作业(七) 电磁振荡与电磁波-2024年高二物理暑假作业（人教版）

[每日格言]再长的路，一步步也能走完：再短的路，不迈开双脚也无法到达。 高二物理 作业（七） 今 月 电磁振荡与电磁波 台 星期 历 天气 1考点突破 2.如图甲所示的LC电路中，保持L不变，改 变电容器的电容，回路中电容器两端的电 知识点一电磁振荡 压“随时间t变化的图像如图乙所示，则 1.LC电磁振荡的产生过程 下列说法正确的是 线圈 电容器 其行白 具有充、 感作：用 放比作用 A.曲线2对应的电容为曲线1对应的电 容的2倍 B.图甲时刻回路中的磁场能正在增大 C.曲线2对应电容器所带最大电荷量与 始强消用大。威 将市儿常为0，内叔 虑逃宝该少： 数款中疗人 版商量蚁大 曲线1对应电容器所带最大电荷量 2.T=2π√LC,即T取决于L、C,与极板所 相等 D.曲线2对应的电流最大时，曲线1对应 带电荷量、两板间电压无关。 的电流可能为零 3.电感线圈的自感系数L及电容C决定因素 (1)L一般由线圈的长度、横截面积、单位 知识点二电磁场与电磁波 长度上的匝数及有无铁芯决定。 1.麦克斯韦电磁理论的要点 46可知，与电介 恒定的电场不产生 (2)电容C由公式C= 恒定的磁场不产生电场 磁场 质的相对介电常数∈.、正对面积S及板间 均匀变化的电场在周 均匀变化的磁场在周围 距离d有关。 围空间产生恒定的 空间产生恒定的电场 ■跟踪训练 磁场 1.如图甲为电容器上极板电量q随时间t在 不均匀变化的电场在 不均匀变化的磁场在周 一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡 周围空间产生变化的 围空间产生变化的电场 电路的某一时刻的状态，线圈L中磁场方 磁场 向向上，电容器中电场方向向上，则( 振荡磁场产生同频率的 振荡电场产生同频率 振荡电场 的振荡磁场 2.对电磁场的理解 61 (1)电磁场的产生 如果在空间某处有周期性变化的电场，那 A.t2一t3中某时刻与图乙状态相对应 么这个变化的电场就在它周围空间产生周 B.(1一t2时间内LC振荡电路内的电流为 期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它 顺时针 周围空间产生新的周期性变化的电场… C.t1时刻线圈中自感电动势为零 变化的电场和变化的磁场相互联系，形成 D.图乙中电容器极板间电场能逐渐减小 了不可分割的统一体，这就是电磁场。 25 署假作业琴弦松驰，弹不出动听的乐曲；生活散漫，点不燃生命的火焰 [每日格言] (2)电磁场与静电场、静磁场的比较 4.(多选)关于电磁波与声波，下列说法正确 静电场和静磁场可以在某空间混合存在， 的是 ( 但由静电场和静磁场混合的空间不属于电 A.电磁波是由电磁场发生的区域向远处 磁场。电磁场是电场、磁场相互激发，相互 传播，声波是声源的振动向远处传播 耦连形成的统一体。 B.电磁波的传播不需要介质，声波的传播 3.机械波与电磁波的比较 有时也不需要介质 (1)不同点 C.由空气进入水中传播时，电磁波的传播 机械波 电磁波 速度变小，声波的传播速度变大 对象 研究力学现象 研究电磁现象 D.由空气进入水中传播时，电磁波的波长 不变，声波的波长变小 周期性 电场强度E和磁感 位移随时间和空 变化的 应强度B随时间和 间做周期性变化 2综合训练 物理量 空间做周期性变化 1.如图所示是一个LC振 传播无需介质，在真 荡电路中电流的变化图 0 传播需要介质， 空中波速总是c,在 像，下列说法正确的是 传播 波速与介质有 介质中传播时，波速 ( 关，与频率无关 与介质及频率都有 关系 A.(时刻电感线圈两端电压最大 B.t2时刻电容器两极板间电压为零 由质点（波源）的 由周期性变化的电 产生 C.t,时刻电路中只有电场能 振动产生 流（电磁振荡）激发 D.t时刻电容器所带电荷量为零 横波 可以是 是 2.(多选)(2023·廊坊质 纵波 可以是 不是 检)如图所示的LC振 (2)相同点 荡回路，当开关S转向 ①都具有波的特性，能发生反射、折射、干 右边发生振荡后，下列 涉和衍射等物理现象。 说法正确的是 ②都满足=子-。 A.振荡电流达到最大值时，电容器上的电 荷量为零 ③波从一种介质传播到另一种介质，频率 B.振荡电流达到最大值时，磁场能最大 都不变。 C.振荡电流为零时，电场能为零 ■跟踪训练 D.振荡电流相邻两次为零的时间间隔等 3.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确 于振荡周期的一半 的是 ( ) 3.(多选)理想LC振荡回 A.有电场的空间一定存在磁场，有磁场的 路某时刻电容器极板间 空间也一定能产生电场 的场强方向和线圈中的 B.在变化的电场周围一定产生变化的磁 磁场方向如图所示。下 场，在变化的磁场周围一定产生变化的 列说法正确的是( 电场 A.电容器正在放电 C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变 B.电路中的磁场能在增加 化的磁场 C.电容器两端的电压在增加 D.周期性变化的磁场周围空间一定产生 D.把电容器的两极板间距离拉大，振荡电 周期性变化的电场 流的频率增大 26 [每日格言]勇征、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的蒂良。 高二物理 4.(2024·衡水检测)要增大LC振荡电路的 8.(多选)(2023·唐山一模)以下关于机械波 频率，可采取的办法是 ( 与电磁波的说法正确的是 A.增大电容器两极板正对面积 A.机械波与电磁波本质上是一致的 B.减少极板带电荷量 B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波 C,在线圈中放入软铁棒作铁芯 在介质中的波速，不仅与介质有关，还 D.减少线圈匝数 与电磁波的频率有关 5.(多选)如图所示，L C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是 为一电阻可忽略的线 横波 圈，D为一灯泡，C为 D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射 电容器，开关S处于 现象 闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开 9.（多选)根据麦克斯韦电磁场 S,并开始计时，下列正确反映电容器a极 理论，变化的磁场可以产生电 板上电荷量g及LC回路中电流i(规定顺 场。当产生的电场的电场线 时针方向为正)随时间变化的图像是（图 如图所示时，可能是( 》 中q为正值，表示a极板带正电)( A.向上方向的磁场在增强 B.向上方向的磁场在减弱 C.向上方向的磁场先增强，然后反向减弱 D.向上方向的磁场先减弱，然后反向增强 10.如图所示，LC电路中 C是带有电荷的平行 板电容器，两极板水 平放置。开关S断开 时，极板间灰尘恰好静止。当开关S闭合 6.(2023·南充一模)下列有关电磁场理论的 说法正确的是 时，灰尘在电容器内运动。若C=0.4F, ( A.法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了 L=1mH,重力加速度为g。 (1)从S闭合开始计时，经2π×10-5s 电、磁、光现象在本质上的统一性 时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？ B.变化的磁场一定产生变化的电场 (2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流 C.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 最大？ D.赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦 关于光的电磁理论 7.下列有关电磁场和电磁波的说法正确的是 A.麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的 存在 B.变化的电场一定产生变化的磁场 C.使用空间波来传播信息时主要是应用 无线电波波长大、衍射现象明显，即可 以绕过地面上的障碍物 D.频率为750kHz的电磁波在真空中传 播时，其波长为400m 27[每日格言]好咖啡要和朋友一起品尝，好机会也要和朋友一起分享。 高二物理 7.D报据理想支压器的工作原理得U1=1,U: 压为零，由题图乙可知，此时曲线1对应的电容器两端 电压也为零，曲线1对应的电流也最大，故D错误。 。U2不是加在R两端的电压，故1≠景。而1U 3.D根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产 生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化 等于R上消耗的功率I,R与下一级变压器的输入功 的电场产生变化的磁场，选项D正确。 率之和。理想变压器输入功率等于输出功率，选项D 4.AC由电磁波和声波的概念可知A正确：因为电磁波 正确。 可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要 介质，在真空中不能传播，故B错误：电磁波在空气中 8.ABTy副线圈两端交流电压u=220J2sin100πt(V), 的传播速度大于在水中的传播速度，在真空中的传播 电压有效值为220V,则通过R。的电流有效值I= 速度最大：声波在气体、液体、因体中的传橘速度依次 A=20A,Λ项正确：由原，副线圈电压与匝教的关 220 增大，故C正确：无论是电磁波还是声波，从一种介质 系可知B项正确；由于输电线有电阻，所以升压变压器 进入另一种介质时频率都不变，所以由波长入=平及它 T的输出电压和输出功率大于降压变压器T,的输入 们在不同介质中的传播速度可知，由空气进入水中时， 电压和输入功率，C,D错误 电磁波的波长变短，声波的波长变长，故D错误。 U: 9.解析①)设空载时次级线圈的瑞电压为U,则m 「综合训练] 1.D振荡过程中由于电感和电容的存在，电路不是纯电 解得U2= "U1=220V 阻电路，故不满足欧姆定律的适用条件。由题图可知 1时刻电流i最大，t2时刻电流i为零，误认为i与4满 因为空载，次级线圈的负载电阻R2→∞ ，A,B错误：电流最大时，说明磁场 U 足欧姆定律1 电流I2=0,则P=12U2=0。 (2)接通电路后，100盏电灯并联的总电阻为 最强，磁场能最大，电场能为零，电容器电压、电荷量均 U颜 为零，C错误，D正确 R P0=8.070 2.ABD由LC电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大 R4=100=100 时，即电容器放电刚结束时，电容器上电荷量为0，A正 次级线圈中的电流 确：回路中电流最大时螺线管中磁场最强，磁扬能最 大，B正确：振荡电流为零时充电结束，极板上电荷量 220 12=R先于R有807于0.2A=26.6A 最大、电场能最大，C错误：电流相邻两次为零的时间 次级线圈的端电压U2'=I2R外=214.66V。 间隔恰好等于半个周期，D正确。 3.CD根据安培定则可以得到线图中的电流为逆时针方 (3)每盏灯消耗的实际功率 向（俯视），故电容器正在充电，故A错误：电容器充电 p=100 1U2'=26.6×214.66w=57.1w. 电场能增加，磁场能减小，故B错误：电容器在充电，电 100 容器两端的电压在增加，故C正确：把电容器的两极板 答案(1)220V0(2)214.66V 间距离拉大，电容减小，由LC回路的周期公式T= (3)57.1W 10.解析(1)水电站升压变压器原、副线图匝数比 2π/LC可得周期减小，振荡电流频率增大，故D正确。 1 U1_4001 4.D根据LC振荡电路的频率公式f= 和平行 2U220005· 2π√LC ES (2)由P摄=I22R,输送电流取决于输出电压及输送功 板电容器电容公式C= 4πkl 知，当增大电容器两极板 奉，有12一 正对面积时，C增大，∫减小：减少极板带电荷量，不影 所以R P P 响C,即∫不变：在线图中放入软铁棒作铁芯，L增大， 10000-9500 2=200 减小：减少线圈匝数，L减小，「增大，故D正确」 /P12 /1000012 5.BCS闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差 AU. 2000 为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零，断开S,由于 (3)设降压变压器原线图上电压为U 线图阻碍电流的变化，电容器反向充电，电荷量逐渐增 U3=U2-I2R=(2000-5×20)V=1900V 大，磁场能转化为电场能，充电完毕后，又开始放电，将 所以降压变压器原、副线圈匝数比 电场能转化为磁场能，形成LC振荡电路，电荷量随时 3_U3_1900_95 间周期性变化，故A错误，B正确：当突然断开S,线圈 220119 中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充 答案(1)5 22pn(s盟 电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线图因 阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C正确，D错误 作业（七）电磁振荡与电磁波 6.D麦可斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过一系列实 「考点突破]一跟踪训练 验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论，并揭示了电 磁、光现象在本质上的统一性，A错误，D正确：均匀变 1.A 2一3时间内电容器充电，且上极板带负电，所以 LC振荡电路内的电流为逆时针，根据安培定则可知L 化的磁场产生恒定的电场，B错误：均匀变化的电场产 中磁场方向向上，所以？一3中某时刻与题图乙状态 生恒定不变的磁场，C错误 相对应，此时电容器极板间电场能逐渐增大，故A正 7,D赫滋用实验证明了电磁波的存在，A错误：均匀变 确，D错误：1一t2时间内电容器放电，且上极板带正 化的电场产生恒定的磁场，B错误：使用空间波传播信 电，所以LC振荡电路内的电流为逆时针，故B错误： 息时主要是应用了微波波长短、频率高的特点，C错 时刻回路中电流为零，电流变化率最大，线圈中的感应 误；=C 3×108 m=400m,D正确。 电动势最大，故C错误。 7.5×105 2.B由题图乙可知，曲线2的振荡周期是曲线1的两 8.BCD机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电 倍，根据公式T=2πLC可知，曲线2对应的电容为 场（或磁场）产生：机械波传撸需要介质，波速由介质决 曲线1对应的电容的4倍，故A错误；根据安培定则可 定：电磁波的传播不需要介质，波速由介质和本身频率 知，题图甲中电流从电容器流出，电容器在放电，电场 共同决定：机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是 能转换为磁场能，因此回路中的磁场能正在增大，故B 横波：机械波和电磁波都可以发生反射、折射、干涉和 正确：根据电容定义式可得Q=CU,由于改变电容前后 衍射现象，故选项B、C、D正确 电容器两端的电压相同，且曲线2对应的电容为曲线1 9.AC向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原 对应的电容的4倍，因此曲线2对应电容器所带最大 磁场的增强而方向向下，根据安培定则可知，感应电场 电荷量为曲线1对应电容器所带最大电荷量的4倍， 方向如题图中E的方向所示，选项A正确，B错误：可 故C错误：曲线2对应的电流最大时，电容器两端的电 理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，感应电场方向同 样如题图中E的方向所示，选项C正确，D错误。 57 署假作业学习是劳动，是充满思想的劳动。 [每日格言] 10.解析(1)开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态， 分子达到引力作用范国而发生作用，D正确：木柴是固 则有mg=q“忌（式中m为友尘质量，Q为电容器所 体，其分子间距离很近，要使木柴分开就必须用很大的 力来克服大量木柴分子的引力，这也说明分子间存在 带的电荷量，d为板间距离)，由T=2π√LC,代入数 引力，C正确：磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都 7 可发生，这是磁场力的作用，B错误」 据解得T=4π×10-5s,当t=2π×1055，即1= 5.CD分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的 时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟 增大而减小，题设的”是大于r。(平衡距离)还是小于 1=0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合力为F台= ”。未知，增大多少也未知。由题图可知，分子间距离r =2mg,又因为F合=ma,所以a=2g。 Q 在从无限小到无限大的区间内，分子力随？的增大是 mg十q· 先减小后增大再减小，故C、D正确 (2)当线图中电流最大时，电容器所带的电荷量为零 6.BD因为题图中各点是每隔10s记下它的位置，则在 此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g,方向竖直向 每个103内花粉颗粒位于何处是无法确定的，所以这 下。故当加速度为g,且方向竖直向下时，线圈中电流 些点连接的折线不表示花粉颗粒运动的径迹，选项A 最大 错误，B、D正确；题图中几条折线的长度并不相等，所 答案(1)2g(2)加速度为g,且方向竖直向下 以在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不相 作业（八）分子动理论 等，选项C错误。 [考点突破一 一跟踪训练 7.B分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引 1.B悬浮在液体上颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧 力，合力表现为斥力，A错误：r1<r<r2时，两分子间的 烈，故A正确：当分子间的距离增大时，分子间作用力 作用力随？的增大而逐渐增大，负号表示方向，B正确： 可能先增大后减小，故B错误；物体温度越高，分子热 分子间同时存在引力和斥力，随着距离减小而增大， 运动越刷烈，分子的平均动能就越大，故C正确：当分 =r2时，分子力表现为引力且最大，但不是分子引力最 子间作用力表现为斥力，分子势能随分子间距离的减 大，C错误；r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减 小而增大，故D正确 小，D错误 2.ABC物质是由大量分子组成的，分子间有间隙，属于 8.ABC面积都应该等于1，二者相等，A正确：温度是分 分子动理论的基本内容，故A正确：所有分子永不停息 子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大， 地做无规则的热运动，并且温度越高，分子的无规则运 虚线为氧气分子在0℃时的情形，分子平均动能较小， 动越剧烈，属于分子动理论的基本内容，故B正确：分 B正确：实线为氧气分子在100℃时的情形，C正确：曲 子之间存在相互作用的引力和斥力，并且引力和斥力 线给出的是分子数占总分子数的百分比，D错误。 同时存在，属于分子动理论的基本内容，故C正确：布 9.C乙分子由a运动到c,分子力表现为引力，分子力做 朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的运动，它只是液 正功，动能增大，分子势能减小，所以乙分子在（处分子 体分子无规则运动的具体表现，故D错误。 势能最小，在c处动能最大，故A、B错误，C正确：由题 3.B因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小， 图可知，乙在d,点时受到分子斥力，所以乙分子在d处 从图中可知分子势能最小时，分子间的距离为2，故当 的加速度不为零，故D错误。 r等于r2时分子间作用力为零，C错误；当r小于r1 10.解析(1)①正确。1g水与1g水蒸气的分子数一样 时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距 多，两者的温度都是100℃，因温度是分子平均动能 离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确：当r大于 的标志，故两者分子的平均动能和分子的总动能都相 而小于r2时分子力表现为斥力，故”由r1变到r2的过 同。②不正确。水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的 程中，分子间的作用力做正功，当？大于”2时分子力表 热量转化为水蒸气的内能，因此1g100℃的水蒸气 现为引力，A、D错误。 4.A当r=r%时，F=0,Ep最小。所以题图甲是分子力 要比1g100℃的水的内能大。 (2)液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并 与分子间距离的关系图像，题图乙是分子势能与分子 间距离的关系图像，故A正确：如题图乙所示，当r=0 没有增大物体内分子的平均动能，而是使分子势能增 大，从而使物体的内能增大。 时，分子势能为负值，不为零，故B错误：如题图甲所 示，随着分子间距离的增大，分子力先减小为零后增大 答案见解析 再减小，故C错误：如题图乙所示，随着分子间距离的 作业（九）气体、固体和液体 增大，分子势能先减小后增大，故D错误」 [考点突破]一跟踪训练 [综合训练 1.解析(1)由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内， 根据理想气体状态方程 A1个铝原子的质童mN、) -,C正确：铝的摩尔体积 为V=M,所以1个铝原子占有的体积为V=N入 Bov psv 5ToPo To ,解得侧=4T NA,所以 心D正确：因1个铝原子占有的体称是M =w-=0I-2)p, Lm铝所含原子的数目n三=M,B正确：又因 火罐对皮肤产生的拉力为 M 入，所以1kg铝所含原子的数 E=4ps=-7)p,S. 1个铝原子的质量m= (2)设罐内气体在标准状态下体积为V,根据盖-吕萨 目n=1=VA mM,A错误。 克定子-品 V 2.CD扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部 的现象，说明了分子间存在着空隙，C正确：扩散现象 罐内气体的分子数n=了。NA 不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由 物质分子做无规则运动产生的，D正确」 解得n 213yN TVo 3.A悬浮在空中的颗粒做无规则运动，是一种布朗运 动，是由于颗粒受到周围空气分子的撞击不平衡引起 答案 (1-0)p.s2 TV NA 的，空气分子永不停息地做无规则运动，所以在无风的 2.解析(1)由题图甲可以看出，A与B连线的延长线过 时候，颗粒悬浮在空中仍做无规则运动，选项A错误， B、C正确：颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规 原，点O,所以A→B是一个等压变化，即PA=B。 则运动，选项D正确。 根据益-吕萨克定律可得：T入TB VA_VB 4.ACD纸被打湿后，水分子填充了两张纸之间的凹凸 部分，使水分子与两张纸的分子接近到分子引力作用 范围而发生作用，A正确：电焊也是使两块铁熔化后铁 -长Ta-0洁x30K=200K 所以TA=VB 58