暑假作業(yè)08 電磁振蕩和電磁波（解析版）-2025版高二物理暑假作業(yè)

限時練習：90min完成時間：月日天氣：作業(yè)08電磁振蕩和電磁波一、電磁振蕩的產生及能量變化(1)在LC振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過程中，與電容器有關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．與線圈有關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE增大時，線圈中的三個物理量i、B、EB減小，即q、E、EE↑eq\o(―――→,\s\up7(異向變化))i、B、EB↓.二、電磁場對麥克斯韋電磁場理論的理解(1)變化的磁場產生電場①均勻變化的磁場產生恒定的電場．②非均勻變化的磁場產生變化的電場．③周期性變化的磁場產生同頻率的周期性變化的電場．(2)變化的電場產生磁場①均勻變化的電場產生恒定的磁場．②非均勻變化的電場產生變化的磁場．③周期性變化的電場產生同頻率的周期性變化的磁場．三、電磁波譜1．電磁波譜及介紹無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來便構成了范圍非常廣闊的電磁波譜．如圖所示是按波長由長到短(頻率由低到高)的順序排列的．2．各種電磁波的共性(1)在本質上都是電磁波，遵循相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的傳播速度都是c＝3×108m/s.(3)傳播都不需要介質．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．一、單選題1．關于麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（

）A．變化的磁場只能在其周圍的閉合線圈中產生電場B．只有帶電平行板間的變化電場才能在板間產生磁場C．變化的磁場與變化的電場沿同一方向，且與電磁波的傳播方向垂直D．電磁波是橫波，而且是一種真正的物質【答案】D【解析】AB．變化的磁場能夠在周圍的空間產生電場。變化的電場能夠在周圍的空間產生磁場。不需要閉合線圈與電容器，不需要介質，這種現象可以在真空中發(fā)生，AB錯誤；C．變化的磁場與變化的電場互相垂直，且與電磁波的傳播方向垂直，C錯誤；D．電磁波是橫波，而且是一種真正的物質，D正確。故選D。2．下圖為理想LC振蕩電路工作中的某時刻，電容器兩極板間的場強E的方向與線圈內的磁感應強度的方向如圖所示，M是電路中的一點。下列說法中正確的是（）A．電路中的磁場能在增大 B．流過M點的電流方向向右C．電路中電流正在減小 D．電容器所帶電荷量正在減少【答案】C【解析】根據電容器中電場方向可知上極板為正極板，由安培定則可知電路中電流方向為逆時針，所以該時刻電容器正在充電。電路中的電場能在增大，流過M點的電流方向向左，電路中電流正在減小，電容器所帶電荷量正在增大。故ABD錯誤；C正確。故選C。3．2024年3月，華為小折疊屏PocketS2手機正式發(fā)售。該款手機搭載了麒麟990E芯片，支持5G網絡，可以滿足用戶對于高速網絡的需求。5G網絡相比4G網絡具有更高的數據傳輸速率。已知4G網絡通信技術采用1880MHz~2635MHz頻段的無線電波，5G網絡通信技術采用3300MHz~5000MHz頻段的無線電波。下列說法正確的是（）A．在真空中，5G信號比4G信號傳播速度快B．5G信號和4G信號相遇會發(fā)生干涉現象C．5G信號屬于橫波，4G信號屬于縱波D．5G信號比4G信號更難發(fā)生明顯衍射現象【答案】D【解析】A．在真空中，5G信號與4G信號傳播速度相等，均為光速，選項A錯誤；B．5G信號和4G信號頻率不同，則相遇不會發(fā)生干涉現象，選項B錯誤；C．5G信號和4G信號都屬于橫波，選項C錯誤；D．5G信號比4G信號頻率更大，波長更短，更難發(fā)生明顯衍射現象，選項D正確。故選D。4．無線話筒是一個將聲信號轉化為電信號并將信號發(fā)射出去的裝置，其內部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時，某時刻話筒中LC振蕩電路的磁場方向如圖所示，且電流正在減小，下列說法正確的是（）A．電容器正在充電B．電容器下板帶負電C．俯視看，線圈中電流沿順時針方向D．電場能正在轉化為磁場能【答案】A【解析】AD．電流正在減小，則電容器正在充電，磁場能正在轉化為電場能，故A正確，D錯誤；BC．根據安培定則可知，從俯視的視角觀察線圈，線圈中電流沿逆時針方向，電容器下板帶正電，故BC錯誤。故選A。5．如圖所示，某物理學習小組成員把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關連成LC振蕩電路，L是直流電阻可以忽略的電感線圈。先把開關置于電源一側，為電容器充電；稍后再把開關置于線圈一側，并開始計時，已知LC振蕩電路的振蕩周期為T，則在時間內（）A．電容器在充電 B．磁場能轉化為電場能C．電流在不斷增大 D．電容器上極板所帶的負電荷增加【答案】C【解析】從開始計時起，在0~時間內，電容器上極板帶正電且在放電，電流方向為逆時針方向；在~時間內，電容器反向充電，下極板帶正電；在~時間內，電容器反向放電，上極板帶負電且電荷量減小，電流不斷增大，電場能轉化為磁場能。故選C。6．關于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是（）A．變化的磁場一定在周圍空間產生變化的電場B．根據電磁場理論，電磁場的轉換就是電場能量和磁場能量的轉換C．赫茲預言了電磁波的存在，麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在D．電磁波不包括可見光【答案】B【解析】A．變化的磁場不一定在周圍空間產生變化的電場，例如均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場，均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場，A錯誤；B．根據電磁場理論，周期性變化的電場在周圍空間產生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場在周圍空間產生周期性變化的電場，因此電磁場的轉換就是電場能量和磁場能量的轉換，B正確；C．麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，C錯誤；D．由電磁波譜可知，電磁波包括所有光，D錯誤。故選B。7．下列關于科學技術的運用的說法正確的是（）A．交通警察用監(jiān)視器測量汽車的速度時不能利用多普勒效應B．用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射C．醫(yī)生利用B超探測人體內臟的位置，發(fā)現可能的病變，其原理是利用了波的衍射D．雷達是利用超聲波來測定物體位置的無線電設備【答案】B【解析】A．交通警察用監(jiān)視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應，A錯誤；B．用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射，B正確；C．醫(yī)生利用B超探測人體內臟的位置，發(fā)現可能的病變，其原理是利用了波的反射，C錯誤；D．雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備，D錯誤。故選B。8．在圖甲的LC振蕩演示電路中，開關先撥到位置“1”，電容器充滿電后，在時刻開關撥到位置“2”。若電流從傳感器的“+”極流入，電流顯示為正，圖乙為振蕩電流隨時間變化的圖線，則下面有關說法正確的是（）A．在圖乙中A點時刻電容器上極板帶負電B．在圖乙中從到A點過程中電容器的電壓先增加后減小C．若電阻R減小，電流變化如圖丙中實線D．若電阻R減小，電流變化如圖丙中虛線【答案】A【解析】A．在圖乙中A點時刻電流為正且正在減小，可知電容器正在充電階段，此時上極板帶負電，下極板帶正電，選項A正確；B．在圖乙中從到A點過程中電流先正向增加后正向減小，電容器先放電后充電，即電容器的電壓先減小后增加，選項B錯誤；CD．若電阻R減小，則電容器放電時最大電流變大，但是振動周期不變，則圖丙中實線和虛線描述電流變化都不對，選項CD錯誤。故選A。二、多選題9．下列有關物理知識在實際中的應用，解釋正確的是（）A．用偏振鏡頭拍攝水面下游魚與觀看立體電影的原理相同B．可通過測量星球上某些元素發(fā)出的光波頻率判斷該星球遠離還是靠近地球C．紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波，常用于醫(yī)院和食品消毒D．某同學制作一個簡易的收音機，若想接收一個頻率較高的電臺，則應該增加線圈的匝數【答案】AB【解析】A．用偏振鏡頭拍攝水面下游魚與觀看立體電影的原理相同，都是利用了光的偏振，故A正確；B．可通過測量星球上某些元素發(fā)出的光波頻率，根據多普勒效應，判斷該星球遠離還是靠近地球，故B正確；C．紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波，紅外線頻率低，能量小，不能用于醫(yī)院和食品消毒，故C錯誤；D．若想接收一個頻率較高的電臺，應增大固有頻率，根據，應減小線圈的匝數，減小電感，故D錯誤。故選AB。10．為了增大無線電臺向空間發(fā)射無線電波的能力，對LC振蕩電路的結構可采用下列哪些措施（

）A．減小電容器極板的正對面積 B．增大電容器極板的間距C．增大自感線圈的匝數 D．提高供電電壓【答案】AB【解析】要增大無線電臺向空間發(fā)射電磁波的能力，必須提高其振蕩頻率，由可知減小L和C可以提高f。AB．由平行板電容器電容決定式減小電容器極板的正對面積或增大電容器極板的間距，電容C減小，LC振蕩電路振蕩頻率增大，故AB正確；C．增大自感線圈的匝數，自感系數L增大，LC振蕩電路振蕩頻率減小，故C錯誤；D．提高供電電壓，不改變LC振蕩電路振蕩頻率，故D錯誤。故選AB。11．在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過點的電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，若把通過點向右的電流規(guī)定為的正方向，則（）A．至內，磁場能在減少 B．至內，點比點電勢高C．0至內，電容器C正在充電 D．至內，電容器上極板帶正電【答案】AB【解析】A．1.5ms至2ms內，電流減小，為充電過程，磁場能減小轉化為電場能，故A正確；B．1ms至1.5ms內，電流增大，為放電過程，電流方向改變?yōu)槟鏁r針，Q點比P點電勢高，故B正確；C．0至0.5ms內，電流增大，應為放電過程，故C錯誤；D．0.5ms至1ms內，電流減小，為充電過程，電流方向不變，電容器上極板帶負電，故D錯誤。故選AB。12．關于電磁波的有關說法正確的是（）A．電磁波從空氣傳入水中，波速變小，波長變短B．紅外線有很強的熱效應，它的波長比微波還要長C．在電磁波發(fā)射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調制D．X射線比紫外線更容易發(fā)生衍射【答案】AC【解析】A．電磁波從空氣傳入水中，頻率不變，波速變小，根據可知波長變短，故A正確；B．紅外線有很強的熱效應，它的波長比微波短，故B錯誤；C．在電磁波發(fā)射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調制，故C正確；D．紫外線的波長大于X射線的波長，紫外線比X射線更容易發(fā)生衍射，故D錯誤。故選AC。一、單選題1．黑洞是存在于宇宙空間中的一種特殊天體。人們可以通過觀測黑洞外的另一個天體（也稱伴星）的光譜來獲取信息。如圖所示，若伴星繞黑洞沿逆時針方向做勻速圓周運動，伴星的軌道與地球的視向方向共面。人們在地球上觀測到的伴星光譜譜線的波長，式中是光源靜止時的譜線波長，c為光速，v為伴星在地球視向方向的分速度（以地球的視向方向為正方向）。已知引力常量G，不考慮宇宙膨脹和黑洞引力導致的譜線波長變化。下列說法正確的是（）A．觀測到伴星光譜譜線的波長，對應著伴星向遠離地球的方向運動B．觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，對應著伴星在圖中A位置C．根據伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測黑洞的密度D．根據伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測伴星運動的半徑【答案】D【解析】A．由于題中規(guī)定地球的視向方向為v的正方向，且當觀測到伴星光譜譜線的波長，表明v為負值，則v的方向與視向方向相反，即對應著伴星向靠近地球的方向運動，故A錯誤；B．根據上述可知，若觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，則v的方向與視向方向，且該分速度達到最大值，即該位置對應著伴星在圖中A位置關于黑洞對稱的位置，故B錯誤；D．根據圖像可知，伴星光譜譜線波長變化的周期等于伴星繞黑洞做圓周運動的周期，由于伴星光譜譜線波長的最大值位置對應著伴星在圖中A位置關于黑洞對稱的位置，此時分速度即等于伴星繞黑洞圓周運動的線速度，令最大波長與伴星繞黑洞圓周運動的線速度分別為、，則有根據線速與周期的關系有解得故D正確；C．伴星繞黑洞做圓周運動，由萬有引力提供向心力，則有結合上述可以求出黑洞的質量，但是，由于不知道黑洞自身的半徑，因此無法求出黑洞的密度，故C錯誤。故選D。2．下列四幅圖所涉及的物理知識，說法正確的是（??）A．圖甲中雷達利用了X射線探測飛機B．圖乙中電磁爐加熱食物是利用電磁波中的微波加熱C．圖丙中漏電保護開關利用電磁感應原理D．圖丁中手持式金屬探測器利用了紅外線進行探測的【答案】C【解析】A．圖甲中雷達利用無線電波的反射探測飛機，故A錯誤；B．圖乙中電磁爐加熱食物是利用渦流加熱，故B錯誤；C．圖丙中漏電保護開關利用電磁感應原理，故C正確；D．圖丁中手持式金屬探測器利用了渦流探測，故D錯誤。故選C。3．如圖甲所示，在LC振蕩電路實驗中，多次改變電容器的電容C并測得相應的振蕩電流的周期T，如圖乙所示，以C為橫坐標、T2為縱坐標，將測得的數據標示在坐標紙上并用直線擬合數據，則（

）

A．電路中的磁場能最大時，電容器板間電場能最大B．電容器板間場強增大時，電路中電流正在增大C．電容器帶電量最大時，電路中電流最大D．可由圖像計算線圈的自感系數【答案】D【分析】在LC振蕩電路中，當電容器在放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場能在向磁場能轉化；當電容器在充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉化。電容器具有儲存電荷的作用，而線圈對電流有阻礙作用，同時掌握充放電過程中，會判定電流、電量、磁場、電場、電壓如何變化。注意形成記憶性的規(guī)律，以便于更快更準確的解題。【解析】A．電路中的磁場能最大時，電容器板間電場能最小為零，選項A錯誤；B．電容器板間場強增大時，電容器正在充電，磁場能轉化為電場能，電路中電流正在減小，選項B錯誤；C．電容器充電結束時，電容器帶電量達到最大，電場能最大，電路中電流為零，選項C錯誤；D．由得由圖像的斜率可以計算得到線圈自感系數，選項D正確。故選D。二、多選題4．下列說法正確的是（）A．在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的B．在LC振蕩電路中，當電流最大時，電容器儲存的電場能最小C．電磁波的波長越長，衍射越明顯，有利于電磁波的發(fā)射和接收D．降噪耳機通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來減噪【答案】BD【解析】A．根據相對論的兩個基本假設可知，在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是相同的，故A錯誤；B．在LC振蕩電路中，當電流最大時，磁場能最大，電容器儲存的電場能最小，故B正確；C．電磁波的波長越長，衍射越明顯，不利于電磁波的發(fā)射和接收，故C錯誤；D．降噪耳機通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來減噪，故D正確