（章末整合提升）第4章-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第二册新课标辅导【精讲精练】人教版（word)

第四章 一、电磁波谱[物理观念] 各种不同的电磁波既有共性，又有个性。 共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都满足公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难，正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。 [例1]　(多选)下列有关电磁波的说法正确的是 A．电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波 B．电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线 C．频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播 D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好 [解析]　波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线的波长最短，故选项A错误，选项B正确；波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象越不明显，传播的直线性越好，遇到障碍物反射性越好，故选项C、D正确。 [答案]　BCD ●针对训练 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　电磁波的波长范围很广，按波长由长到短的顺序排列，其顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。 答案　A 二、电磁波的特点及与机械波的区别[科学思维] 1．电磁波与机械波的相同点 (1)都有波的一切特性，如：都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象。 (2)波速、波长、频率之间具有同样的关系，即v＝λf。 2．电磁波与机械波的不同点 (1)产生机理不同，机械波是由机械振动产生的；电磁波是由周期性变化的电磁场产生的。 (2)介质对传播速度的影响不同。 ①机械波的传播速度由介质决定，即同种介质中不同频率的机械波传播速度相同，与频率无关。 ②电磁波在真空中传播速度相同，均为3×108 m/s。在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同，频率越大传播速度越小。 (3)机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播。 (4)电磁波是横波；机械波既有横波，也有纵波。 [例2]　对于机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是 A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 C．它们可能是横波，也可能是纵波 D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关 [解析]　机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的区别，它们的产生、传播条件等都不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故A项正确，B、C项错误；机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，传播速度与介质及频率均有关，故D项错误。 [答案]　A ●针对训练 2．机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而________；波的传播及其速度与电介质有一定的关系，在真空中机械波是________传播的，电磁波是________传播的；在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将________，电磁波的传播速度将________。 答案　增大　不能　能　增大　减小 三、电磁振荡过程分析[科学探究] 1．分析两类物理量：电荷量Q决定了电场能的大小，电容器极板间电压U、电场强度E、电场能EE的变化规律与Q的变化规律相同；振荡电流i决定了磁场能的大小，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能EB的变化规律与i的变化规律相同。 2．两个过程：放电过程电荷量Q减小，振荡电流i增加；充电过程电荷量Q增加，振荡电流i减小。 3．两个瞬间：放电完毕瞬间Q＝0，i最大；充电完毕瞬间i＝0，Q最大。 [例3]　如图4－1所示，i－t图像表示LC振荡电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，电路中电容器的M板带正电，在某段时间里，电路的磁场能在减少，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中________段。 图4－1 [解析]　由电流图像可得，在t＝0时刻是电容器开始放电，电路中电容器的M板带正电，故电流方向逆时针为正方向；某段时间里，电路的磁场能在减少，说明电路中的电流在减小，是电容器的充电过程，此时M板带正电，说明此时电流方向顺时针方向为负，符合电流减小且为负值的只有cd段。 [答案]　cd 核心素养·思维升华 LC振荡电路充、放电过程的判断方法 (1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 (2)根据物理量的变化趋势判断：当电