专题09 电磁振荡与电磁波【八大题型】-【压轴题】2024-2025 学年高中物理同步培优训练（人教版2019 选择性必修第二册）

专题09 电磁振荡与电磁波【八大题型】 一．电磁振荡及过程分析（共5小题） 二．电磁振荡的周期和频率的计算（共3小题） 三．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 四．电磁波的产生（共6小题） 五．电磁波的发射和接收（共6小题） 六．电磁波的波长、频率和波速的关系（共4小题） 七．电磁波谱（共3小题） 八．电磁波与信息化社会（共4小题） 一．电磁振荡及过程分析（共5小题） 1．图示的LC振荡电路，其振荡频率为200kHz．已知在t＝0时刻，电容器C的a极板带正电，且电荷量最大，则（　　） A．在t＝1.25μs时刻，电磁能的一半储存在电容器C中，一半储存在电感L中 B．在t＝1.25μs时刻，振荡电路中的电流最大 C．在t＝2.5μs时刻，电磁能全部储存在电感L中 D．在t＝5.0μs时刻，电容器C的b极板带正电，且电荷量最大 2．LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图4所示，则与该图中A点相对应的是（　　） A．电路中的振荡电流最大 B．电路中的磁场能最大 C．电路中的振荡电流为零 D．电容器两极板所带电荷量最少 3．（多选）下列说法正确的是（　　） A．在LC振荡电路中，当电流在增大时，电容器总是处于放电状态 B．让光子一个一个通过某一单缝，当光子个数较少时，在光屏上分布杂乱无章，当光子个数达到一定数目时，光屏上出现衍射条纹，说明光的波动性是光子间相互作用的结果 C．电子束穿过铝箔后发生衍射现象，该实验现象说明实物粒子也具有波动性 D．已知频率为ν、波长为λ的光子的能量为E＝hν，动量为p，式中h为普朗克常量，则光速c、能量E、动量p之间满足E＝pc 4．在力学、电学、热学等领域中，管道问题是经常遇到的。 （1）（简答）选择性必修1的习题中我们分析过水流切割问题。密度为ρ、速度为v的水流垂直射在石材上且不反弹。请从动量定理的角度，推导石材表面受到的压强p＝ρv2。 （2）（计算）粗细不计、长度L＝3.0m的光滑管道AB固定在倾角θ＝30°的斜面上，且A、B两点等高，两侧平行的直段AC和BD长度均为l＝0.50m，弯段CED是一个半圆。质量m＝2.0kg的物体（可视为质点）从管道A端静止释放后在管内运动。取g＝10m/s2。求： ①物体的最大速率vm；（答案均保留2位有效数字） ②物体在最低点时受到管道的作用力大小F； ③管道中物体的动能和势能相互转化，正如电磁振荡中不同形式的能量相互转化，请按第一行的类比方式完成表格。 物体的速度大小，可类比为电磁振荡回路中的电流大小 物体相对于最低点的重力势能，①可类比为电磁振荡中 　 　 （物理量） ②物体 　 　 （运动过程），可类比为电磁振荡中电容器的放电过程 5．简谐振动是物理学中很重要的一种运动形式，不同的简谐振动现象各异，但却遵循着相似的规律。例如，一个质量为m，劲度系数为k的弹簧振子，其位移x随时间t按正余弦规律做周期性变化，周期公式是：T＝2π，同时在振子周期性运动的过程中其动能和能相互转化，但总能量保持不变，即：E，其中E为系统的总能量，v为振子位移为x时的瞬时速度。 结合简谐振动的上述知识，通过类比的方法分析下面几个问题。 （1）如图1所示，在LC振荡电路中，电容器极板上的带电量q与电路中的电流i随时间t都是按正余弦规律做周期性变化的。同时线圈储存的磁场能和电容器储存的电场能相互转化，但总能量E保持不变，即：E。其中L为线圈的自感系数，C为电容器的电容。类比弹簧振子中的各物理量，电容器极板上的带电量q相当于弹簧振子中的哪个物理量？并类比简谐振动公式写出LC振荡的周期公式； （2）如图2所示，摆长为L，小球质量为m的单摆，当最大偏角较小时，摆动过程中其摆角随时间也是按正余弦规律变化的。写出单摆摆角为θ、小球角速度为ω时系统总能量的表达式，并类比弹簧振子的规律求出单摆摆动的周期；（已知θ很小时，cosθ≈1） （3）如图3所示，长为L的轻杆（质量不计），一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直平面内转动，在距点为和L处分别固定一个质量为m、可看作质点的小球。类比弹簧振子的规律求出系统在竖直平面内做小角度摆动时的周期。 二．电磁振荡的周期和频率的计算（共3小题） 6．LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上、下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（　　） A．回路中电流的流向为b到a B．该时刻电流正在变大 C．P板带负电，Q板带正电 D．若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小 7．类比是解决问题的一种有效方法。机械振动（图1）和电磁振荡（图2）属于不同的物理现象，表面上似乎互不关联，但机械振动的x﹣t图像和电磁振荡的q﹣t图像，形式上都是余弦函数；进一步研究发现，它们的运动学方程和具有相似的形式。数学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共同的规律，下列说法正确的是（　　） A．已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电容C是电磁“惯性”大小的量度 B．已知LC电路的周期为，通过类比可知弹簧振子的周期为 C．已知弹簧振子的弹性势能为，通过类比可知LC电路中电场能为 D．已知弹簧振子的动能为，通过类比可知LC电路中磁场能为 8．如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求： （1）此LC振荡电路的周期为多少？ （2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？ （3）如电容器两板电压最大为10V，则在前内的平均电流为多大？ 三．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 9．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备，它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。电磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．电子加速时受到的向心力大小可能不变 B．电磁铁线圈通过的电流一定增大 C．从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动 D．电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变 10．（多选）下列说法正确的是（　　） A．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向 B．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去 C．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的频率一定不变且波长变短 D．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生衍射现象 E．变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场 11．在无限长直通电导线周围，距直导线为r处的磁感应强度为B＝k（在SI制中k＝2×10﹣7T•m/A）。某地地磁场的水平分量Bx＝3×10﹣5T，地面上放置一个可沿水平方向自由转动的小磁针，在小磁针的正上方5cm处有一根沿南北方向的极长的直导线，当导线通以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，则直导线中的电流方向为　 　 ，（选填“由南向北”或“由北向南”），导线中的电流强度为　 　 A。 四．电磁波的产生（共6小题） 12．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空和介质中的传播速度相同 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波谱中的无线电波与可见光相比，更容易产生显著的衍射现象 D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失 E．反射电磁波是为了用它传递某种信号，载有信号的电磁波可以在真空中传播也可以通过光缆传输 13．（多选）关于机械波和电磁波的下列说法正确的是（　　） A．两列频率相同的机械波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能为零 B．声音从声源发出，在空气中传播的过程中，振幅和波长都在不断的减小 C．机械波的周期取决于振源的周期，在数值上可能与介质中质点的自由振动周期相等 D．X射线是由原子的内层电子受到激发后产生的，而γ射线是原子核受激后产生的 E．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定可以产生电磁波 14．（多选）下列说法正确的是（　　） A．一长度为1m的米尺，沿长度方向以0.9c（c为光在真空中的速度）运动，则地面上观察者测得其长度为1.01m B．在双缝实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d＝0.6 μm．若用频率为f1＝5.0×1014 Hz单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹明条纹 C．电磁波中的电场和磁场都在随时间做简谐振运动 D．水面下2m深处的鱼正在观察水面正上方离水面1.5m处的小鸟，鱼看到小鸟离它的距离为3.33m（水的折射率约为1.33） 15．学了“电磁波”和“声波”这两部分内容后，小华列出了如下的知识归纳表，其中　 　 和　 　 （填表中序号）的说法是错误的。 波的种类 电磁波 声波 传播速度 ①真空中所有电磁波的传播速度都是3×108m/s ②声波在固体、液体、气体中的传播速度相同 传播介质 ③电磁波的传播一定要有介质 ④声波传播一定要有介质 应用事例 ⑤电视机遥控器利用红外线进行遥控 ⑥超声波可用于清清物品 16．如图所示，LC回路的电容器的两极板水平放置，开关S断开时，两极板内的液滴恰好静止。已知C＝4μF，L＝0.1mH．现将S闭合，经过2π×10﹣5s，液滴加速度多大？方向如何？（电容器极板间距足够大，g取10m/s2） 17．麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生　 　 。从而预言了空间可能存在电磁波。电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、　 　 、紫外线、X射线和γ射线。已知电磁波在空气中的传播速度近似等于3.0×108m/s，南通人民广播电台的“经济、生活”节目的频率是1.03×108Hz，该电磁波在空气中的波长为　 　 m．（结果保留2位有效数字） 五．电磁波的发射和接收（共6小题） 18．一台无线电接收机，当接收频率为535kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容是360pF，如果调谐回路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1605kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容应改变为（　　） A．40pF B．120pF C．1080pF D．3240pF 19．在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是（　　） A．调谐→高频放大→检波→音频放大 B．检波→高频放大→调谐→音频放大 C．调谐→音频放大→检波→高频放大 D．检波→音频放大→调谐→高频放大 20．（多选）下列说法中，正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．无线电通信是利用电磁波传输信号的 C．电磁波在真空中的传播速度与光速相同 D．无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处 21．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.6×10﹣6m，则可由公式　 　 （填写字母表达式）算出它的频率是　 　 Hz． 22．芜湖大约在北纬30°附近，如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与同在芜湖的朋友通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话？设同步卫星和芜湖在同一经线所决定的平面内．已知地球半径为R，地球自转周期为T，在芜湖一中一幢高h的楼顶上，以水平初速度v0平抛一物体，落地时速度方向与水平成θ角，电信号的传播速度为C（用以上量表示要等待的时间）． 23．2003年10月16日我国成功发射了“神舟五号”载人飞船，这标志着我国的航天航空事业居于世界前列． （1）如图是A“神舟五号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，若该火箭起飞时质量为2.02×105kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞的加速度大小为　 　 ，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经　 　 s飞离发射塔． （2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转发　 　 （填无线电广播信号或电视信号），这是因为　 　 ． 六．电磁波的波长、频率和波速的关系（共4小题） 24．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在 B．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 C．某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，开始计时时，秒表提前按下，他测得的g值偏小 D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽 E．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 25．（多选）下列说法中，正确的是（　　） A．台湾高雄2月6日凌晨发生6.7级地震，地震波是机械波，既有横波又有纵波 B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 C．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场 D．爱因斯坦认为引力波是一种跟电磁波一样的波动 E．可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率 26．电磁波谱包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线（X射线）、γ射线等频率由低到高，波长由长到短的范围广阔的电磁波．电磁波在生产、生活中有着广泛的应用． （1）一无线电波的波长为600m，它的传播速度为3×108m/s，求该无线电波的频率； （2）请你举出两个应用电磁波的实例． 27．某收音机接收电磁波的波长范围在577m和187m之间，该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39μF，求： （1）该收音机接收到的电磁波的频率范围； （2）该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，回路总电容多大？ 七．电磁波谱（共3小题） 28．（多选）下列说法正确的是 （　　） A．电磁波传播不需要依赖介质 B．γ射线比伦琴射线频率更高，穿透能力更强 C．红外线的显著作用是化学作用 D．狭义相对论基本假设的是在不同的惯性系中时间间隔具有相对性 E．把一个静止质量为m0的粒子，加速到0.6c（c为真空中的光速），需做的功为0.25m0c2 29．（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．无线电波被广泛用于通讯 B．紫外线可用于杀菌消毒 C．验钞机利用了红外线的荧光作用 D．骨折到医院拍X光片是利用了X射线穿透性 30．（1）太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波．太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为　 　 、可见光和　 　 ． （2）有一种生命探测仪可以探测生命的存在．我国四川汶川特大地震发生后，为了尽快营救废墟中的伤员，救援人员就广泛应用了这种仪器，该仪器主要是接收人体发出电磁波中的　 　 （选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”）． （3）下面是关于电磁波的描述，你认为正确的在横线上画“√”，错误的在横线上画“×”． A．微波炉是利用电磁波加热食物的　 　 B．电磁波是纵波　 　 C．手机是利用电磁波传递信息的　 　 ． 八．电磁波与信息化社会（共4小题） 31．以下说法中正确的是（　　） A．一切物体都在进行着热辐射 B．只有高温物体才进行热辐射 C．严冬季节里物体不发生热辐射 D．以上说法都有可能 32．（多选）2015年7月15日21时，“2015中国•黑河大黑河岛国际经贸洽谈会焰火晚会”在黑龙江畔拉开了帷幕．整场焰火晚会共分为“礼花缤纷、增进友谊”“魅力黑河、发展黑河”“合作双赢、再创辉煌”三个焰章，焰火燃放时的精彩瞬间如图所示．下列关于光的认识，说法正确的是 （　　） A．焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的衍射效果好 B．利用相机拍下这些壮观景象时，涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透射 C．通过电视观看焰火晚会时，所用电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行遥控的 D．焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光 E．焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的折射效果好 33．家用微波炉是一种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（副线圈）产生3.4V交流电对磁控管加热，同时在次级产生2000V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极间，使磁控管产生频率为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分子高频地运动而使食物内外同时受热，因而加热速度快，效率高，并能最大限度的保存食物中的维生素。 （1）变压器产生高压的原、副线圈匝数之比为　 　 。 （2）导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物中通常含有的蛋白质、水、脂肪较易吸收微波而转换成热，故在使用微波炉时应　 　 （填写字母代号） A．用金属容器盛放食物放入炉中后加热B．用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热 C．将微波炉置于磁性材料周围 D．将微波炉远离磁性材料周围。 34．家用微波炉是一种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（副线圈）产生3.4V交流电对磁控管加热，同时在次级产生2000V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极间，使磁控管产生频率为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分子高频地运动而使食物内外同时受热，因而加热速度快，效率高，并能最大限度的保存食物中的维生素。 （1）变压器产生高压的原、副线圈匝数之比为　 　 。 （2）导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物中通常含有的蛋白质、水、脂肪较易吸收微波而转换成热，故在使用微波炉时应　 　 （填写字母代号） A．用金属容器盛放食物放入炉中后加热 B．用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热 C．将微波炉置于磁性材料周围 D．将微波炉远离磁性材料周围。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 电磁振荡与电磁波【八大题型】 一．电磁振荡及过程分析（共5小题） 二．电磁振荡的周期和频率的计算（共3小题） 三．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 四．电磁波的产生（共6小题） 五．电磁波的发射和接收（共6小题） 六．电磁波的波长、频率和波速的关系（共4小题） 七．电磁波谱（共3小题） 八．电磁波与信息化社会（共4小题） 一．电磁振荡及过程分析（共5小题） 1．图示的LC振荡电路，其振荡频率为200kHz．已知在t＝0时刻，电容器C的a极板带正电，且电荷量最大，则（　　） A．在t＝1.25μs时刻，电磁能的一半储存在电容器C中，一半储存在电感L中 B．在t＝1.25μs时刻，振荡电路中的电流最大 C．在t＝2.5μs时刻，电磁能全部储存在电感L中 D．在t＝5.0μs时刻，电容器C的b极板带正电，且电荷量最大 【答案】B 【解答】解：振荡频率为200kHz，那么振动周期T＝5μs； A、在t＝1.25μs时刻，即在时刻，电容器放电刚完毕，电磁能的全部储存在电电感L中，故A错误； B、在t＝1.25μs时刻，即在时刻，电容器放电刚完毕，振荡电路中的电流最大，故B正确； C、在t＝2.5μs时刻，即在时刻，电容器充电刚完毕，电磁能全部储存在电容器中，故C错误； D、在t＝5.0μs时刻，即在T时刻，电容器C的a极板带正电，b极带负电，且电荷量最大，故D错误。 故选：B。 2．LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图4所示，则与该图中A点相对应的是（　　） A．电路中的振荡电流最大 B．电路中的磁场能最大 C．电路中的振荡电流为零 D．电容器两极板所带电荷量最少 【答案】C 【解答】解：根据电磁振荡规律可知，振荡电路中振荡电流最大时，则磁场能最大，那么电场能最小，即电容器两极板间的电场强度为零，两极板间所带电荷量最多；振荡电路中振荡电流为零时，则磁场能最小，那么电场能最大，即电容器两极板间的电场强度最大，两极板间所带电荷量为零，故C正确，ABD错误。 故选：C。 3．（多选）下列说法正确的是（　　） A．在LC振荡电路中，当电流在增大时，电容器总是处于放电状态 B．让光子一个一个通过某一单缝，当光子个数较少时，在光屏上分布杂乱无章，当光子个数达到一定数目时，光屏上出现衍射条纹，说明光的波动性是光子间相互作用的结果 C．电子束穿过铝箔后发生衍射现象，该实验现象说明实物粒子也具有波动性 D．已知频率为ν、波长为λ的光子的能量为E＝hν，动量为p，式中h为普朗克常量，则光速c、能量E、动量p之间满足E＝pc 【答案】ACD 【解答】解：A、LC振荡回路中，电流在增大时磁场能增大，电场能减小，电容器一定处于放电状态。故A正确； B、在光的单缝衍射实验中，假设减弱照射光的强度，只让光子一个一个地通过单缝，长时间后屏上也会出现明暗相间条纹，光的波动性并不是光子相互作用的结果，故B错误； C、电子束穿过铝箔后发生衍射现象，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性。故C正确； D、根据c＝λv，结合光子的能量为E＝hν，动量为p，那么光速c可表示为c，故D正确。 故选：ACD。 4．在力学、电学、热学等领域中，管道问题是经常遇到的。 （1）（简答）选择性必修1的习题中我们分析过水流切割问题。密度为ρ、速度为v的水流垂直射在石材上且不反弹。请从动量定理的角度，推导石材表面受到的压强p＝ρv2。 （2）（计算）粗细不计、长度L＝3.0m的光滑管道AB固定在倾角θ＝30°的斜面上，且A、B两点等高，两侧平行的直段AC和BD长度均为l＝0.50m，弯段CED是一个半圆。质量m＝2.0kg的物体（可视为质点）从管道A端静止释放后在管内运动。取g＝10m/s2。求： ①物体的最大速率vm；（答案均保留2位有效数字） ②物体在最低点时受到管道的作用力大小F； ③管道中物体的动能和势能相互转化，正如电磁振荡中不同形式的能量相互转化，请按第一行的类比方式完成表格。 物体的速度大小，可类比为电磁振荡回路中的电流大小 物体相对于最低点的重力势能，①可类比为电磁振荡中 　电场能　 （物理量） ②物体 　下滑加速过程　 （运动过程），可类比为电磁振荡中电容器的放电过程 【答案】（1）推导过程见解答； （2）①物体的最大速率vm为3.4m/s； ②物体在最低点时受到管道的作用力大小F为49N； ③电场能；下滑加速过程 【解答】解：（1）选取Δt时间内持续打在材料表面质量为Δm的水为研究对象，设材料对水的平均作用力为F。 Δt时间内喷出的水的质量为：Δm＝ρSvΔt，（S为水流横截面积） 以水喷出方向为正方向，由动量定理得： ﹣FΔt＝0﹣Δmv，解得：F＝ρSv2 根据牛顿第三定律，材料表面受到的压力F′＝F，根据压强公式：p，可得： 石材表面受到的压强p＝ρv2。 （2）①、设弯段CED的半径R，根据题意可得：πR＝L﹣2l＝3.0m﹣2×0.5m＝2m，解得：Rm 物体运动到轨道最低点E时速率最大，从管道A端静止释放到最低点过程，根据动能定理得： 可得：g（l+R）＝10×（0.5）m2/s2＝（5）m2/s2≈11.37m2/s2 解得：vm≈3.4m/s ②设物体在最低点所需向心力大小为Fn，则有： 2N＝35.7N 物体在最低点时受到管道的作用力F与重力mg的合力提供向心力Fn，如下图所示。 根据余弦定理得：F2＝（mg）22mg•Fncos120° 解得物体在最低点时受到管道的作用力大小F≈49N； ③物体的速度大小，类比为电磁振荡回路中的电流大小。动能增大，速度增大，重力势能减小，则类比为磁场能增大，电流增大，电场能减小。可知动能类比为磁场能，重力势能类比为电场能。 电磁振荡中电容器的放电过程是电场能转化为磁场能，可类比为重力势能转化为动能，故物体下滑加速过程，可类比为电磁振荡中电容器的放电过程。 答：（1）推导过程见解答； （2）①物体的最大速率vm为3.4m/s； ②物体在最低点时受到管道的作用力大小F为49N； ③电场能；下滑加速过程 5．简谐振动是物理学中很重要的一种运动形式，不同的简谐振动现象各异，但却遵循着相似的规律。例如，一个质量为m，劲度系数为k的弹簧振子，其位移x随时间t按正余弦规律做周期性变化，周期公式是：T＝2π，同时在振子周期性运动的过程中其动能和能相互转化，但总能量保持不变，即：E，其中E为系统的总能量，v为振子位移为x时的瞬时速度。 结合简谐振动的上述知识，通过类比的方法分析下面几个问题。 （1）如图1所示，在LC振荡电路中，电容器极板上的带电量q与电路中的电流i随时间t都是按正余弦规律做周期性变化的。同时线圈储存的磁场能和电容器储存的电场能相互转化，但总能量E保持不变，即：E。其中L为线圈的自感系数，C为电容器的电容。类比弹簧振子中的各物理量，电容器极板上的带电量q相当于弹簧振子中的哪个物理量？并类比简谐振动公式写出LC振荡的周期公式； （2）如图2所示，摆长为L，小球质量为m的单摆，当最大偏角较小时，摆动过程中其摆角随时间也是按正余弦规律变化的。写出单摆摆角为θ、小球角速度为ω时系统总能量的表达式，并类比弹簧振子的规律求出单摆摆动的周期；（已知θ很小时，cosθ≈1） （3）如图3所示，长为L的轻杆（质量不计），一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直平面内转动，在距点为和L处分别固定一个质量为m、可看作质点的小球。类比弹簧振子的规律求出系统在竖直平面内做小角度摆动时的周期。 【答案】（1）带电量q相当于弹簧振子中的振子位移x；LC振荡的周期公式为T＝2； （2）单摆摆角为θ、小球角速度为ω时系统总能量的表达式为EmgL，单摆摆动的周期为2； （3）系统在竖直平面内做小角度摆动时的周期为2。 【解答】解：（1）在弹簧振子中 v E 在LC振荡电路中 i E 类比可知带电量q相当于弹簧振子中的振子位移x.同理，类比可得到，LC振荡电路中线圈的自感系数L、电路中的电流i、电容器的电容的倒数分别相当于弹簧振子中的质量m、速度v、劲度系数为k，根据类比可得LC振荡的周期公式为 T＝2 （2）取单摆平衡位置，即最低点为重力势能零势能面，当单摆摆角为θ时，摆球的重力势能为 Ep＝mgL （1﹣cosθ） 由于θ很小时 cosθ≈1 故重力势能 EpmgL 此时线速度大小为 v＝ωL 此时摆球的动能为 Ekmv2 故单摆摆角为θ、小球角速度为ω时系统总能量的表达式为 E＝Ek+Ep 解得EmgL 其中 ω T 类比弹簧振子周期公式可得单摆周期公式为 T＝22 （3）取距下面的小球运动最低点的上方处为重力势能零势能面，当单摆摆角为θ时，两摆球的重力势能为 Ep＝mgL （cosθ）+mgL（coθ）mgL （1﹣cosθ）mgLθ2 此时两球的动能为mL2ω2 两小球的总能量为 E＝Ek+Ep 解得 E 类比弹簧振子的规律求出系统在竖直平面内做小角度摆动时的周期为 T'＝22 答：（1）带电量q相当于弹簧振子中的振子位移x；LC振荡的周期公式为T＝2； （2）单摆摆角为θ、小球角速度为ω时系统总能量的表达式为EmgL，单摆摆动的周期为2； （3）系统在竖直平面内做小角度摆动时的周期为2。 二．电磁振荡的周期和频率的计算（共3小题） 6．LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上、下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（　　） A．回路中电流的流向为b到a B．该时刻电流正在变大 C．P板带负电，Q板带正电 D．若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小 【答案】B 【解答】解：A．t＝0时刻，根据安培定则，由于线圈中的磁场方向向下，所以电流流向为a到b，故A错误； BC．此时磁场正在增强，说明电场能正在向磁场能转化，电容器放电，电流变大，且可由电流流向判断出P板带正电，Q板带负电，故B正确，C错误； D．若插入电介质板，ε增大，由可知C增大，激发产生的电磁波频率f减小，再由c＝λf可知，λ增大，故D错误。 故选：B。 7．类比是解决问题的一种有效方法。机械振动（图1）和电磁振荡（图2）属于不同的物理现象，表面上似乎互不关联，但机械振动的x﹣t图像和电磁振荡的q﹣t图像，形式上都是余弦函数；进一步研究发现，它们的运动学方程和具有相似的形式。数学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共同的规律，下列说法正确的是（　　） A．已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电容C是电磁“惯性”大小的量度 B．已知LC电路的周期为，通过类比可知弹簧振子的周期为 C．已知弹簧振子的弹性势能为，通过类比可知LC电路中电场能为 D．已知弹簧振子的动能为，通过类比可知LC电路中磁场能为 【答案】D 【解答】解：A．类比是解决问题的一种有效方法，质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电感L是电磁“惯性”大小的量度，故A错误； B．LC电路的周期为，通过类比可知弹簧振子的周期为，故B错误； C．弹簧振子的弹性势能为，通过类比可知LC电路中电场能为，故C错误； D．弹簧振子的动能为，其中 通过类比可知LC电路中磁场能为 又因为 故有LC电路中磁场能为，故D正确。 故选：D。 8．如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求： （1）此LC振荡电路的周期为多少？ （2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？ （3）如电容器两板电压最大为10V，则在前内的平均电流为多大？ 【解答】解：（1）根据T＝2π2×3.146.28×10﹣3s （2）t＝2.0×10﹣3s在到之间，电容器在充电，所以上板带负电； 因此电流方向为逆时针。 （3）电容器两板电压最大为10V，电容C＝4μF，根据Q＝CU，结合Q＝It， 则有：2.55×10﹣2A 答：（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s； （2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带负电荷，电流方向是逆时针； （3）如电容器两板电压最大为10V，则在前内的平均电流为2.55×10﹣2A。 三．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 9．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备，它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。电磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．电子加速时受到的向心力大小可能不变 B．电磁铁线圈通过的电流一定增大 C．从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动 D．电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变 【答案】B 【解答】解：A、电子加速时，电子速度增大，根据F，可知向心力变大，故A错误； BD、电子在磁场中洛伦兹力提供向心力可得evB，速度变大，轨道半径不变，则磁感应强度变大，电流变大，故B正确，D错误； C、当线圈电流与图示方向一致时，根据右手定则可知磁场方向向上，磁感应强度变大，产生的感生电场为顺时针方向，电子做逆时针方向的圆周运动，故C错误。 故选：B。 10．（多选）下列说法正确的是（　　） A．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向 B．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去 C．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的频率一定不变且波长变短 D．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生衍射现象 E．变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场 【答案】BCE 【解答】解：A．根据简谐振动的基本特征可知，振动质点在同一位置振动方向有两种，所以已知弹簧振子初始时刻的位置和周期，可知任意时刻质点的位置，但是不知道初始时刻振子的振动方向，所以不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故A错误； B．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，根据v＝λf知频率变小，根据多普勒效应，所以该星球正在距离我们远去，故B正确； C．一束单色光经由空气射入玻璃，会发生折射现象，因为玻璃相对空气有较大的折射率，由可知，光的传播速度变小；单色光在不同的介质中传播时频率不变只是速度大小发生了变化，由v＝λf可知，波长变短，故C正确； D．发生明显衍射的条件是：障碍物的尺寸比波长小或和波长差不多时才会发生明显的衍射，故D错误； E．麦克斯韦认为，变化的电磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，故E正确； 故选：BCE。 11．在无限长直通电导线周围，距直导线为r处的磁感应强度为B＝k（在SI制中k＝2×10﹣7T•m/A）。某地地磁场的水平分量Bx＝3×10﹣5T，地面上放置一个可沿水平方向自由转动的小磁针，在小磁针的正上方5cm处有一根沿南北方向的极长的直导线，当导线通以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，则直导线中的电流方向为　由南向北　 ，（选填“由南向北”或“由北向南”），导线中的电流强度为　10　 A。 【解答】解：当导线通以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，说明通电导向产生的磁场在小磁针位置向西，根据右手定则可知通电电流方向由南向北 小磁针位置通电导线产生的磁场强度为： BT 根据B可知：I＝10A 故答案为：由南向北 10 四．电磁波的产生（共6小题） 12．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空和介质中的传播速度相同 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波谱中的无线电波与可见光相比，更容易产生显著的衍射现象 D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失 E．反射电磁波是为了用它传递某种信号，载有信号的电磁波可以在真空中传播也可以通过光缆传输 【答案】BCE 【解答】解：A、电磁波在不同介质中的速度不同，故A错误； B、周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确； C、电磁波谱中的无线电波与可见光相比，因波长较长，故更容易产生显著的衍射现象，故C正确； D、电磁波本身是种能量形式，波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波仍可以继续传播，故D错误； E、电磁波可以传递信息，反射电磁波是为了用它传递某种信号，载有信号的电磁波可以在真空中传播也可以通过光缆传输，故E正确。 故选：BCE。 13．（多选）关于机械波和电磁波的下列说法正确的是（　　） A．两列频率相同的机械波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能为零 B．声音从声源发出，在空气中传播的过程中，振幅和波长都在不断的减小 C．机械波的周期取决于振源的周期，在数值上可能与介质中质点的自由振动周期相等 D．X射线是由原子的内层电子受到激发后产生的，而γ射线是原子核受激后产生的 E．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定可以产生电磁波 【答案】ACD 【解答】解：A、两列频率相同的波相遇叠加时，若振动方向相同的点相遇时则振动加强；如两个质点都在平衡位置且振动方向相同，那么该点振动加强合位移为0，故A正确； B、声音是由物体的振动产生的，声音在空气中的传播过程中，传播速度、频率以及波长均不发生变化；但其振幅随着距离的增大而减小，故B错误； C、简谐波传播过程中，介质中质点在波源驱动力作用做受迫振动，振动周期都等于波的振动周期，故C正确； D、X射线则是原子内层电子受到激发后产生的，而γ射线是原子核受到激发而产生的，故D正确； E、根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波，故E错误； 故选：ACD。 14．（多选）下列说法正确的是（　　） A．一长度为1m的米尺，沿长度方向以0.9c（c为光在真空中的速度）运动，则地面上观察者测得其长度为1.01m B．在双缝实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d＝0.6 μm．若用频率为f1＝5.0×1014 Hz单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹明条纹 C．电磁波中的电场和磁场都在随时间做简谐振运动 D．水面下2m深处的鱼正在观察水面正上方离水面1.5m处的小鸟，鱼看到小鸟离它的距离为3.33m（水的折射率约为1.33） 【答案】BC 【解答】解：A、根据长度的相对性公式L＝L0求得：L0.4m，故A错误； B、频率f1＝5.0×1014Hz单色光波长为：λ0.6×10﹣6m，2为偶数，故P点出现亮纹，故B正确； C、电磁波中的电场和磁场都在垂直传播速度方向随时间做简谐振运动，故C正确； D、首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示。由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的i和r均很小，故有 tani＝sini，tanr＝sinr。 由图可得：h1tanr＝h′tani， h′ 同理可得鱼看鸟时： h″＝nh2＝1.33×1.5＝2m H＝2m+2m＝4m，故D错误。 故选：BC。 15．学了“电磁波”和“声波”这两部分内容后，小华列出了如下的知识归纳表，其中　②　 和　③　 （填表中序号）的说法是错误的。 波的种类 电磁波 声波 传播速度 ①真空中所有电磁波的传播速度都是3×108m/s ②声波在固体、液体、气体中的传播速度相同 传播介质 ③电磁波的传播一定要有介质 ④声波传播一定要有介质 应用事例 ⑤电视机遥控器利用红外线进行遥控 ⑥超声波可用于清清物品 【解答】解：真空中电磁波的传播速度都是3×108m/s，电视机遥控器利用红外线就是电磁波，故①⑤说法正确，不符合题意； 声音的传播需要介质，超声波具有能量，可以用来清洗精密物品；故④⑥说法正确，不符合题意； 声音在固体、液体和气体中的传播速度不同，在固体中最快，在气体中最慢；电磁波的传播不需要介质； 所以②③是错误的表达； 故答案为：②③。 16．如图所示，LC回路的电容器的两极板水平放置，开关S断开时，两极板内的液滴恰好静止。已知C＝4μF，L＝0.1mH．现将S闭合，经过2π×10﹣5s，液滴加速度多大？方向如何？（电容器极板间距足够大，g取10m/s2） 【解答】解：设液滴质量为m，电容器所带的电荷量为Q，板间距离为d。 开关S断开时，极板间液滴恰好静止，则有， 又， 当t＝2π×10﹣5s时，则，此时振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向与t＝0时刻方向相反，则液滴所受的合外力为， 又F合＝ma，则a＝2g，方向竖直向下。 答：液滴加速度为2g，方向竖直向下。 17．麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生　磁场　 。从而预言了空间可能存在电磁波。电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、　可见光　 、紫外线、X射线和γ射线。已知电磁波在空气中的传播速度近似等于3.0×108m/s，南通人民广播电台的“经济、生活”节目的频率是1.03×108Hz，该电磁波在空气中的波长为　3　 m．（结果保留2位有效数字） 【解答】解：麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实电磁波存在。 电磁波中波长最长的是无线电波，波长最短的是γ射线，电磁波按波长由长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 由波速公式c＝λf得波长为： λm≈2.9m 故答案为：磁场，可见光；2.9。 五．电磁波的发射和接收（共6小题） 18．一台无线电接收机，当接收频率为535kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容是360pF，如果调谐回路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1605kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容应改变为（　　） A．40pF B．120pF C．1080pF D．3240pF 【答案】A 【解答】解析：由f得： f1＝535×103 Hz① f2＝1 605×103 Hz② 由①②得：C＝40×10﹣12 F＝40 pF．故A正确，BCD错误。 故选：A。 19．在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是（　　） A．调谐→高频放大→检波→音频放大 B．检波→高频放大→调谐→音频放大 C．调谐→音频放大→检波→高频放大 D．检波→音频放大→调谐→高频放大 【答案】A 【解答】解：发射：话筒把声音信号转换成音频电信号；通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上；通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去。 接收：天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；经高频放大后，从高频电磁波中取出音频电信号，经检波器后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音。 故接收过程的顺序为调谐→高频放大→检波→音频放大，故A正确，BCD错误。 故选：A。 20．（多选）下列说法中，正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．无线电通信是利用电磁波传输信号的 C．电磁波在真空中的传播速度与光速相同 D．无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处 【答案】BC 【解答】解：A、电磁波的传播不需要介质，在真空中可以传播。故A错误。 B、无线电通信是利用电磁波传输信号。故B正确。 C、电磁波在真空中的传播速度相同，与频率无关。故C正确。 D、无线电广播与无线电视传播信号的原理相似。故D错误。 故选：BC。 21．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为0.6×10﹣6m，则可由公式　f　 （填写字母表达式）算出它的频率是　5×1014　 Hz． 【解答】解：根据波长、波速和频率的关系可知：c＝λf， 所有：以fHz＝5×1014Hz 故答案为：f，5×1014；． 22．芜湖大约在北纬30°附近，如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与同在芜湖的朋友通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话？设同步卫星和芜湖在同一经线所决定的平面内．已知地球半径为R，地球自转周期为T，在芜湖一中一幢高h的楼顶上，以水平初速度v0平抛一物体，落地时速度方向与水平成θ角，电信号的传播速度为C（用以上量表示要等待的时间）． 【解答】解：同步卫星受到的地球引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有： ① 在芜湖一中一幢高h的楼顶上，物体做平抛运动，根据平抛运动的分运动公式，有： ∵ ∴ 又∵ ∴ ② 由①②解得： 故 根据余弦定理，卫星电话与卫星的间距为： 故 答：在讲完话后，最短要等时间才能听到对方的回话． 23．2003年10月16日我国成功发射了“神舟五号”载人飞船，这标志着我国的航天航空事业居于世界前列． （1）如图是A“神舟五号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，若该火箭起飞时质量为2.02×105kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞的加速度大小为　3.81m/s2　 ，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经　7.25　 s飞离发射塔． （2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转发　电视信号　 （填无线电广播信号或电视信号），这是因为　电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射．　 ． 【解答】解：（1）对火箭运用牛顿第二定律，有： F﹣mg＝ma 解得a＝3.81m/s2 再根据sat2 得t＝7.25s． （2）发生明显衍射的条件是波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，容易被挡住；传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，容易衍射； 故答案为：（1）3.81m/s2，7.25； （2）电视信号；电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射． 六．电磁波的波长、频率和波速的关系（共4小题） 24．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在 B．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 C．某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，开始计时时，秒表提前按下，他测得的g值偏小 D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽 E．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 【答案】CDE 【解答】解：A、麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由赫兹用实验证实电磁波的存在，故A错误； B、机械波在给定的介质中传播时，波传播速度不变，而振动的频率越高，其波长越小，故B错误； C、开始计时时，秒表提前按下，则周期偏大，根据周期公式T＝2π，则有：g，他测得的g值偏小，故C正确； D、光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，波长变长，根据Δx，则干涉条纹间距变宽，故D正确； E、光导纤维丝是利用光的全反射现象，因此芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故E正确； 故选：CDE。 25．（多选）下列说法中，正确的是（　　） A．台湾高雄2月6日凌晨发生6.7级地震，地震波是机械波，既有横波又有纵波 B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 C．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场 D．爱因斯坦认为引力波是一种跟电磁波一样的波动 E．可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率 【答案】ADE 【解答】解：A、地震波具有横波又有纵波，是一种较为复杂的机械能波；故A正确； B、横波在传播过程中，介质并不随着波的传播而向前运动；只是在垂直波的方向上振动；故B错误； C、均匀变化的电场产生恒定的磁场；而均匀变化的磁场产生恒定的电场；只有周期性变化的电（磁）场才能产生周期性变化的磁（电）场；故C错误； D、根据物理学史可知，爱因斯坦认为引力波是一种跟电磁波一样的波动；故D正确； E、根据电磁波谱可知，可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率；故E正确； 故选：ADE。 26．电磁波谱包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线（X射线）、γ射线等频率由低到高，波长由长到短的范围广阔的电磁波．电磁波在生产、生活中有着广泛的应用． （1）一无线电波的波长为600m，它的传播速度为3×108m/s，求该无线电波的频率； （2）请你举出两个应用电磁波的实例． 【解答】解：（1）电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度是相同的，c＝3×108m/s； 波速＝波长×频率，波长为19.3m的无线电波的频率fHz＝5×105Hz． （2）收音机和电视机的使用都离不开电磁波，再如手机的使用． 答：（1）该无线电波的频率5×105Hz； （2）应用电波的实例：收音机和电视机的使用、手机的使用都离不开电磁波． 27．某收音机接收电磁波的波长范围在577m和187m之间，该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39μF，求： （1）该收音机接收到的电磁波的频率范围； （2）该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，回路总电容多大？ 【解答】解：（1）根据波长、波速、频率的关系公式c＝λf，当波长为577m时，频率： 5.2×105Hz＝0.52MHz 当波长为187m时，频率为： 1.6×106Hz＝1.6MHz （2）根据电磁振荡的频率公式f，频率为0.52MHz时，有： f1 ① 频率为1.6MHz时，有： f2 ② 联立①②解得： C1369PF 答：（1）该收音机接收到的电磁波的频率范围为0.52MHz～1.6MHz； （2）该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，回路总电容为369PF． 七．电磁波谱（共3小题） 28．（多选）下列说法正确的是 （　　） A．电磁波传播不需要依赖介质 B．γ射线比伦琴射线频率更高，穿透能力更强 C．红外线的显著作用是化学作用 D．狭义相对论基本假设的是在不同的惯性系中时间间隔具有相对性 E．把一个静止质量为m0的粒子，加速到0.6c（c为真空中的光速），需做的功为0.25m0c2 【答案】ABE 【解答】解：A、电磁波是种物质，它可以在真空中传播；故A正确； B、根据电磁波谱的性质可知，γ射线比伦琴射线频率更高，穿透能力更强；故B正确； C、红外线的显著作用时热效应，化学作用不显著；故C错误； D、狭义相对论基本假设的是在不同的惯性系中光速不变原理和相对性原理（所有惯性系对于描述物理现象都是等价的）；故D错误； E、研究运动物体的质量随速度增加的关系时得到一个质速关系式m；当v＝0.6c时，m＝1.25m0，质子的质量增加0.25m0，也就是得到了0.25m0c2的能量，所以需做的功是0.25m0c2．故E正确； 故选：ABE。 29．（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．无线电波被广泛用于通讯 B．紫外线可用于杀菌消毒 C．验钞机利用了红外线的荧光作用 D．骨折到医院拍X光片是利用了X射线穿透性 【答案】ABD 【解答】解：A、无线电波波长长，易衍射，故被广泛用于通讯领域，故A正确； B、紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，故B正确； C、紫外线具有荧光效应，验钞机利用了紫外线的荧光作用，故C错误； D、骨折到医院拍X光片是利用了X射线穿透性强，容易穿过肌肉，但不能穿过骨骼的特点，故D正确； 故选：ABD。 30．（1）太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波．太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为　紫外线　 、可见光和　红外线　 ． （2）有一种生命探测仪可以探测生命的存在．我国四川汶川特大地震发生后，为了尽快营救废墟中的伤员，救援人员就广泛应用了这种仪器，该仪器主要是接收人体发出电磁波中的　红外线　 （选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”）． （3）下面是关于电磁波的描述，你认为正确的在横线上画“√”，错误的在横线上画“×”． A．微波炉是利用电磁波加热食物的　√　 B．电磁波是纵波　×　 C．手机是利用电磁波传递信息的　√　 ． 【解答】解：（1）电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波；太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内；这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为：这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为； （2）黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关，人体会发射红外线，而人体的温度与周围环境温度不同，故通过探测红外线来寻找生命； （3）微波炉是利用电磁波加热食物；电磁波是横波；手机是利用电磁波传递信息． 故答案为：（1）紫外线，红外线；（2）红外线；（3）A．√；B．×；C．√． 八．电磁波与信息化社会（共4小题） 31．以下说法中正确的是（　　） A．一切物体都在进行着热辐射 B．只有高温物体才进行热辐射 C．严冬季节里物体不发生热辐射 D．以上说法都有可能 【答案】A 【解答】解： 一切有温度的物体都在不停地电磁辐射，辐射红外线，不是只有高温物体才进行热辐射，也不是严冬季节里物体不发生热辐射，故A正确，BCD错误； 故选：A。 32．（多选）2015年7月15日21时，“2015中国•黑河大黑河岛国际经贸洽谈会焰火晚会”在黑龙江畔拉开了帷幕．整场焰火晚会共分为“礼花缤纷、增进友谊”“魅力黑河、发展黑河”“合作双赢、再创辉煌”三个焰章，焰火燃放时的精彩瞬间如图所示．下列关于光的认识，说法正确的是 （　　） A．焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的衍射效果好 B．利用相机拍下这些壮观景象时，涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透射 C．通过电视观看焰火晚会时，所用电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行遥控的 D．焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光 E．焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的折射效果好 【答案】ACD 【解答】解：A、在五颜六色的焰火中，红光比绿光的波长长，由于波长越长，衍射越明显，则红光的衍射比绿光效果好，故A正确。 B、涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜减少了对绿光的反射，增强了对绿光的透射，而红光和紫光有一些反射，故B错误。 C、电视机遥控器是利用红外线脉冲信号进行遥控的，故C正确。 D、激光的频率单一，是一种相干光。故D正确。 E、红光的折射率比绿光的小，根据折射定律可知，发生折射时，绿光的偏折角比红光的大，所以绿光比红光的折射效果好。故E错误。 故选：ACD。 33．家用微波炉是一种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（副线圈）产生3.4V交流电对磁控管加热，同时在次级产生2000V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极间，使磁控管产生频率为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分子高频地运动而使食物内外同时受热，因而加热速度快，效率高，并能最大限度的保存食物中的维生素。 （1）变压器产生高压的原、副线圈匝数之比为　　 。 （2）导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物中通常含有的蛋白质、水、脂肪较易吸收微波而转换成热，故在使用微波炉时应　BD　 （填写字母代号） A．用金属容器盛放食物放入炉中后加热B．用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热 C．将微波炉置于磁性材料周围 D．将微波炉远离磁性材料周围。 【解答】解：（1）接通电源后，220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，根据电压与匝数成正比：； （2）微波加热食品的过程是食物中的蛋白质、水、脂肪等各种分子随微波引起的振荡电场的变化而加速地振动，使食物的内能增加，温度升高； A．微波炉中不能使用金属容器，如果使用金属容器，微波的不能穿透金属容器，能量不能被食品吸收，会越积越多，损害微波炉。故A错误； B．用陶瓷容器将食物放入炉内加热时，微波能够穿透容器，被食品吸收。故B正确； CD．若将微波炉放在磁性材料的附近，磁性材料会影响微波炉内部的材料的磁性，故C错误，D正确。 故选：BD。 故答案为：（1）；（2）BD 34．家用微波炉是一种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（副线圈）产生3.4V交流电对磁控管加热，同时在次级产生2000V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极间，使磁控管产生频率为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分子高频地运动而使食物内外同时受热，因而加热速度快，效率高，并能最大限度的保存食物中的维生素。 （1）变压器产生高压的原、副线圈匝数之比为　11：100　 。 （2）导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物中通常含有的蛋白质、水、脂肪较易吸收微波而转换成热，故在使用微波炉时应　BD　 （填写字母代号） A．用金属容器盛放食物放入炉中后加热 B．用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热 C．将微波炉置于磁性材料周围 D．将微波炉远离磁性材料周围。 【解答】解：（1）接通电源后，220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，根据电压与匝数成正比得： （2）微波加热食品的过程是食物中的蛋白质、水、脂肪等各种分子随微波引起的振荡电场的变化而加速地振动，使食物的内能增加，温度升高； A、微波炉中不能使用金属容器，如果使用金属容器，微波的不能穿透金属容器，能量不能被食品吸收，会越积越多，损害微波炉。故A错误； B、用陶瓷容器将食物放入炉内加热时，微波能够穿透容器，被食品吸收。故B正确； C、D、若将微波炉放在磁性材料的附近，磁性材料会影响微波炉内部的材料的磁性，故应远离磁场区域，故C错误，D正确。 故选：BD 故答案为：（1）11：100；（2）BD 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$