2. 电磁场和电磁波（讲义）物理人教版选择性必修第二册

第2节　电磁场和电磁波 目录 学习目标 1 知识点过关 1 方法与技巧点拨 2 一、麦克斯韦的电磁场理论 2 二、电磁波 5 三、电磁波与机械波的比较 7 综合巩固 9 1．了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义。 2．了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质。 一．电磁场 （1）变化的磁场产生电场 a．实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 b．麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。 c．实质：变化的磁场产生了电场。 （2）变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场。 二．电磁波 （1）电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 （2）电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。 （3）电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速。 （4）赫兹的电火花：赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。 三．赫兹的实验 （1）赫兹实验装置（如图所示）。 （2）实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。 （3）现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。 （4）实验结论：赫兹证实了电磁波的存在。 一、麦克斯韦的电磁场理论 1．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2．随时间均匀变化的磁场产生稳定电场。随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场。随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场。 3．变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场。 【例题1】（25-26高二上·浙江·期末）预言电磁波存在的物理学家是（　　） A．麦克斯韦 B．安培 C．赫兹 D．奥斯特 【变式1】（25-26高二上·河南郑州·期末）北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务．该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（    ） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【变式2】（25-26高二上·青海·月考）法拉第用“力线”形象地描述了电磁场，麦克斯韦用数学语言表达了电磁场。下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播靠的是电场和磁场相互“激发” B．电磁场只是一种描述方式，不是真正的物质存在 C．变化的磁场产生了电场，但变化的电场不能产生磁场 D．电磁波具有能量，不能携带信息 【例题2】（24-25高二下·全国·课前预习）电磁场 （1）麦克斯韦两个观点：①变化的磁场产生_____（如图所示）；②变化的电场产生_____（如图所示）。 （2）电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系着，形成不可分割的统一的_____。 【变式】（25-26高三上·上海长宁·期中）麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断，当磁场增强时，电场方向应如图（a）所示。 若某阶段LC振荡电路中的电流如图（b）所示。 （1）该阶段电路中（ ） A．电容器正在放电 B．电流正在逐渐减小 C．磁场能转化为电场能 D．板间的电场强度在减小 （2）麦克斯韦指出，电场强度变化得越快，产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度（ ） A．减小 B．不变 C．增大 二、电磁波   1．周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，电磁场由发生区域由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2．电磁波是横波，电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直，如图所示。 3．电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同（都等于光速c＝3×108 m/s） 4．不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 5．电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均发生变化，电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v＝λf。 【例题1】（25-26高二上·河南焦作·期中）以下电流或磁场，能够激发电磁波的是（　　） A．B．C． D． 【变式】（25-26高二上·全国·课后作业）某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况，能激发电磁波的电场是（　　） A．B．C． D． 【例题2】（23-24高二上·西藏拉萨·期末）下列关于电磁波的说法，正确的是（    ） A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为m/s C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变长 D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波 【变式】（23-24高二上·河南驻马店·期末）“中国天眼”（FAST）位于贵州的大山深处，是口径球面射电望远镜，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为变化的电场能激发出变化的磁场，但没有介质不能产生电磁波 B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 C．电磁波从真空进入水中时，频率改变，波速不变 D．电磁波从真空进入水中时，频率不变，波速改变 三、电磁波与机械波的比较 名称 项目 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点（波源）的振动产生 传播介质 不需要介质（在真空中仍可传播） 必须有介质（真空中不能传播） 波的种类 横波 既有横波也有纵波 速度特点 由介质和频率决定，在真空中等于光速（c＝3×108 m/s） 仅由介质决定 能量 都能携带能量并传播能量 速度公式 v＝λf 遵循规律 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 【例题1】（20-21高二下·江苏无锡·期末）是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。信号一般采用频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是，则（　　） A．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快 B．信号相比于信号更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站 C．空间中的信号和信号会产生干涉现象 D．信号是横波，信号是纵波 【例题2】（24-25高二下·天津·期末）下列说法正确的（　　） A．机械波和电磁波的传播都需要介质 B．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦证实了电磁波的存在 C．电磁波具有反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象 D．变化的电场周围一定可以产生变化的磁场 【变式1】（24-25高二下·天津和平·期末）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（　　） A．机械波和电磁波都既有横波又有纵波 B．机械波和电磁波的传播都依赖于介质 C．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 D．微波属于机械波，紫外线属于电磁波 【变式2】（25-26高三上·广东广州·月考）关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D．电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时，波长都会发生变化 1．（25-26高二上·天津河东·期末）有关科学家的贡献，下列说法错误的是（    ） A．安培发现了电流的磁效应 B．法拉第发现了电磁感应现象 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在 D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波 2．（25-26高二上·云南昆明·期末）电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 C．电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的 D．电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 3．（25-26高二上·福建厦门·期中）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列说法正确的是（　　） A．电磁波在任何介质里传播速度均为 B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想 C．英国物理学家麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．德国物理学家赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 4．（25-26高三上·北京通州·期末）随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接收来自基站的电磁波（甲波），再使用电磁波（乙波）与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．甲波和乙波均为纵波 B．甲波是横波，乙波是纵波 C．甲波和乙波都具有能量 D．在真空中，甲波比乙波传播得慢 5．（25-26高三上·安徽阜阳·月考）氧化锌晶体是一种压电材料，科研人员发现当声波作用在氧化锌晶体甲上时，甲晶体会产生电荷，在晶体附近会产生电场，如果另一个氧化锌晶体乙在该电场中，乙晶体就可发出同样的声音，好像“声音”在两晶体间进行了传播。下列判断正确的是（　　） A．“声音”在两个晶体之间传播时，其速度为声速 B．两个晶体之间是通过电磁波传播能量的 C．如果两个晶体间有部分真空隔开，则乙晶体不能发出声音 D．如果增大声音的频率，“声音”从甲晶体传播到乙晶体的时间变短 6．（25-26高二上·江苏连云港·月考）波和我们的生活息息相关，关于波，下列说法正确的是（　　） A．波长越短的波越容易发生衍射 B．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止传播 C．医院的“彩超”利用了多普勒效应 D．电磁波的传播和机械波一样也必须要有介质 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　电磁场和电磁波 目录 学习目标 1 知识点过关 1 方法与技巧点拨 2 一、麦克斯韦的电磁场理论 2 二、电磁波 5 三、电磁波与机械波的比较 7 综合巩固 9 1．了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义。 2．了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质。 一．电磁场 （1）变化的磁场产生电场 a．实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 b．麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。 c．实质：变化的磁场产生了电场。 （2）变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场。 二．电磁波 （1）电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 （2）电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。 （3）电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速。 （4）赫兹的电火花：赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。 三．赫兹的实验 （1）赫兹实验装置（如图所示）。 （2）实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。 （3）现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。 （4）实验结论：赫兹证实了电磁波的存在。 一、麦克斯韦的电磁场理论 1．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2．随时间均匀变化的磁场产生稳定电场。随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场。随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场。 3．变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场。 【例题1】（25-26高二上·浙江·期末）预言电磁波存在的物理学家是（　　） A．麦克斯韦 B．安培 C．赫兹 D．奥斯特 【答案】A 【详解】A．麦克斯韦建立了麦克斯韦方程组，理论上预言了电磁波的存在，故A正确； B．安培提出了安培定律，主要贡献在电流与磁场的关系，未预言电磁波，故B错误； C．赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，但并非预言者，故C错误； D．奥斯特发现了电流的磁效应，未涉及电磁波预言，故D错误。故选A。 【变式1】（25-26高二上·河南郑州·期末）北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务．该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（    ） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【答案】A 【详解】A．变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，故A正确。 B．电磁波在不同介质中的传播速度取决于介质的折射率，因此在不同介质中速度不同，故B错误。 C．静电场周围不存在磁场，稳恒磁场周围也不存在由其自身产生的电场，故C错误。 D．光是电磁波的一种，而光缆传输的是光信号，因此电磁波可以通过光缆传输，故D错误。故选A。 【变式2】（25-26高二上·青海·月考）法拉第用“力线”形象地描述了电磁场，麦克斯韦用数学语言表达了电磁场。下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播靠的是电场和磁场相互“激发” B．电磁场只是一种描述方式，不是真正的物质存在 C．变化的磁场产生了电场，但变化的电场不能产生磁场 D．电磁波具有能量，不能携带信息 【答案】A 【详解】A．电磁波的传播靠的是电场和磁场相互“激发”，即周期性变化的电场能在周围产生周期性变化的磁场，而周期性变化的磁场又能在周围产生周期性变化的电场，这样交替激发，由近及远的向外传播，故A正确； B．电磁场是客观存在的物质，具有能量和动量，并非仅仅是描述方式，故B错误； C．变化的磁场产生了电场，变化的电场也能产生磁场，故C错误； D．电磁波既具有能量，也能携带信息，故D错误。故选A。 【例题2】（24-25高二下·全国·课前预习）电磁场 （1）麦克斯韦两个观点：①变化的磁场产生_____（如图所示）；②变化的电场产生_____（如图所示）。 （2）电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系着，形成不可分割的统一的_____。 【答案】（1）电场 磁场 （2）电磁场 【详解】（1）①[1]变化的磁场产生电场。②[2]变化的电场产生磁场。 （2）电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系着，形成不可分割的统一的电磁场。 【变式】（25-26高三上·上海长宁·期中）麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断，当磁场增强时，电场方向应如图（a）所示。 若某阶段LC振荡电路中的电流如图（b）所示。 （1）该阶段电路中（ ） A．电容器正在放电 B．电流正在逐渐减小 C．磁场能转化为电场能 D．板间的电场强度在减小 （2）麦克斯韦指出，电场强度变化得越快，产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度（ ） A．减小 B．不变 C．增大 【答案】BC A 【解析】[1]由图可知，该电容器正在充电，电流逐渐减小，磁场能逐渐转化为电场能，两极板间的电压逐渐增大，根据可得板间的电场强度在增大。故选BC。 [2]由上问可知，电容器正在充电，电场强度逐渐增大，电场强度变化得越来越慢，所以在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度逐渐减小。故选A。 二、电磁波   1．周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，电磁场由发生区域由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2．电磁波是横波，电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直，如图所示。 3．电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同（都等于光速c＝3×108 m/s） 4．不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 5．电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均发生变化，电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v＝λf。 【例题1】（25-26高二上·河南焦作·期中）以下电流或磁场，能够激发电磁波的是（　　） A．B．C． D． 【答案】A 【详解】A．根据麦克斯韦的电磁波理论可知周期性变化的电流→周期性变化的磁场→周期性变化的电场，故A正确； B．根据麦克斯韦的电磁波理论可知恒定电流→恒定磁场，故B错误； C．根据麦克斯韦的电磁波理论可知恒定磁场不产生电场，故C错误； D．根据麦克斯韦的电磁波理论可知均匀变化的磁场→恒定电场，故D错误。故选A。 【变式】（25-26高二上·全国·课后作业）某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况，能激发电磁波的电场是（　　） A．B．C． D． 【答案】D 【详解】A．稳定的电场，不能产生磁场，更不能激发电磁波，故A错误； BC．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场就不能激发电场，从而形成电磁场，故BC错误； D．周期性变化的电场，会产生周期性变化的磁场，进而激发电场，形成电磁场，向外发射电磁波，故D正确。故选D。 【例题2】（23-24高二上·西藏拉萨·期末）下列关于电磁波的说法，正确的是（    ） A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为m/s C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变长 D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波 【答案】A 【详解】A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播，故A正确； B．电磁波在真空中的传播速度为，故B错误； C．由可知从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变化，电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的传播速度才是，在其它介质中的传播速度小于，波长变短，故C错误； D．空间中有正余弦交变的电场和磁场才能产生电磁波，故D错误。故选A。 【变式】（23-24高二上·河南驻马店·期末）“中国天眼”（FAST）位于贵州的大山深处，是口径球面射电望远镜，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为变化的电场能激发出变化的磁场，但没有介质不能产生电磁波 B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 C．电磁波从真空进入水中时，频率改变，波速不变 D．电磁波从真空进入水中时，频率不变，波速改变 【答案】D 【详解】AB．麦克斯韦认为周期性变化的电场在周围能够引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场，这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波，电磁波的传播不需要介质，而均匀变化的电场只能激发恒定的磁场，不能产生电磁波，故AB错误； CD．电磁波在不同介质中传播速度不同，频率不会改变，故C错误，D正确。故选D。 三、电磁波与机械波的比较 名称 项目 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点（波源）的振动产生 传播介质 不需要介质（在真空中仍可传播） 必须有介质（真空中不能传播） 波的种类 横波 既有横波也有纵波 速度特点 由介质和频率决定，在真空中等于光速（c＝3×108 m/s） 仅由介质决定 能量 都能携带能量并传播能量 速度公式 v＝λf 遵循规律 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 【例题1】（20-21高二下·江苏无锡·期末）是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。信号一般采用频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是，则（　　） A．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快 B．信号相比于信号更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站 C．空间中的信号和信号会产生干涉现象 D．信号是横波，信号是纵波 【答案】B 【详解】A．所有电磁波在真空中的传播速度都是，与频率无关，A错误； B．根据，由于5G信号频率更高，波长更短，更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站，B正确； C．由于信号和信号频率不同，因此不会产生干涉现象，C错误； D．所有的电磁波都是横波，因此信号和信号都是横波，D错误。故选B。 【例题2】（24-25高二下·天津·期末）下列说法正确的（　　） A．机械波和电磁波的传播都需要介质 B．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦证实了电磁波的存在 C．电磁波具有反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象 D．变化的电场周围一定可以产生变化的磁场 【答案】C 【详解】A．机械波传播需要介质，而电磁波可在真空中传播，不需要介质，故A错误； B．麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹通过实验证实，故B错误； C．电磁波具有波的共性（反射、折射、干涉、衍射）和横波特有的偏振现象，故C正确； D．均匀变化的电场产生恒定磁场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，故D错误。故选C。 【变式1】（24-25高二下·天津和平·期末）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（　　） A．机械波和电磁波都既有横波又有纵波 B．机械波和电磁波的传播都依赖于介质 C．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 D．微波属于机械波，紫外线属于电磁波 【答案】C 【详解】A．机械波既有横波（如绳波）又有纵波（如声波），而电磁波是横波（电场和磁场方向均垂直于传播方向），故A错误； B．机械波传播需要介质（如空气、水等），但电磁波可在真空中传播，无需介质，故B错误； C．干涉和衍射是波的共有特性，机械波和电磁波均能发生，故C正确； D．微波和紫外线均属于电磁波，而非机械波，故D错误。故选C。 【变式2】（25-26高三上·广东广州·月考）关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D．电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时，波长都会发生变化 【答案】BD 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度恒为光速，与电磁波的频率无关，故A错误； B．衍射是一切波特有的共性，电磁波作为波可以发生衍射；电磁波是横波，偏振是横波特有的现象，因此电磁波也可以发生偏振，故B正确； C．简谐机械波的传播速度仅由介质的性质决定，与波源的振动频率无关，给定介质中波速是定值，故C错误； D．波的频率由波源决定，从一种介质进入另一种介质时频率不变。机械波的波速由介质决定，介质改变则波速改变，由可知，波长会变化；电磁波在介质中的波速（为介质折射率），不同介质折射率不同，因此改变，不变，波长也会变化，故D正确。故选BD。 1．（25-26高二上·天津河东·期末）有关科学家的贡献，下列说法错误的是（    ） A．安培发现了电流的磁效应 B．法拉第发现了电磁感应现象 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在 D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波 【答案】A 【详解】A．电流的磁效应是由奥斯特于1820年发现的，安培的主要贡献是安培定则和电流相互作用的研究，故A错误； B．法拉第于1831年发现了电磁感应现象，故B正确； C．麦克斯韦在建立的电磁场理论中预言了电磁波的存在，故C正确； D．赫兹于1887年通过实验首次证实并捕捉到了电磁波，故D正确。 本题要求选出错误的说法，故选A。 2．（25-26高二上·云南昆明·期末）电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 C．电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的 D．电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 【答案】A 【详解】A．光属于电磁波谱中的可见光部分。电磁波具有能量（如光能引起光电效应），并能传输信息（如光纤通信），故A正确； B．麦克斯韦提出了电磁场理论并预言电磁波存在，但首次通过实验证实并捕捉电磁波的是赫兹，而非麦克斯韦本人，故B错误； C．电磁波由周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发产生（依据麦克斯韦方程组），恒定不变的电场或磁场无法产生电磁波，故C错误； D．电磁波可在真空中传播（如宇宙空间中的光传播），其传播不需要介质，故D错误。故选A。 3．（25-26高二上·福建厦门·期中）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列说法正确的是（　　） A．电磁波在任何介质里传播速度均为 B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想 C．英国物理学家麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．德国物理学家赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 【答案】BD 【详解】A．电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为，A错误； B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想，故B正确； C．麦克斯韦认为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，C错误； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D正确。故选BD。 4．（25-26高三上·北京通州·期末）随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接收来自基站的电磁波（甲波），再使用电磁波（乙波）与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．甲波和乙波均为纵波 B．甲波是横波，乙波是纵波 C．甲波和乙波都具有能量 D．在真空中，甲波比乙波传播得慢 【答案】C 【详解】AB．手机与基站、手机与蓝牙耳机之间的通信都是通过电磁波进行的。电磁波是横波，因此甲波和乙波均为横波，不是纵波，故AB错误； C．波是传递能量的一种形式。电磁波在传播过程中会传递能量，手机和蓝牙耳机正是通过接收电磁波携带的能量和信息来工作的。因此，甲波和乙波都具有能量，故C正确； D．甲波和乙波都是电磁波，在真空中的传播速度都等于光速，传播速度是相同的，故D错误。故选C。 5．（25-26高三上·安徽阜阳·月考）氧化锌晶体是一种压电材料，科研人员发现当声波作用在氧化锌晶体甲上时，甲晶体会产生电荷，在晶体附近会产生电场，如果另一个氧化锌晶体乙在该电场中，乙晶体就可发出同样的声音，好像“声音”在两晶体间进行了传播。下列判断正确的是（　　） A．“声音”在两个晶体之间传播时，其速度为声速 B．两个晶体之间是通过电磁波传播能量的 C．如果两个晶体间有部分真空隔开，则乙晶体不能发出声音 D．如果增大声音的频率，“声音”从甲晶体传播到乙晶体的时间变短 【答案】B 【详解】AB．两晶体间的能量传递过程为：声波使甲晶体产生周期性变化的电荷，激发周期性变化的电场，变化的电场与变化的磁场交替激发形成电磁波，电磁波传播到乙晶体处，使乙晶体受电场作用振动发声，两晶体间传播的是电磁波，速度为光速，不是声速，故A错误,B正确； C．电磁波的传播不需要介质，真空中也可以传播，因此真空隔开时乙晶体仍能接收到电磁波发出声音，故C错误； D．电磁波的传播速度只与传播介质有关，和频率无关，因此增大声音频率，传播距离和速度均不变，传播时间不变，故D错误。故选B。 6．（25-26高二上·江苏连云港·月考）波和我们的生活息息相关，关于波，下列说法正确的是（　　） A．波长越短的波越容易发生衍射 B．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止传播 C．医院的“彩超”利用了多普勒效应 D．电磁波的传播和机械波一样也必须要有介质 【答案】C 【详解】A．衍射的明显程度取决于波长与障碍物尺寸的相对关系，波长越长衍射越明显，波长越短衍射越不明显，故A错误。 B．波一旦产生，会在介质中独立传播，波源停止振动后，已产生的波不会立即停止，而是继续传播直至能量衰减，故B错误。 C．医院的“彩超”（彩色多普勒超声）利用超声波的多普勒效应（频率变化）检测血流速度和方向，故C正确。 D．电磁波可在真空中传播，无需介质；机械波必须依赖介质传播，故D错误。故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $