- 电磁波及其应用
- 共2372题
介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示．下列能描述x0处质点振动的图象是（ ）
正确答案
从波形图可以看出，L=3λ，t0时刻传到x=L处，说明t0=3T．简谐波沿x轴正向传播，根据波动和振动关系可知：
在t0时刻x=L处质点的运动方向和波源在t=0时刻的运动方向相同是沿y轴的负方向的，即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的，故AB错误；
由于λ＜x0＜
故选C．
（选修3-4）
（1）下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是______．（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A．弹簧振子的周期与振幅有关
B．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
（2）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°．一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB．
①求介质的折射率．
②折射光线中恰好射到M点的光线______（填“能”或“不能”）发生全反射．
正确答案
（1）A、弹簧振子的周期与振子的质量和弹簧的劲度系数有关，与振幅无关．故A错误．
B、横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定．故B正确．
C、在波传播方向上的某个质点做简谐运动，而波在同一介质中匀速传播，则知质点的振动速度与波的传播速度不同．故C错误．
D、单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率．故D正确．
故选BD
（2）①由几何知识可知，入射角i=60°，折射角r=30° ④
根据折射定律得n=
代入数据解得 n=
②由几何知识求出光线在M点的入射角i′=30°，sini′=0.5
临界角的正弦为sinC=
故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射．
故答案为：
（1）BD
（2）①
①下列说法正确的是______
A．单摆做简谐运动的过程中，摆球在平衡位置速度最大，回复力为零，加速度为零．
B．驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大．
C．波不但传播振动这种运动形式和传递能量，而且还可以传递信息．
D．实验表明水波到达浅水区后，传播方向朝法线方向偏折，这说明水波的传播与水深有关，浅水区水波的传播速度较大．
E．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，这副眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片．
F．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验作出证明，使电磁场理论成为世人公认的真理．
G．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说．
H．质能方程E=MC2是相对论的一个重要推论．
②如图所示，OA为一单摆，B是穿在一根较长细线上的小球，让OA偏离竖直方向一很小的角度，在放手让A球向下摆动的同时，另一小球B从与O点等高处由静止开始下落，A球第一次摆到最低点时两球恰好相遇，求B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比．（取g=10m/s2，π2=10）
正确答案
①
A、平衡位置速度最大，回复力为零，但合力不为零，所以加速度为零．故A错误；
B、当驱动力频率等于系统的固有频率时，出现共振现象，故B正确；
C、波既可传播形式与能量，也能传递信息，故C正确；
D、机械波在同种均匀介质中传播时的速度是不变的，但是由于深水区和浅水区的水的压强不同，分子平均间距发生了变化，物理性质上表现为水的密度就不同了，则有浅水区水波的传播速度较小．故D错误；
E、在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图象重叠在银幕上．这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器．从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光．左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直．故E正确；
F、麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验作出证明，故F错误；
G、泊松亮斑是光偏离直线方向传播，故其说明光具有波动说，故G错误；
H、质能方程E=mc2是爱因斯坦从相对论中得出来的一个重要的结论．质能方程是计算原子核的结合能，并用以解释原子核变化时发生质量亏损现象的理论基础．故H正确；
故选：BCEH
②单摆振动周期公式，T=2π
则有t=
由牛顿第二定律，a=
及运动学公式，
由于L为下落高度，T为单摆周期，t为相遇时间．
则f：mg=1：5
答：B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比1：5．
如图所示，甲为某一波在＝0时的图象，乙为参与该波动的质点的振动图象．
(1)试确定波的传播方向；
(2)求该波的波速；
(3)求再经过3.5 s时质点的路程和位移．
正确答案
解：(1)从题图乙中可以看出，t＝0时P点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以判断出此波沿－x方向传播
(2)由题图甲知λ＝4 m
由题图乙知T＝1.0 s
所以波速v＝λ/T＝4.0 m/s
(3)求路程：因为n ＝
所以路程s＝2An＝2×0.2×7 m＝2.8 m
求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变．所以只需考查从图示时刻P质点经时的位移即可，所以经3.5 s质点P的位移仍为零
一列横波沿直线在空间传播，某一时刻直线上相距为d的M、N两点均处在平衡位置，且M、N之间仅有一个波峰，若经过时间t，N质点恰好到达波峰位置，则该列波可能的波速是多少？
正确答案
本题没有给定波的传播方向，仅告诉我们在某一时刻M、N两点均处在平衡位置，且M、N之间仅有一个波峰．由此我们可以推想，处在直线MN上的各个质点在该时刻相对平衡位置的位移可能会有以下四种情况，即波的图像有以下四种图形（如图18中A、B、C、D图，各图中均为左端为M，右端为N）：
若波的传播方向由M到N，那么：
在A图中，经过时间t，N恰好到达波峰，
说明时间t内波向右前进的距离
在B图中，经过时间t，波峰传到N点，
则波在时间t内向右前进的距离
所以波速
在C图中，经过时间t，波向右前进的距离
所以波速
在D图中，经过时间t，波向右前进的距离
所以波速
若波的传播方向从N到M，那么：
在A图中，质点N此时要向下振动，经过时间t，N到达波峰，则时间
在时间t内波向左前进的距离
在B图中，经过时间t， N到达波峰，则时间
此时间内波向左前进的距离
在C图中，波在时间t内向左前进的距离
在D图中，质点N经过
所以该列波可能的波速有五种
其实上述解决问题的方法过于程序化，如果能够判断出八种情况下该时刻波形图上的波峰在传播方向上到N点的距离S，波速v就等于
甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
正确答案
会
由题意知：T=
[物理--选修3-4]
（1）下列说法中正确的是______
A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关
B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10cm长的细线和小铁球
E．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×108m/s
（2）一列沿x轴的正方向传播的简谐波，在t=0时刻波传播到x=2.5cm处如图所示，已知从t=0到t=2.2s时间内，
质点P三次出现在波峰位置，且在t=2.2s时P质点刚好在波峰位置．求：
①该简谐波的周期．
②从t=0开始经过多长时间另一质点Q第一次到达波峰．
正确答案
（1）A、做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大．故A错误．
B、泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象．故B正确．
C、根据爱因斯坦相对论原理可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．故C正确．
D、在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为减少实验误差，应选用1m长的细线和小铁球．故D错误．
E、各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×108m/s．故E正确．
故选BCE．
（2）①简谐波沿x轴的正方向传播，t=0时刻P质点向下运动，由题有t=(2+
②由图得波长λ=2cm，则波速v=
当x=1cm处质点的波峰传到Q点时，Q第一次到达波峰，Q点第一次到达波峰所需时间△t=
故答案为：
（1）BCE；（2）①该波的周期为0.8s．②Q点第一次到达波峰所需时间为2s．
（1）下列说法正确的是______
A、简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等
B、简谐机械波在给定的媒质中传播时，振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短．
C、某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验，开始计时时，秒表提前按下．
D、能产生干涉现象的两束光是频率相同、相位差恒定的两束光．
E、按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场．
F、振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场．
G、除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光．
H、力学规律在任何参考系中都是相同的
（2）如图所示，一横波的波源在坐标原点，x轴为波的传播方向，y轴为振动方向．当波源开始振动1s时，形成了如图所示的波形（波刚传到图中P点）．试求：
（1）波的波长λ为多少？周期T为多少？
（2）从图示位置再经多长时间波传到Q点？
（3）画出波传到Q点时的波形．
正确答案
（1）A、简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质点振动情况总是相反，位移的大小总是相等．故A正确．
B、简谐机械波在给定的媒质中传播时，波速一定，振动的频率越高，根据v=λ•f则波传播一个波长的距离所用的时间越短，故B正确．
C、做“用单摆测定重力加速度”的实验，应在摆球经过平衡位置时同时开始计时，秒表不能提前按下．故C错误．
D、在波的干涉中，产生干涉现象的两束光是频率相同、相位差恒定的两束光．故D正确．
E、根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场．故E正确．
F、振荡电场和振荡磁场是分立的，不能产生向外传播的电磁波，故F错误；
G、经过反射光或折射光都是偏振光，所以除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光．故G正确．
H、力学规律在任何参考系中都是不相同的．故H错误．
故选：ABDEG
（2）①当波源开始振动1s时形成了如图所示的波形，可知波长为4m，周期为1s．
②由图可知，该波的波速是4m/s，P到Q的距离L=6m，根据v=
所以所需要的时间为t=
③波传到Q点时的波形如图：
故答案为：（1）ABDEG．
（2）①波长为4m，周期为1s；②1.5s；③波形如图．
横波如图所示，t1时刻波形为图中实线所示；t2时刻波形如图中虚线所示．已知△t=t2-t1=0.5s，且3T＜t2-t1＜4T，问：
（1）如果波向右传播，波速多大？
（2）如果波向左传播，波速多大？
正确答案
由图读出波长λ=8m
（1）如果波向右传播，由题，3T＜△t＜4T，
则波向右传播的距离为x=3
波速v=
（2）如果波向左传播，由题，3T＜△t＜4T，
则波向左传播的距离为x=3
波速v=
答：（1）如果波向右传播，波速52m/s；（2）如果波向左传播，波速为60m/s．
（1）下列说法正确的是
[ ]
A．电磁波由真空进入介质时波长变短
B．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长
C．光的偏振现象证明了光波是纵波
D．当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应
E．太阳光下的肥皂泡表面呈现彩色条纹，是光的衍射现象
F．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
G．光导纤维利用了光的干涉现象
H．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场
（2）△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角α=30°，P为垂直于底边直线BC的较大的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，结果在屏P上形成一宽度等于2AB/3的一条光带，求三棱镜的折射率。
正确答案
（1）ADFH
（2）
如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x=0.96m，从图中状态开始计时，求：
（1）P质点刚开始振动时，振动方向如何？
（2）经过多长时间，P质点第一次到达波谷；
（3）经过多长时间，P质点第二次到达波峰．
正确答案
（1）简谐横波向右传播，根据波形的平移法判断得知，图中x=0.24m处质点的振动方向向下，则介质中所有质点开始振动的方向均向下，故质点P刚开始振动时的振动方向向下．
（2）由图象可知，波长为λ=0.24m，则周期为T=
波从该时刻传播到P经历的时间t1=
P开始向下振动，P质点第一次到达波谷又经过的时间为t2=
故t=t1+t2=1.3s
（3）质点P第二次到达波峰又经历时间t3=1
所以t=t1+t3=1.9s
答：
（1）P质点刚开始振动时，振动方向向下．
（2）经过1.3s时间，P质点第一次到达波谷；
（3）经过1.9s时间，P质点第二次到达波峰．
一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有P、Q两个质点，它们相距 0.8m，当t=0时，P、Q两点位移恰好都是正的最大值，且P、Q间只有一个波谷．当t=0.6s时，P、Q两点正好都处于平衡位置，且P、Q两点间有一个波峰和一个波谷，且波峰距Q点为0.2m，试求：
（1）若波由P传到Q，波的周期；
（2）若波由Q传到P，波的速度；
（3）若波由Q传到P，从t=0时开始观察，哪些时刻P、Q间（P、Q除外）只有一个质点的位移等于振幅．
正确答案
（1）若波由P传到Q，由题结合波形得到，t=（n+
（2）若波由P传到Q，由题结合波形得到，t=（n+
（3）波形应每隔离半个周期时，P、Q间（P、Q除外）只有一个波峰或波谷时，只有一个质点的位移等于振幅，则时间t=n•
答：
（1）若波由P传到Q，波的周期为
（2）若波由Q传到P，波的速度为
（3）若波由Q传到P，从t=0时开始观察，在1.2ns（n=0，1，2，3，…）时刻P、Q间（P、Q除外）只有一个质点的位移等于振幅．
已知一列简谐横波在t=0时刻的波动图象如图所示，再经过1.1s时，x=1m处的P质点第3次出现波峰．求：
①波速v=？
②由图示时刻起，Q点再经过多长时间第二次出现波峰？
正确答案
①由传播方向可以判断P点在t=0时刻振动的方向向下，需经2
得，T=
∴v=
②波峰由x1=2m处传播至x2=6m处的Q点，△x=x2-x1=4 m．所需时间△t=
答：
①波速v=10m/s．
②由图示时刻起，Q点再经过0.8s时间第二次出现波峰．
（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是______
A．照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理
B．光照射遮挡物形成的影轮廓模糊，是光的衍射现象
C．太阳光是偏振光
D．为了有效地发射电磁波，应该采用长波发射
（2）甲、乙两人站在地面上时身高都是L0，甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c（c为光速）的飞船同向运动，如图1所示．此时乙观察到甲的身高L______L0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1______t0（均选填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）x=0的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t1=0.14s时刻波的图象如图2所示，质点A刚好开始振动．
①求波在介质中的传播速度；
②求x=4m的质点在0.14s内运动的路程．
正确答案
（1）A、在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此，进入镜头的光有很多，但以阻挡绿光为主，这样照相的效果更好．对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的
B、光照射遮挡物形成的影轮廓模糊，是由于光的衍射造成的．故B正确．
C、太阳光是自然光，各个方向振动的光都有．故C错误．
D、频率越高，波长越短，电磁波发射效率越高，故为了有效地发射电磁波，应该采用微波发射．故D错误．
故选AB
（2）身高L=L0，因为人是垂直于物体速度方向的，没有尺缩效应，故乙观察到甲的身高L=L0；根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙的钟要更慢一点（相对于甲），故乙观察到甲动作时间为t1＞t0．
（3）①由题知，振动在△t=0.14s时间内传播的距离为△x=7m，则该波的传播速度为 v=
代入数据得 v=50m/s
②在0.14s内，x=4m的质点只振动了
故答案为：（1）AB，（2）=，＞
（3）①波在介质中的传播速度为50m/s；②x=4m的质点在0.14s内运动的路程为15cm．
[物理---选修3-4]
（1）某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面折射出，如图1所示．由此我们可以知道______．
A．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长
B．从空气中以相同的入射角射入同样的介质中，A光的折射角比B光的小
C．A、B两种光在水中的速度一样大
D．A、B两种光从相同的介质入射到空气中，B光先发生全反射
（2）如图2所示的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象．
（1）假定波向左传播，求它传播的可能距离．
（2）若这列波向右传播，求它的最大周期．
（3）假定波速是35m/s，求波的传播方向．
正确答案
（1）A、由图可知，B光的偏折角较大，则其折射率较大，故B光的频率大，在同种介质中，A光的波长比B光的波长长，故A正确；
B、从空气中以相同的入射角射入同样的介质，由折射定律n=
C、由v=
D、由于B光的折射率较大，B光的全反射角较小，AB两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射，故D正确；
故选AD．
（2）（1）向左传播时，传播的距离为 s=(n+
（2）根据t=(n+
在所有可能的周期中，当n=0时T最大，故Tmax=0.8s
（3）波在0.2 s内传播的距离s=vt=7m，
故答案为：
（1）AD
（2）（1）向左传播时传播的距离为s=（4n+3）m（n=0、1、2…）．
（2）若这列波向右传播，它的最大周期为0.8s．
（3）波向左传播．
扫码查看完整答案与解析