2019年高考重點(diǎn)理綜物理選編電磁振蕩及其應(yīng)用解析版

1、2019年高考重點(diǎn)理綜物理選編：電磁振蕩及其應(yīng)用（解析版） 【一】單項(xiàng)選擇題5 以下射線中不屬于電磁波的是( ) A. 紅外線 B. X射線 C. ?射線 D. ?射線 C 解：A、B、D、紅外線、X射線和?射線是電磁波.故ABD錯(cuò)誤 C、?射線是電子流，不是電磁波.故C正確 應(yīng)選：C、 電磁波是一個(gè)大家族，從波長(zhǎng)為10?10左右的?射線到102左右的長(zhǎng)波都是電磁波，?射線是電子流 解決此題的關(guān)鍵知道各種射線的實(shí)質(zhì)，以及知道電磁波譜中各種電磁波的特點(diǎn) 首先預(yù)言存在電磁波的科學(xué)家是( ) A. 法拉第 B. 麥克斯韋 C. 湯姆孫 D. 赫茲 B 解：建立完整電磁場(chǎng)理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)

2、家是麥克斯韋.赫茲證實(shí)了電磁波的存在.應(yīng)選項(xiàng)B正確 應(yīng)選：B 建立完整電磁場(chǎng)理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是麥克斯韋 此題考查物理學(xué)史，是常識(shí)性問(wèn)題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一 關(guān)于波，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( ) A. 赫茲預(yù)言了電磁波的存在 B. 海邊的波濤總是沿著與海岸垂直的方向襲來(lái) C. 地震發(fā)生時(shí)，國(guó)際空間站上能夠清晰地接收到地震波 D. 我們說(shuō)話發(fā)出的聲波屬于機(jī)械波，頻率越高的聲波在空氣中傳播速度越大 B 解：A、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在；赫茲證實(shí)了電磁波的存在；故A錯(cuò)誤； B、海邊的波源總是沿與海岸垂直的方向運(yùn)動(dòng)；故B正確； C、地震波不

3、能在真空中傳播，無(wú)法傳到空間站去；故C錯(cuò)誤； D、機(jī)械波的頻率由介質(zhì)決定，和頻率無(wú)關(guān)；故D錯(cuò)誤； 應(yīng)選：B、 麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在； 機(jī)械能只能在介質(zhì)中傳播；我們發(fā)出的聲音為機(jī)械波，聲波的傳播由介質(zhì)決定 此題考查機(jī)械能波的傳播，要注意明確波的傳播需要介質(zhì)，且傳播速度由介質(zhì)決定 以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( ) A. 光是一種概率波，物質(zhì)波也是概率波 B. 麥克斯韋首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 C. 某單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)，其頻率和波長(zhǎng)都將改變 D. 紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射 A 解：A、光是一種概率波，物質(zhì)波也是概率波，故A正確； B

4、、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的，赫茲首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在.故B錯(cuò)誤； C、某單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)，其頻率不會(huì)改變，但波長(zhǎng)將改變，故C錯(cuò)誤； D、入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)，紅光的頻率小于紫光的頻率，故紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)不一定有電子向外發(fā)射，故D錯(cuò)誤 應(yīng)選：A、 光和物質(zhì)波都是概率波.赫茲首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在.光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān).入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)，紅光的頻率小于紫光的頻率 此題要注意金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)必須滿足的條件是入射光的頻率大于該金屬的極限頻率，還要知道紅光的頻率小于紫

5、光的頻率，紫光照射發(fā)生觀點(diǎn)效應(yīng)的時(shí)候，紅光照射不一定能發(fā)生光電效應(yīng) 關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( ) A. 電磁波既可以是橫波，也可以是縱波 B. 電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.?×108 ?/? C. 電磁波不能產(chǎn)生多普勒效應(yīng) D. 電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向彼此垂直 D 解：A、電磁波的傳播方向與振動(dòng)方向相互垂直，故電磁波是橫波，故A錯(cuò)誤 B、電磁波在真空中的傳播速度均為3.?×108 ?/?，故B錯(cuò)誤 C、多普勒效應(yīng)、干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤 D、電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向相互垂直，故D正確 應(yīng)選：D、 電磁波的傳播方向與振動(dòng)方向相互垂直，橫

6、波的傳播方向與振動(dòng)方向相互垂直；干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象；電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向相互垂直 掌握了基礎(chǔ)知識(shí)即可順利解決此類問(wèn)題，而只要多看課本即可順利掌握這些知識(shí)，注意電磁波傳播速度為3.?×108 ?/?的條件 【二】多項(xiàng)選擇題4 以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( ) A. 電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播 B. 單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，合外力為零 C. 機(jī)械波的傳播周期與機(jī)械波中的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期相等 D. 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程一定為振幅的2倍 E. 觀察者向波源靠近，觀察者感覺波源的頻率變大 CDE 解：A、電磁波在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，假設(shè)不均勻，傳播路徑會(huì)改變

7、，故A錯(cuò)誤； B、單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，重力和拉力的合力提供向心力，不為零，故B錯(cuò)誤； C、機(jī)械波的傳播周期性是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期性的反映，機(jī)械波的傳播周期與機(jī)械波中的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期相等，故C正確； D、做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程一定為振幅的2倍，一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為振幅的四倍，故D正確； E、根據(jù)多普勒效應(yīng)，觀察者向波源靠近，觀察者感覺波源的頻率變大，故E正確 應(yīng)選：CDE、 電磁波在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；對(duì)于單擺，重力的徑向分量和拉力的合力提供向心力；做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程一定為振幅的2倍，一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為振幅的四倍；當(dāng)觀察者和波源相互靠近時(shí)，觀察者接

8、收到的頻率增加 此題考查了電磁波的傳播、單擺的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)、機(jī)械波、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、多普勒效應(yīng)等，知識(shí)點(diǎn)多，難度小，關(guān)鍵記住相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí) 電子鐘是利用LC振蕩電路來(lái)工作計(jì)時(shí)的，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子鐘每天要慢30s，造成這一現(xiàn)象的原因可能是( ) A. 電池用久了 B. 它置于空間站，處于失重狀態(tài) C. 振蕩電路中電容器的電容大了 D. 振蕩電路中線圈的電感大了 CD 解：LC回路的周期?=2?，由此公式可知電子鐘的周期由電感和電容共同決定，與其它因素?zé)o關(guān) 現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子鐘每天要慢30s，說(shuō)明了LC回路的振蕩周期變大，那么可能是L和C變大，故CD正確，AB錯(cuò)誤 應(yīng)選：CD、 現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子鐘每天要慢30s，說(shuō)明了LC回

9、路的振蕩周期變大，根據(jù)周期公式?=2?解釋即可 該題考查振蕩電路的周期公式，要知道電子鐘的周期由電感和電容共同決定，與其它因素?zé)o關(guān) 如下圖為L(zhǎng)C振蕩電路，當(dāng)開關(guān)S打向右邊發(fā)生振蕩后，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( ) A. 振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的帶電量為零 B. 振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)能最大 C. 振蕩電流為零時(shí)，電場(chǎng)能為零 D. 振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半 ABD 解：A、當(dāng)電流達(dá)最大時(shí)，此時(shí)磁場(chǎng)能是大，電場(chǎng)能最小，電容器上的帶電量為零；故AB正確； C、當(dāng)電流為零時(shí)，充電完成，此時(shí)磁場(chǎng)能為零；電場(chǎng)能最大；故C錯(cuò)誤； D、由振蕩電路的周期性可知，振蕩電流相鄰兩次

10、為零時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半；故D正確； 應(yīng)選：ABD、 在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器在放電過(guò)程：電場(chǎng)能在減少，磁場(chǎng)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(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化；當(dāng)電容器在充電過(guò)程：電場(chǎng)能在增加，磁場(chǎng)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(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 電容器具有儲(chǔ)存電荷的作用，而線圈對(duì)電流有阻礙作用，同時(shí)掌握充放電過(guò)程中，會(huì)判定電流、電量、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電壓如何變化.注意形成記憶性的規(guī)律，以便于更快更準(zhǔn)確的解題 為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過(guò)開關(guān)S與線圈L或電源

11、相連，如下圖.當(dāng)開關(guān)從a撥到b時(shí)，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的周期?=2?的振蕩電流.當(dāng)罐中液面上升時(shí)( ) A. 電容器的電容減小 B. 電容器的電容增大 C. LC回路的振蕩頻率減小 D. LC回路的振蕩頻率增大 BC 解：AB：兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C的中間的液體就是一種電介質(zhì)，當(dāng)液體的高度升高，相當(dāng)于插入的電介質(zhì)越多，電容越大.故A錯(cuò)誤，B正確； CD：根據(jù)?=2?，電容C增大時(shí)，震蕩的周期T增大，由?=1?可以判定，LC回路的振蕩頻率f減小.故C正確，D錯(cuò)誤 應(yīng)選BC 兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，故電容器的電容C的大小與液體的高度有關(guān)(電介質(zhì))：高度越高，相當(dāng)于插入的電

12、介質(zhì)越多，電容越大.之后根據(jù)?=2?，?=1?即可得出LC回路的振蕩頻率變化 此題要注意兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C的中間的液體就是一種電介質(zhì)，液體的高度越高，相當(dāng)于插入的電介質(zhì)越多，電容越大.屬于簡(jiǎn)單題 【三】計(jì)算題2 如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面).在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開該區(qū)域，離開時(shí)速度方向與直線垂直.圓心O到直線的距離為35?.現(xiàn)將磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開該區(qū)域.假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力

13、，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 解：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得?=?2? 式中v為粒子在a點(diǎn)的速度 過(guò)b點(diǎn)和O點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于c和d點(diǎn).由幾何關(guān)系知，線段?、?和過(guò)a、b兩點(diǎn)的軌跡圓弧的兩條半徑(未畫出)圍成一正方形.因此?=?=? 設(shè)?=?，由幾何關(guān)系得?=45?+? ?=3?5+?2?2 聯(lián)立式得?=75? 再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得?=? 粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為r，有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得?=12?2 ?=? 式中t是粒子在

14、電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.聯(lián)立式得?=14?25? 答：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為14?25? 通過(guò)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系求出軌道半徑的大小.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，結(jié)合在沿電場(chǎng)方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求出電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小關(guān)系 解決此題的關(guān)鍵掌握帶電粒子在磁場(chǎng)中磁偏轉(zhuǎn)和在電場(chǎng)中電偏轉(zhuǎn)的區(qū)別，知道磁偏轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電偏轉(zhuǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng) 如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細(xì)玻璃管，環(huán)心O在區(qū)域中心.一質(zhì)量為m、帶電荷量為?(?>0)的小球，在管內(nèi)沿逆時(shí)針方向

15、(從上向下看)做圓周運(yùn)動(dòng).磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中?0=2?0.設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量保持不變，對(duì)原磁場(chǎng)的影響可忽略 (1)在?=0到?=?0這段時(shí)間內(nèi)，小球不受細(xì)管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小?0； (2)在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大過(guò)程中，將產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時(shí)針方向的同心圓，同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等.試求?=?0到?=1.5?0這段時(shí)間內(nèi)： 細(xì)管內(nèi)渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E； 電場(chǎng)力對(duì)小球做的功W 解：(1)在?=0到?=?0這段時(shí)間內(nèi)，小球不受細(xì)管側(cè)壁的作用力，說(shuō)明洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有 ?0?0=?02? 解得 ?0=?0? (2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：?=?=?2?012?0?=2?2?0?0 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，有：?=?2? 由上面兩式解得 ?=?2?=?0?0 其中：?0=2?0 故：?=?022? 電場(chǎng)力為：?=?=?0?0； 根據(jù)牛頓第二定律，有 ?=? 解得 ?=?0?0 物體的末速度為：?=?0+?=?0?+?0?0?02=3?0? 2? 根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的功為：?=12?2?12?02=5?2?02?28?； 答：(1)在?=0到?=?0這段時(shí)間內(nèi)，小球的速度大小為?0?； (2)在?=?0到?=1.5?0這段