是104 m～10－2 m，红外线的波长大约是10－2 m～10－3 m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短．所以，只有无线电波才符合条件．6．(2013·苏州中学高二检测)下列关于电磁波谱各成员说法正确的是()A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件D．明朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果解析：选ACD.波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力强而常用于人体拍片和检查金属零件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．7．关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A．红外线比红色光的波长长，它的热作用更强B．X射线就是伦琴射线C．阴极射线是一种频率极高的电磁波D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是化学作用解析：选ABD.阴极射线是高速电子流，不是电磁波．8．对红外线的作用及来源正确的叙述有()A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾、烟尘解析：选ACD.一切物体都在不停地辐射红外线，且热物体比冷物体的红外辐射本领大，A正确．荧光效应是紫外线特性，红外线没有，红外线的显著的作用是热作用，B错误，C 正确．红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确．9．(2013·兰州一中高二检测)关于紫外线的说法正确的是()A．照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B．一切高温物体发出的光都含有紫外线C．紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应解析：选C.由于紫外线有显著的生理作用，杀菌能力较强，在医疗上有其应用，但是过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的，所以A、D不正确；并不是所有的高温物体发出的光都含有紫外线，所以B不正确；紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪，故C 正确．所以本题答案为C.10．(2013·高考浙江卷)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析：选B.声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，“B超”中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，故D项错误．11．80年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空设立太阳能卫星电站，可以24小时发电，且不受昼夜气候的影响．利用微波－电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地1 100 km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的．可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．预计在21世纪初地球上空将升起卫星电站．(地球半径R＝6 400 km)(1)太阳能电池将实现哪种转换()A．光能→微波B．光能→热能C．光能→电能D．电能→光能(2)在1 100 km高空的电站卫星的速度约为()A．3.1 km/s B．7.2 km/sC．7.9 km/s D．11.2 km/s(3)微波指()A．超声波B．次声波C．电磁波D．机械波(4)飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙()A．反射B．吸收C．干涉D．衍射(5)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的()A．电离作用B．穿透作用C．生物电作用D．产生强涡流解析：(1)选C.太阳能电池是将太阳能转换为电能，但电能不能直接发送到地面使用，必须要把电能转换成微波信号发回地面．(2)选B.卫星电站的速度3.1 km/s<v<7.9 km/s.(3)选C.微波指电磁波．(4)选A.选在传输过程中，微波被飞机反射．(5)选D.微波是高频信号，易在飞鸟身上产生涡流．二、非选择题☆12.某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达监视器上相邻刻度间表示的时间间隔为10－4s，电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？解析：甲图中飞机到雷达的距离x1＝cΔt12＝3×108×4×10－42m＝6×104 m乙图中飞机到雷达的距离x2＝cΔt22＝3×108×1×10－42m＝1.5×104 m.v＝x21－x22Δt＝(6×104)2－(1.5×104)2173m/s＝335 m/s.答案：335 m/s。

3.4电磁波的发现及其应用同步作业（解析版）1．不同频率的电磁波产生机理不同、特性不同、用途也不同，红外测温枪在这次疫情防控过程中发挥了重要作用，射电望远镜通过接收天体辐射的无线电波来对天体进行研究，应用X射线进行人体透视、机场安检等，γ射线在医学上有很重要的应用，下列关于红外线、无线电波、X射线和γ射线的说法正确的是（）A．红外线波动性最明显，γ射线粒子性最明显B．一切物体都在不停的辐射红外线，温度越高辐射红外线强度就越大C．红外线、X射线和γ射线都是原子由高能级向低能级跃迁时产生的D．它们和机械波本质相同，都是横波，都可以发生多普勒效应2．首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（）A．法拉第B．赫兹C．安培D．奥斯特3．如果你用心看书，就会发现机械波和电磁波有许多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的是（）A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播B．机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波一定是横波C．机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象D．当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率都不变，波长和波速都变小4．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，一个振荡周期内电容器上电压能达到的最大值为U m，则从电容器上电压达到最大值U m开始计时（）A．至少经过BC．经过D5．下列说法中正确的是（）A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且第一次用实验证明了电磁波的存在B．丹麦天文学家第谷坚持20余年对天体的系统观测，获得了大量的精确资料，为他的弟子德国天文学家开普勒提出三大定律做好了准备C．卡文迪许发现了万有引力定律并且利用扭秤装置测出了万有引力常量D．古希腊学者托勒密提出日心说，波兰哥白尼提出地心说，哥白尼天文学使古代科学走向了近代的牛顿力学6．红外夜视镜在美国对伊拉克反美武装力量实施的夜间打击中起到重要作用，红外夜视镜是利用了（）A．红外线波长长，易绕过障碍物的特点B．红外线的热效应强的特点C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点D．红外线不可见的特点7．下列说法正确的是()A．雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同8．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是：（）A．英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在．B．英国物理学家牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，并用实验的方法测出万有引力常量GC．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比D．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快9．关于物理知识在生活中的应用，下列说法不正确的是（）A．机场车站所用的测试人体温度的测温仪应用的是紫外线B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C．γ射线可以用来治疗某些癌症D．医院给病人做的脑部CT利用的是X射线或γ射线的穿透本领较强10．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（）A．红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波频率最大的是γ射线，医学上常用它进行人体透视检查D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光11．下列关于电磁波的说法正确的是（）A．均匀变化的磁场能够在空间产生电磁波B．电磁波在真空和介质中传播速度不同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播12．关于电磁场理论的叙述正确的是（）A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场13．下列说法正确的是A．在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直C．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象D．横波能发生偏振，纵波不能发生偏振E.声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率14．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列有关结论正确的是（）A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大E.若电容器正在放电，则线圈中电流正在减小15．如图所示的电路（1）如果仅更换电感L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大？“阻碍”作用是否也更大？由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T会怎样变化？（2）如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长？振荡周期T是否变长？参考答案1．B【详解】A ．红外线的频率大于γ射线，波长便小于γ射线，由于频率越高，粒子性越明显，波长越长，波动性越明显，所以红外线波粒子性最明显而γ射线波动性最明显。

工地施工现场辐射与电磁波防护随着建筑业的发展，工地施工现场成为了城市发展的重要组成部分。

然而，工地施工现场经常会产生各种辐射和电磁波，给施工人员和周边环境带来潜在的风险。

为了保护工人和环境的安全，减少辐射和电磁波带来的潜在影响，需要进行有效的防护措施。

首先，我们来了解一下工地施工现场产生的辐射和电磁波。

施工现场通常会用到大量的机械设备和电源设备，如吊车、挖掘机、焊接机等。

这些设备在工作过程中会产生各种辐射，比如电磁辐射、射频辐射、热辐射等。

电磁波是一种电磁场的传播形式，包括无线电波、微波、可见光、红外线等。

在工地施工现场，电磁波主要来自于电气设备和通信设备。

电气设备的电磁辐射主要是通过电源线传播，而通信设备则是通过天线向周围环境辐射电磁波。

辐射和电磁波对人体健康的影响一直备受关注。

长期接触高强度的电磁辐射和电磁波可能导致诸如头晕、乏力、失眠等症状，严重的情况下还可能引发白血病、肿瘤等疾病。

因此，保护施工人员的健康，防止辐射和电磁波对周边环境的影响，成为工地施工现场必须要解决的问题。

为了防护电磁辐射和电磁波，工地施工现场需要采取一系列的措施。

首先，要按照规范选择和配备符合安全标准的设备。

购买设备时，应选择符合国家和行业标准的产品，确保其辐射和电磁波达到安全要求。

其次，要对设备进行定期检测和维护。

定期检测设备的辐射和电磁波水平，及时发现并解决问题。

同时，对设备进行维护保养，确保其正常工作，减少辐射和电磁波的泄漏。

另外，工地施工现场应进行合适的阻隔措施。

可以通过金属围挡和遮挡物来阻隔辐射和电磁波的传播。

还可以加装金属屏蔽罩等设备，以降低电磁波的辐射范围。

此外，对一些高辐射的设备，可以设置定位报警器，一旦辐射超出安全范围，及时采取措施进行处置。

另一方面，工人需要进行防护个人装备的选择和佩戴。

比如，对于电磁波较强的作业现场，可以使用防护服、防护手套等装备来降低电磁波对工人的直接照射。

同时，要加强工人的安全教育，提高他们对辐射和电磁波的认识和防护意识。

经典课时作业电磁场和电磁波（含标准答案及解析）时间：45分钟分值：100分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2.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3.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.2.5~3.5 μmB.4~4.5 μmC.5~7 μmD.8~13 μm4.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5.一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6.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7.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,220 V交流电经变压器变压,在次级产生3.4 V低压交流电对磁控管加热,同时在另一次级产生2000 V 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17：1000008.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9.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0.5 W/m2.一个人距离无线电通讯装置50 m,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.4.51 kWB.3.14 kWC.15.7 kWD.0.78 kW10.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10 W的电波充电,则损失的功率为__________W.②若把甲线接入电压为220 V的电源,测得该线圈中的电流为0.195 A.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.11.某雷达工作时,发射的电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数为n=5000个,每个脉冲的持续时间为t=0.02 μs,问电磁波的振荡频率是多少;最大侦察距离是多少?12.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0.24 s,取地球半径6400 km.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=6.67×10-11 N·m2/ kg2)标准答案及解析：1.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. 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.解析:由图可知,水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8~13 μm;二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5~13 μm.综上可知,选D.答案:D4.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,即v=\frac{c}{n};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.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.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.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1122U n U n =知低压变压比1222011003.417U U ==,C 正确.同理高压变压比12220112000100U U =='',D 错. 答案:C8.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=c v 知紫外线比紫光的传播速度小,D 错.答案:A9.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0.5 W/m 2,则可得:24RP π =0.5 W/m 2,所以P=4πR 2×0.5 W=4×3.14×502×0.5 W=15.7 kW,所以C 正确. 答案:C10.答案:①18.6 ②1511.解析:由c=λf 可知,电磁波的振荡频率f=cλ=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)≈6×104 m,所以雷达的侦察距离为s′=2s =3×104 m. 答案:1.5×109Hz 3×104 m12.解析:由s=ct 可知同步卫星距地面的高度h=1122ct =×3×108×0.24 m=3.6×107 m. 由万有引力定律可知22()GMm m R h T π⎛⎫= ⎪+⎝⎭2(R+h), 故地球质量226733211244 3.14(6.410 3.610)() 6.6710(243600)M R h kg GT π-⨯⨯⨯+⨯=+=⨯⨯⨯=6×1024 kg. 答案:6×1024 kg。

2 电磁波在生活、科技中的应用1．2022年3月23日“天宫课堂”第二课在我国空间站开讲．信息从空间站到地面的传输采用( )A．光纤B．无线电波C．声音D．红外线2．(多选)关于电磁波的应用，下列说法正确的是( )A．微波炉不是利用电磁波来工作的B．微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的3.高原冰雪探测雷达系统简称为雪深雷达，是珠峰高程测量的主力设备之一，主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深．通过雪深雷达探测获得珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示．下列说法正确的是( )A．雷达利用电磁波的干涉特性工作B．电磁波从空气进入冰雪层，传播速度会变大C．电磁波从空气进入冰雪层，频率会减小D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化4.预碰撞安全系统(PCS)是智能技术在汽车安全性上的重要应用．如图所示，后车PCS系统配备的微波雷达发射毫米级电磁波(毫米波)，并利用传感器和电子控制单元对前车反射的毫米波进行收集与运算，当系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，则( )A.毫米波的频率比可见光高B．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象C．后车发射的毫米波频率高于被前车反射后接收到的频率D．前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流5．(多选)蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20000Hz，能持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35000Hz，下列说法正确的是( )A．蝙蝠发出的超声波属于电磁波B．结合题图可知超声波频率比微波频率要高C．超声波反射前后波速大小相等D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率6.(多选)如图所示是我国500m口径球面射电望远镜(FAST)，它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙．截止到去年11月，它已经发现的脉冲星超过240颗，我国也因此成为世上发现脉冲星数量最多的国家．下列关于电磁波的说法正确的是( ) A．频率越高的电磁波，波长越短B．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/sC．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了奥斯特的电磁理论D．变化的电场可能激发出变化的磁场，空间将可能产生电磁波7.如图所示为某雷达的显示屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲，雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙．问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？(真空中的光速c＝3.0×108m/s)8．某居住地A位于某数百米高的山峰的一侧，山峰的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示．P处的无线电波发射站可发送频率为500kHz的中波和频率为400MHz的微波．已知无线电波在空气中的传播速度为3×108m/s.(1)求该中波和微波的波长．(2)发射站P和居住地A隔着山峰，哪种无线电波能到达居住地A，它是如何到达居住地A的？专项2 电磁波在生活、科技中的应用1．答案：B解析：太空中为真空，信息从空间站到地面的传输采用无线电波，故A、C、D错误，B 正确．2．答案：BCD解析：微波属于电磁波，微波炉利用微波加热食物，故A错误，B正确；雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确；不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确．3．答案：D解析：电磁波和声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A 错误；电磁波在空气中的传播速度大于在冰雪中的传播速度，故B错误；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；电磁波中电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D 正确．4．答案：D解析：从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低，故A错误；毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误；被前车反射后的电磁波，相当于接收者在靠近波源导致频率变大，故C错误；系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流，故D 正确．5．答案：CD解析：蝙蝠发出的超声波属于机械波，故A错误；超声波频率为35000Hz，结合题图可知微波频率：f＝cλ＝3×108102Hz＝3×106Hz超声波频率比微波频率要低，故B错误；机械波的波速受到介质决定，超声波反射前后波速大小相等，故C正确；根据多普勒效应可知，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率，故D正确．6．答案：AD解析：根据公式c ＝λf 可知，频率越高的电磁波，波长越短，故A 正确；电磁波在不同介质中的传播速度不一样，电磁波在真空中传播速度为3×108m/s ，故B 错误；赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故C 错误；周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，故D 正确．7．答案：西方 300km 解析：当雷达天线朝东方时，显示屏上只有发射信号而无反射信号；雷达天线朝西方时，显示屏上既有发射信号也有反射信号，因此雷达在西方发现了目标．由题图可知t ＝2×10－4s×10＝2×10－3s ，目标与雷达之间的距离x ＝12ct ＝12×3.0×108×2×10－3m ＝300km.8．答案：(1)600m 0.75m (2)见解析解析：(1)根据公式λ＝c f 可知，中波的波长λ1＝c f 1＝3×108500×103m ＝600m微波的波长λ2＝c f 2＝3×108400×106m ＝0.75m(2)中波可到达，无线电波发射站发出的中波到达A 地，它是通过衍射现象，绕过山脉到达居住地A 处的．。

简单电磁波练习题电磁波是一种既有物质性质又有波动性质的现象，它由电场和磁场交替变化而产生。

我们身边的许多技术和设备都是基于电磁波的原理工作的，因此对电磁波的理解和掌握是非常重要的。

下面是一些简单的电磁波练习题，帮助我们更好地学习和巩固相关知识。

题目一：什么是电磁波？解答一：电磁波是以电场和磁场相互作用而传播的波动现象。

它的传播速度为光速，不需要介质来传播，可以在真空中传播。

电磁波的频率范围很广，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线。

题目二：光的频率和波长有何关系？解答二：光的频率与波长是倒数关系。

频率指的是单位时间内波动的次数，通常用赫兹（Hz）来表示。

波长则指的是波动中一个完整周期的长度，通常用米（m）来表示。

光的频率乘以波长等于光的传播速度，即c=νλ，其中c是光速。

题目三：什么是太赫兹波？解答三：太赫兹波是一种频率介于红外线和微波之间的电磁波。

它的频率范围为0.1至10太赫兹（THz），对应的波长范围为0.03至3毫米。

太赫兹波在生物医学、安检、材料检测和通信等领域有广泛应用的前景。

题目四：什么是电磁辐射？解答四：电磁辐射是指电磁波在空间中传播时产生的能量传递。

电磁辐射的强度与距离的平方成反比，即辐射强度随着距离的增加而减弱。

高能量的电磁辐射（如X射线和γ射线）具有较强的穿透性和能量，能够对物质产生较大的影响，而低能量的电磁辐射（如无线电波和可见光）则较为安全。

题目五：电磁波如何应用于通信？解答五：电磁波在通信领域发挥了重要作用。

无线电波、微波和红外线在无线通信设备中被广泛应用。

无线电波的频率范围很广，可以传输各种类型的信息，如声音、图像和数据等。

微波和红外线的波长相对较短，适合近距离通信和高速数据传输。

电磁波在通信中的应用使得人们可以实现远距离的语音和图像传输。

题目六：如何避免电磁辐射对人体的危害？解答六：电磁辐射对人体有一定的潜在危害，特别是长时间暴露在辐射源附近。

《电磁辐射电磁波谱》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生深入理解电磁辐射和电磁波谱的概念，掌握电磁波的基本性质和特征，以及学会运用电磁波谱分析实际问题的能力。

二、作业内容1. 简答题：(1)解释什么是电磁辐射？请举出生活中的几个例子。

(2)电磁波是如何产生的？请简述电磁波的产生机制。

(3)电磁波谱包括哪些主要成分？它们各自具有什么特点？2. 判断题：(1)磁场和电场都会产生电磁辐射（正确/错误）(2)所有的电磁波都具有相同的传播速度（正确/错误）(3)红外线、紫外线、X射线都是电磁波谱中的成分（正确/错误）3. 论述题：设计一个简单的实验，说明电磁波在日常生活中的应用。

请描述实验步骤，并解释实验结果。

4. 观察与绘图：使用适当的仪器（如紫外线荧光笔、红外线热成像仪等）观察电磁波谱，记录并绘制电磁波的主要成分。

请注意安全并遵守相关规定。

三、作业要求1. 简答题和判断题要求学生根据课堂所学知识进行回答，要求回答准确、简洁明了。

2. 论述题要求学生能够结合课堂所学，自行设计实验并解释实验结果，要求表述清晰、逻辑严密。

3. 观察与绘图作业要求学生能够实际操作，注意安全，并绘制出电磁波谱的主要成分。

4. 请在规定时间内完成作业，鼓励小组讨论和合作学习，共同提高学习效果。

四、作业评价1. 批改作业：教师将对收到的作业进行批改，对每个学生的作业情况进行记录和分析。

2. 评价标准：评价将基于作业的准确性和完整性，以及是否能够结合课堂所学进行思考和表达。

对于优秀作业，将给予一定的奖励和表扬。

3. 反馈机制：对于普遍存在的问题，将在下次课堂上进行集中讲解和答疑；对于个别学生的问题，将进行个别反馈和指导。

五、作业反馈请同学们认真对待本次作业，按时提交。

提交作业后，老师会尽快批改并反馈。

请根据老师的批改意见进行修改和完善，争取在下一次的作业中取得更好的成绩。

通过本次作业，希望同学们能够深入理解电磁辐射和电磁波谱的概念，掌握电磁波的基本性质和特征，以及学会运用电磁波谱分析实际问题的能力。