2020高三物理二轮复习 专题二十七电磁场与电磁波测试

2020高三物理二轮复习 专题二十七电磁场与电磁波测试

物理2020二轮复习专题二十七 电磁场与电磁波 ‎ ‎1、LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法错误的是 A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电 B.若电容器正在放电，则电容器上极板带负电 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 解析：先根据安培定则判断出电流的方向，若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A叙述正确。若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B叙述正确，由楞次定律知D叙述亦正确.因而错误选项只有C。‎ 答案：C ‎2、某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是 解析：变化的电场可产生磁场，产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的.均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场。图A中电场不随时间变化，不会产生磁场.图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波.图D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波。‎ 答案：D ‎3、关于电磁波，下列说法中正确的是 A.在真空中，频率高的电磁波速度较大 B.在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大 C.电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变 D.只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失 解析：任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c，故AB都错。电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，Ｃ对.变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形成电磁波，发射电路的电磁振荡一停止，就不再发射电磁波，但已产生的电磁波并不消失，故Ｄ错。‎ 答案：C ‎4、某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻 （ ）‎ A．振荡电流i在减小 B．振荡电流i在增大 C．电场能正在向磁场能转化 D．磁场能正在向电场能转化 解析：由图中电容器上极板带正电荷、下极板带负电荷，图中给出的振荡电流方向，说明正电荷正向上极板聚集，所以电容器正在充电。电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化。‎ 答案：AD ‎5、如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R。有一带正电的粒子静止在管内。整个装置处于竖直向上的磁场中，要使带电粒子能沿管做圆周运动，所加的磁场可能是 （ ）‎ A．匀强磁场 B．均匀增加的磁场 C．均匀减小的磁场 D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动 7、LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法错误的是 A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电 B.若电容器正在放电，则电容器上极板带负电 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 解析：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A正确.若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B正确，由楞次定律知D亦正确. 答案：Ｃ ‎8、关于LC回路发生的电磁振荡，下列说法正确的是 （ ）‎ A．在电容器极板电荷为零的瞬间，电路中的振荡电流也为零 B．自感线圈两端的电压最大时，电路中的电流最大 C．电容器被振荡电流充电时，电路中的磁场能逐渐转化为电场能 D．当自感线圈两端电压最小时，电路的磁场能最大 解析：电容器极板电荷为零的瞬间，两板间电压为零，电场能为零，磁场能最大，电路中电流最大，所以A项不对。线圈两端电压最大时，即电容器两板间电压最大，电场能最大，磁场能为零，电路中电流为零，故B项也不对。电容器充电时，极板上的电量增加，电路中电流减小，磁场能逐渐转化为电场能。线圈两端电压最小时，电容器放电完毕，电场能为零，磁场能量大。‎ 答案：CD ‎9、有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为 （ ）‎ A．增加线圈匝数 B．在线圈中插入铁芯 C．减小电容器极板正对面积 D．减小电容器极板间距离 解析：由电磁波波速、波长、频率关系c=fλ=恒量知，知使λ减小，只有增大f；由LC回路固有频率公式可知；欲增大f，应减小L或C；由影响L、C大小因素知选项C正确。‎ 答案：C ‎10、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是 （ ）‎ A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场 B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场 C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电路 解析：麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场。对此理论应全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。由变化的磁场产生电场的规律与上相同。‎ 答案：BD ‎11、如图19－15甲所示LC振荡电路与电源E和灯泡D相连，当开关S合上后灯D正常发光．现从断开S开始计时，电容器a极板上电量q随时间t的变化规律如图19－15乙．若以通过LC回路顺时针方向电流为正，作出LC回路中电流随时间的变化图象(线圈L的直流电阻为零)‎ 解析：本题中LC回路的初始状态为：电感L中电流为最大，而电容器C上电压为零．当S断开后，开始对C充电，而a板上的电量增加且为正电荷，此过程中LC回路电流为逆时针，又知LC回路电流是按正弦(或余弦)规律变化的，故作出LC回路中的电流随时间变化图象如图19－15丙 ‎12、如图19－16所示的电路中，电容器的电容C＝1μF，线圈的自感系数L＝0.1mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关拨至b，经过t＝3.14×10-5s，油滴加速度是多少？当油滴加速度a′为何值时，LC回路中振荡电流有最大值(π＝3.14，研究过程中油滴未与极板接触)‎ 解析：S在a时油滴静止，此时油滴受电场力向上，有F电＝mg 当S拨至b后，在t＝3.14×10-5s＝T/2时刻，电容器被反向充电完毕，此时油滴受电场力方向向下，F合＝F电＋mg＝2mg，故此时油滴的加速度为‎2g 当回路中振荡电流最大时，电容器上的电量为零，此时油滴仅受重力作用，故当油滴加速度a′＝g时，LC回路中振荡电流有最大值。‎ ‎13、家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，220V交流电经一变压器，一方面在次级产生3.4V交流对磁控管加热，同时在次级产生2000V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生的频率为2450MHz的微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地振动而同时迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素．(每个光子能量E＝hf，其中h为普朗克常量，其值为6.63×10-34J·s，f为频率)‎ ‎(1)试计算微波输出功率为700W的磁控管每秒内产生的光子数 ‎(2)试计算变压器的高压变压比 解析：(1)每个光子能量为E＝hf＝6.63×10-34×2450×106＝1.62×10-24J 则磁控管每秒钟产生的光子数为 n＝P/E＝700÷(1.62×10-24)＝4.3×1026个 ‎(2)由变压器的变压比公式：U1/U2＝n1/n2可得 高压变压比为：n1/n2＝U1/U2＝220÷2000＝11/100‎ ‎14、如图19－17所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后再打开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，打开开关的时刻为t＝0，那么下列四个图中能正确表示电感中的电流i随时间t变化规律的是 解析：S闭合时电容器两端电压为零，S断开后，LC构成闭合回路，开始给电容器充电，因此电路中的电流随时间变化的规律应按余弦规律变化，故选B ‎15、如图19－11所示LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知 A．在t1时刻，电路中的磁场能最小 B．从t1到t2，电路中的电流值不断变小 C．从t2到t3，电容器不断充电 D．在t4时刻，电容器的电场能最小 解析：磁场能与电流强度相对应，t1时刻电量q 最大，电流强度为零，所以磁场能量小．‎ t1到t2时刻，电量q变小，电流强度变大．‎ t2到t3时刻，电量q变大，电容器充电．‎ t4时刻，电量q为零，所以电场能最小．‎ 答案：ACD ‎16、根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中错误的是（ ）‎ A．变化的电场可产生磁场 B．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场 C．振荡电场能够产生振荡磁场 D．振荡磁场能够产生振荡电场 解析：（1）恒定的磁场不能产生电场，恒定的电场也不能产生磁场。‎ ‎（2）均匀变化的磁场（B是t的一次函数）只能产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场。‎ ‎（3）非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场。‎ ‎（4）振荡（按正弦规律变化）的磁场产生同频率振荡的电场，反之也然。‎ 答案：B ‎17、关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中不正确的是 （     ）‎ A．频率越高，传播速度越大 B．电磁波的能量越强，传播速度越大 C．波长越长，传播速度越大 D．频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度 解析：频率由波源决定，能量由频率决定，传播速度由介质决定，波长由频率和波源共同决定。‎ 答案：ABC ‎18、如图所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑、槽的宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内，让小球获一初速度v0在槽内开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成正比增大，设小球运动过程中带电量不变，那么（ ）‎ A．小球受到的向心力大小不变 B．小球受到的向心力大小增加 C．磁场力对小球做功 D．小球受到的磁场力不断增加 解析：变化的磁场产生的电场对带正电的小球加速，速度增加，向心力增加，小球的洛伦兹力增加。‎ 答案：BD。‎ ‎19、某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是（ ）‎ 解析：周期性变化的电磁场会产生周期性变化的磁电场，进而在介质中形成电磁场。这样电磁场传播出去形成电磁波。‎ 答案：D。‎ ‎20、将下图所示的带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程中，在电容器周围空间 （ ）‎ A．会产生变化的磁场 B．会产生稳定的磁场 C．不产生磁场 D．会产生振荡的磁场 解析：变化的电场产生磁场。‎ 答案：A。‎ ‎21、电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30s，造成这一现象的原因可能是 （ ）‎ A．电池用久了 B．振荡电路中电容器的电容大了 C．振荡电路中线圈的电感大了 D．振荡电路中电容器的电容小了 解析：LC回路的周期，由此公式可知电子钟的周期由电感和电容共同决定，与其它因素无关。‎ 答案：BC ‎22. 在下列说法中符合实际的是 （ ）‎ A．医院里常用X射线对病房和手术室消毒 B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒 C．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力 D．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 解析：对照各种电磁波的特性、用途 答案：BD ‎23、如图所示，为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图。下列哪些说法正确（ ）‎ C L A、如图所示的时刻电容器正在放电 B、电路中的磁场能在增加 C、电容器两端的电压在增加 D、把电容器的两极板间距离拉大，振荡电流的频率增大 解析：由电场方向可知电容器上极板带正电，由线圈中的电流方向可知电路中电流方向为逆时针，结合以上两点可知电容器在充电，电容器电压在增加。C对。由LC回路的周期公式可得D选项对。‎ 答案：CD ‎24、下列说法中正确的是 （ ）‎ A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置 B．电磁波中电场能量最大时，磁场能量为零；磁场能量最大时，电场能量为零 C．摄像机在1s内要传送25幅画面 D．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置 答案：ACD ‎25、根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的情况（ ）‎ A．伦琴射线、紫外线、可见光 B． 伦琴射线、紫外线、红外线 C．紫外线、红外线、可见光 D．无线电波、红外线、紫外线 答案：A。‎ ‎26、关于雷达的特点，下列说法正确的是 （ ）‎ A.雷达所用无线电波的波长比短波更短 B.雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标 C.达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用 解析：雷达是利用无线电波中的①波长短, ②衍射现象不明显, ③传播的直线性好④遇到障碍物要发生反射的微波来测定物体位置的无线电设备。‎ 答案：AC。‎ ‎27、设某人在以速度为‎0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是 （ ）‎ A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为‎1.5c B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为‎0.5c C.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c D.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c 解析：由爱因斯坦的狭义相对论可得在真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。‎ 答案：CD。‎ ‎28、甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子，则下列说法正确的是 （ ）‎ A．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大 B．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小 C．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大 D．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小 解析：长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。即（公式），式中各符号的意义：l0：相对静止的参考系中所测，l：相对运动 的参考系中所测。‎ 答案：BD。‎ ‎29.用著名的公式E=mc2(c是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量．下面的说法正确的是 （ ）‎ A．同样的公式E=mc2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量 B．公式E＝mc2适用于核反应堆中的核能，不适用于电池中的化学能 C．只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量 D．公式E＝mc2适用于任何类型的能量 解析：相对论质量：，式中m0为物体静止时的质量，m为物体以速度v运动时的质量，由公式可以看出随v的增加，物体的质量随之增加。‎ 答案：AD ‎30.下列关于电磁波的叙述中，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3×‎108m/s C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D．电磁波不能产生干涉、衍射现象 解析：此题考查电磁波的特性。‎ 答案：AC ‎31、根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是 （ ）‎ A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场 解析：此题考查麦克斯韦的电磁场理论。‎ 答案：D。‎ ‎32、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来,形成了范围非常广阔的电磁波谱,不同的电磁波产生的机理不同,表现山的特性也不同,因而其用途也不同；下列应用中不符合实际的是（ ）‎ A．医院里常用红外线对病人进行透视 B．医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒 C．用X射线处理医院排放的污水可杀死各种病原体,保护环境免受污染 D．用γ射线照射马铃薯可防止其发芽.以便长期保存 解析：此题考查电磁波谱的应用。‎ 答案：AC。‎ ‎33、根据爱因斯坦质能关系方程，可以说明 （ ）‎ A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等 B．太阳不断的向外辐射能量，因而太阳的总质量一定在不断减小 C．虽然太阳不断的向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的 D．若地球从太阳获得能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大 解析：此题考查质能方程。‎ 答案：ABD。‎