4.1电磁振荡与电磁波-2024-2025学年高二物理同步培优练（人教版2019选择性必修第二册）

4.1 电磁振荡与电磁波 一、电磁振荡 1．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大 D．电磁波无法发生衍射现象 2．要有效地发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（　　） A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数 B．无线电波比红外线更容易发生衍射 C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用 D．在真空中电磁波的传播速度小于光速 3．（23-24高二下·广东东莞·期中）5G技术是“第五代移动通信技术”的简称，采用了3300~5000MHz（1M=106）频段的无线电波，某发射5G无线电波的LC电磁振荡电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图示时刻，电容器两极板带的电荷量正在增加 B．图示时刻，电感线圈储存的磁场能正在增加 C．5G通信技术采用的无线电波属于毫米波 D．无线电波的频率越大，在真空中传播的速度越大 4．振荡电路的电流随时间变化的图像如图所示。在时刻，电容器的M板带负电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带负电，则这段时间对应图像中（　　） A．段 B．段 C．段 D．段 5．（23-24高二上·河北邢台·阶段练习）一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电路的振荡周期为 T。从电容器上电压达到最大值Um开始计时，在 时间内，电路中的平均电流为（　　） A． B． C． D． 6．（23-24高二下·浙江·期中）如图所示为一周期为T的理想振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为。当电路中的开关闭合以后，则（　　） A．在最初的时间内，电流方向为顺时针 B．灰尘将在两极板间做往复运动 C．灰尘加速度方向不可能向上 D．电场能最大时灰尘的加速度一定为零 7．（2024·山西阳泉·三模）如图所示，间距均为d的倾斜金属导轨与水平金属导轨在两点用绝缘材料平滑连接，使和和彼此绝缘。在平面内存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，在平面存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。在间连接一电容为C的电容器和一个自感系数为L的电感线圈，在间接一小灯泡。开始时，开关S断开，一质量为m、长为d的金属棒在倾斜导轨上从距水平地面高为h的位置由静止释放，不计导轨和金属棒的电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，电容器的耐压值足够高。则下列说法正确的是（　　） A．金属棒在倾斜导轨上下滑时做变加速运动，在水平导轨上做匀减速运动 B．金属棒进入区域后，立刻闭合开关S，此时通过L的电流最大 C．金属棒刚到达时，速度大小为 D．在整个过程中，小灯泡产生的内能为 8．（23-24高二下·北京海淀·期末）电磁波在科学探索和现实生活中有着广泛的应用。取电磁波在真空中的速度。 （1）世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天眼”。当火星与地球之间的距离为时，若从火星向地球发射一电磁波信号，求FAST接收到信号所用时间。 （2）已知手机单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。如果某手机接收的电磁波频率为，为使感应电动势达到最大值，求该手机单端天线应设计的长度。 （3）某收音机中的LC电路由固定线圈和可调电容器组成，能够产生500kHz到1500kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为，求可调电容器的最大电容和最小电容之比。 二、电磁波与电磁波谱 9．关于电磁波的下列说法正确的是（　　） A．T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长短 B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，但不能实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大 C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域 D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快 10．下列说法正确的是（　　） A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理 B．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及其附近的区域 C．X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查； D．光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光在内芯与外套的界面上发生全反射 11．（24-25高二下·全国·单元测试）为了发现人群中的发热病人，通常利用红外测温仪测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．红外线、X射线、射线中红外线的波长最短 B．红外线可以用来加热理疗，紫外线可以消毒 C．无线电波主要用于通信、广播及其他信号的传播 D．X射线可以用于诊断病情，射线可以摧毁病变的细胞 12．（23-24高二上·河北承德·期末）关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．X射线可用于广播 B．射线是波长最短的电磁波 C．紫外线的频率比紫光的高 D．长波可以摧毁病变的细胞 13．（2025高二上·辽宁沈阳·学业考试）蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20000Hz，能持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35000Hz，下列说法正确的是（　　） A．蝙蝠发出的超声波属于电磁波 B．超声波反射前后波速大小相等 C．结合题图可知超声波频率比无线电波频率要高 D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收到的频率 14．（24-25高二下·全国·课后作业）如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波 B．甲图从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动 C．甲图中闭合电路的存在只是提供了观测电场存在的手段，即使没有闭合电路空间仍能产生电场 D．变化的磁场周围产生电场，与闭合电路是否存在有关 15．（24-25高二上·四川绵阳·阶段练习）下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） A．对甲：当线圈绕OO′轴匀速转动时，会产生感应电流 B．对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转 C．对丙：变化的电场和变化的磁场互相激发交替产生，形成电磁波 D．对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 16．下列关于电磁污染的说法，不正确的是（　　） A．电磁污染主要是指电磁辐射 B．电磁辐射会干扰其他仪器的正常工作 C．电磁辐射对人体和动物都有危害 D．频率越高的电磁波，电磁辐射的危害就越小 17．一个中间有铁芯的密绕螺线管接通电流后，在内部形成磁场，设中间的能量密度为。若小狼把铁芯从中间断成两截，中间有一个很小的空隙，则空隙中的能量密度和周围铁芯中的能量密度分别为和，则为（　　）（注意，此题不要求严格的定量计算，下列选项中的） A． B． C． D． 18．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　）    A．两平行板间的电场正在增强 B．该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场 C．该变化电场产生的磁场越来越弱 D．电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 19．（23-24高二上·云南·期末）电磁波 在真空中传播（选填“可以”或“不可以”）。带有等量异种电荷、相距的平行金属板A和B之间有匀强电场，已知金属板AB之间的电势差，则匀强电场的电场强度大小 。有一个已充电的电容器，两极板间的电势差，所带电荷量，则此电容器的电容 F． 三、无线电波的发送与接受 20．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述． a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式； b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂．我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2． （2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难．为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径．2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”．FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围． a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂； b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N． 21．如图所示是接收无线电波的简易收音机电路图．已知L和C，当 C调至C0时， （1）指出哪些元件组成了调谐电路，周期是多少？ （2）这时该电路能收到的无线电波波长λ是多少？ （3）元件D、C1起什么作用？ 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1 电磁振荡与电磁波 一、电磁振荡 1．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大 D．电磁波无法发生衍射现象 【答案】B 【详解】A．根据电磁场理论，变化的电场会产生磁场，变化的磁场产生电场；同时均匀变化的电场产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场；周期变化的电场产生周期磁场，周期变化的磁场产生周期电场，故A错误； B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小，故B正确； C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度相同，故C错误； D．电磁波可以发生衍射现象，故D错误； 故选B。 2．要有效地发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（　　） A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数 B．无线电波比红外线更容易发生衍射 C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用 D．在真空中电磁波的传播速度小于光速 【答案】B 【详解】A．根据LC振荡电路的频率公式f=可知，若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，故A错误； B．无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，故B正确； C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波同样适用，故C错误； D．在真空中电磁波的传播速度等于光速，为3.0×108 m/s，故D错误。 故选B。 3．（23-24高二下·广东东莞·期中）5G技术是“第五代移动通信技术”的简称，采用了3300~5000MHz（1M=106）频段的无线电波，某发射5G无线电波的LC电磁振荡电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图示时刻，电容器两极板带的电荷量正在增加 B．图示时刻，电感线圈储存的磁场能正在增加 C．5G通信技术采用的无线电波属于毫米波 D．无线电波的频率越大，在真空中传播的速度越大 【答案】A 【详解】AB．图示时刻，电容器正在充电，电容器两极板带的电荷量正在增加，磁场能转化为电场能，电感线圈储存的磁场能正在减小，故A正确，B错误； C．无线电波的波长约为 可知5G通信技术采用的无线电波属于厘米波，故C错误； D．无线电波在真空中传播的速度等于光速，与无线电波的频率无关，故D错误。 故选A。 4．振荡电路的电流随时间变化的图像如图所示。在时刻，电容器的M板带负电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带负电，则这段时间对应图像中（　　） A．段 B．段 C．段 D．段 【答案】D 【详解】某段时间里，回路的磁场能在减小，说明回路中的电流在减小，电容器充电，而此时M带负电，那么一定是给下极板充电，电流方向逆时针。 由题意知t=0时，电容器开始放电，且M极板带负电，结合i-t图像可知，电流以顺时针方向为正方向，因此这段时间内，电流为负，且正在减小，符合条件的只有图像中的cd段。 故选D。 5．（23-24高二上·河北邢台·阶段练习）一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电路的振荡周期为 T。从电容器上电压达到最大值Um开始计时，在 时间内，电路中的平均电流为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】振荡电路电容器两端的电压如图    振荡电路的振荡周期为 从电压到最大值Um开始，在 时间内，电量为 平均电流为 故选C。 6．（23-24高二下·浙江·期中）如图所示为一周期为T的理想振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为。当电路中的开关闭合以后，则（　　） A．在最初的时间内，电流方向为顺时针 B．灰尘将在两极板间做往复运动 C．灰尘加速度方向不可能向上 D．电场能最大时灰尘的加速度一定为零 【答案】C 【详解】ABC．当开关断开时，带负电灰尘静止，则有 此时电场力向上，上极板带正电，电场能最大，极板间电场强度最大； 若开关闭合，在最初的时间内，电容器放电，电流方向为逆时针，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动； 振荡回路磁场能和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力变为向下，和重力方向相同，灰尘的此时的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故C正确，AB错误； D．根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力向下，和重力方向相同，所以电场能最大时，灰尘的加速度不一定为零，故D错误。 故选C。 7．（2024·山西阳泉·三模）如图所示，间距均为d的倾斜金属导轨与水平金属导轨在两点用绝缘材料平滑连接，使和和彼此绝缘。在平面内存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，在平面存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。在间连接一电容为C的电容器和一个自感系数为L的电感线圈，在间接一小灯泡。开始时，开关S断开，一质量为m、长为d的金属棒在倾斜导轨上从距水平地面高为h的位置由静止释放，不计导轨和金属棒的电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，电容器的耐压值足够高。则下列说法正确的是（　　） A．金属棒在倾斜导轨上下滑时做变加速运动，在水平导轨上做匀减速运动 B．金属棒进入区域后，立刻闭合开关S，此时通过L的电流最大 C．金属棒刚到达时，速度大小为 D．在整个过程中，小灯泡产生的内能为 【答案】CD 【详解】A．金属棒在倾斜导轨上由静止释放，则金属棒做加速下滑，金属棒切割磁感线产生感应电动势为 由于对电容器充电，则电路中有电流产生，金属棒受到安培力作用，方向与金属棒运动方向相反。电容器所带的电荷量为 电容器充电电流为 设倾斜金属导轨平面与水平面夹角为θ，对金属棒由牛顿第二定律可得 解得 由于m、θ、C、、d都是定值，则加速度a是定值，可知金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动，金属棒在水平导轨上做切割磁感线运动产生感应电动势，产生感应电流，金属棒受到安培力作用，安培力与金属棒运动方向相反，安培力对金属棒产生加速度，使金属棒做减速运动，设小灯泡的电阻为R，则安培力为 一方面小灯泡的电阻R随温度变化，另外，金属棒最后做减速运动，则不是定值，则安培力是变力，因此金属棒做变加速运动，故A错误； B．金属棒进入DEFG区域后，闭合开关S后，电容器与电感线圈组成LC振荡电路，由LC振荡电路中的振荡电流特点，在闭合开关S瞬间，通过L的电流是零最小，故B错误； C．由速度位移关系公式可得，金属棒在进入DEFG区域时的速度大小为 故C正确； D．在整个过程中，小灯泡产生的内能为 故D正确。 故选CD。 8．（23-24高二下·北京海淀·期末）电磁波在科学探索和现实生活中有着广泛的应用。取电磁波在真空中的速度。 （1）世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天眼”。当火星与地球之间的距离为时，若从火星向地球发射一电磁波信号，求FAST接收到信号所用时间。 （2）已知手机单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。如果某手机接收的电磁波频率为，为使感应电动势达到最大值，求该手机单端天线应设计的长度。 （3）某收音机中的LC电路由固定线圈和可调电容器组成，能够产生500kHz到1500kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为，求可调电容器的最大电容和最小电容之比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）设火星与地球之间距离为x，所用时间为t，根据 得 （2）设天线长度为L，接受的电磁波频率为v、波长为，根据 可得 由题意，可得 （3）根据和，可得 当时，C最大，设为；时，C最小，设为，可得 二、电磁波与电磁波谱 9．关于电磁波的下列说法正确的是（　　） A．T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长短 B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，但不能实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大 C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域 D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快 【答案】C 【详解】A．T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长长，所以A错误； B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大，所以B错误； C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，所以C正确； D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播速度不变，所以D错误； 故选C。 10．下列说法正确的是（　　） A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理 B．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及其附近的区域 C．X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查； D．光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光在内芯与外套的界面上发生全反射 【答案】BC 【详解】A．全息照相利用了激光的频率单一，具有相干性好的特点，利用了光的干涉现象，与光的衍射无关，故A错误； B．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，故B正确； C．X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查，故C正确； D．光在内芯和外套的界面上 发生全反射，内芯的折射率大于外套的折射率，故D错误。 故选BC。 11．（24-25高二下·全国·单元测试）为了发现人群中的发热病人，通常利用红外测温仪测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．红外线、X射线、射线中红外线的波长最短 B．红外线可以用来加热理疗，紫外线可以消毒 C．无线电波主要用于通信、广播及其他信号的传播 D．X射线可以用于诊断病情，射线可以摧毁病变的细胞 【答案】BCD 【详解】A．红外线、X射线、射线中红外线的波长最长，故A错误； B．利用红外线的热效应可以用来加热理疗，利用紫外线的荧光效应可以消毒、杀菌，故B正确； C．无线电波主要用于通信、广播及其他信号传输，故C正确； D．X射线穿透能力较强，可以诊断病情，电磁波中频率最大的为射线，有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确。 故选BCD。 12．（23-24高二上·河北承德·期末）关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．X射线可用于广播 B．射线是波长最短的电磁波 C．紫外线的频率比紫光的高 D．长波可以摧毁病变的细胞 【答案】BC 【详解】A．X射线具有较强的穿透能力，所以不能用于广播，故A错误； B．射线波长最短，频率最高，故B正确； C．紫外线的波长比紫光短，紫外线的频率比紫光的高，故C正确； D．长波波长较长，频率较低，能量较小，不可摧毁病变的细胞，故D错误。 故选BC。 13．（2025高二上·辽宁沈阳·学业考试）蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20000Hz，能持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35000Hz，下列说法正确的是（　　） A．蝙蝠发出的超声波属于电磁波 B．超声波反射前后波速大小相等 C．结合题图可知超声波频率比无线电波频率要高 D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收到的频率 【答案】B 【详解】A．蝙蝠发出的超声波不属于电磁波，选项A错误； B．超声波反射前后波速大小相等，选项B正确； C．由图可知无线电波的频率 可知超声波频率比无线电波频率要低，选项C错误； D．蝙蝠向墙壁靠近时，根据多普勒效应可知，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率，故D错误。 故选B。 14．（24-25高二下·全国·课后作业）如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波 B．甲图从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动 C．甲图中闭合电路的存在只是提供了观测电场存在的手段，即使没有闭合电路空间仍能产生电场 D．变化的磁场周围产生电场，与闭合电路是否存在有关 【答案】C 【详解】A．若甲、乙两图中的磁场均匀变化，就会产生稳定的电场，稳定的电场不会产生磁场，就不会产生电磁波，故A错误； B．甲图从上向下看，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B错误； CD．变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，甲图中闭合电路的存在只是提供了观测电场存在的手段，即使没有闭合电路空间仍能产生电场，故C正确，D错误。 故选C。 15．（24-25高二上·四川绵阳·阶段练习）下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） A．对甲：当线圈绕OO′轴匀速转动时，会产生感应电流 B．对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转 C．对丙：变化的电场和变化的磁场互相激发交替产生，形成电磁波 D．对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 【答案】BC 【详解】A．甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，磁通量一直为0，不会产生感应电流，故A错误； B．乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据右手安培定则可知，导线下方的磁场垂直纸面向里，则小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转，故B正确； C．丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就产生电磁波，故C正确； D．丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误。 故选BC。 16．下列关于电磁污染的说法，不正确的是（　　） A．电磁污染主要是指电磁辐射 B．电磁辐射会干扰其他仪器的正常工作 C．电磁辐射对人体和动物都有危害 D．频率越高的电磁波，电磁辐射的危害就越小 【答案】D 【详解】A．电磁污染主要是指各种电磁辐射；如手机、雷达等；故A正确； BC．电磁辐射会干扰其他仪器并能人和动物造成伤害；故BC正确； D．频率越高的电磁波，电磁辐射的危害就越大；故D错误。 本题选错误的，故选D。 【名师点睛】电磁污染是当今社会中不可回避的话题，要了解污染的原理及防治措施。 17．一个中间有铁芯的密绕螺线管接通电流后，在内部形成磁场，设中间的能量密度为。若小狼把铁芯从中间断成两截，中间有一个很小的空隙，则空隙中的能量密度和周围铁芯中的能量密度分别为和，则为（　　）（注意，此题不要求严格的定量计算，下列选项中的） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】密绕螺线管中的磁感应强度表达式为 加入铁芯后，铁芯的相对磁导率较大 若视为无限长螺线管，小空隙并不影响铁芯中磁感应强度大小。 由磁感应强度在的连续性，空隙中的磁感应强度也为 考虑到磁场能量密度满足 铁芯部分的，空隙中空气相对磁导率约为1，故铁芯磁场能量密度小于空隙间的磁场能量密度。同时断裂前后的铁芯中磁感应强度基本没有变化，所以能量密度也不发生变化。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 18．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　）    A．两平行板间的电场正在增强 B．该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场 C．该变化电场产生的磁场越来越弱 D．电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 【答案】CD 【详解】A．由电容器中电场方向可知电容器的上极板带负电，下极板带正电，电流是由下极板通过电阻R流向上极板，故电容器正在放电，电容器的电荷量正在减少，两平行板间的电压减小，其中的电场正在减弱，故A错误； B．由题意可知产生的磁场相当于由上极板直接流向下极板的电流所产生的磁场，由安培定则可知产生的磁场为顺时针方向（俯视），故B错误； C．两平行板间的电压减小，由欧姆定律可知通过电阻R的电流减小，由题意：产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场，故该变化电场产生的磁场越来越弱，故C正确； D．设电容器的电压为U，板间距离为d,板间的电场强度的大小为E，则有 而电路中的电流为 可知电路中的电流正比于板间的电场强度的大小，故D正确。 故选CD。 19．（23-24高二上·云南·期末）电磁波 在真空中传播（选填“可以”或“不可以”）。带有等量异种电荷、相距的平行金属板A和B之间有匀强电场，已知金属板AB之间的电势差，则匀强电场的电场强度大小 。有一个已充电的电容器，两极板间的电势差，所带电荷量，则此电容器的电容 F． 【答案】 可以 【详解】[1]电磁波可以在真空中传播。 [2]匀强电场的电场强度大小 [3]此电容器的电容 三、无线电波的发送与接受 20．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述． a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式； b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂．我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2． （2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难．为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径．2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”．FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围． a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂； b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N． 【答案】（1）a． b．（2）a． b． 【详解】（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷 根据库仑定律检验电荷受到的电场力 根据电场强度的定义 得 b．穿过每个面的电场线的总条数是相等的，若面积大，则单位面积上分担的条数就少， 故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比 （2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此 b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的．因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积． 设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则 可得L=5L0 则 故本题答案是：（1）a     ;    b. （2）a    ;   b. 点睛：本题是一道信息题，要读懂题目中所描述的物理情景，然后结合物理知识求解，在电场线条数一定的情况下，圆的半径越大，则单位面积上的条数就越少；同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，要借助于这些条件处理问题． 21．如图所示是接收无线电波的简易收音机电路图．已知L和C，当 C调至C0时， （1）指出哪些元件组成了调谐电路，周期是多少？ （2）这时该电路能收到的无线电波波长λ是多少？ （3）元件D、C1起什么作用？ 【答案】（1）线圈和可变电容组成了LC 调谐电路． （2） （3）D是检波元件，作用是从经过调制的高频振荡电流中取出调制信号．C1的作用是让高频成分基本上从此通过，剩下音频电流通过耳机． 【详解】（1）线圈和可变电容组成了LC调谐电路．这时周期 （2）谐振时f波＝f又c=λf ，故 （3）D是检波元件，作用是从经过调制的高频振荡电流中取出调制信号．C1 的作用是让高频成分基本上从此通过，剩下音频电流通过耳机． 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$