第十三章第3講　電磁振蕩與電磁波　相對論-2025版高考總復(fù)習(xí)物理

[基礎(chǔ)落實練]1．在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線(X射線)三個波段的頻率高低關(guān)系是()A．紅外線的頻率最高，可見光的頻率最低B．倫琴射線的頻率最高，紅外線的頻率最低C．可見光的頻率最高，紅外線的頻率最低D．倫琴射線的頻率最高，可見光的頻率最低解析：在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線(X射線)按照頻率從高到低的排列順序是：倫琴射線(X射線)、可見光、紅外線，故B正確。答案：B2．(多選)許多光學(xué)現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)上得到了應(yīng)用，下列對一些應(yīng)用的解釋，正確的是()A．紫外驗鈔機是利用紫外線的化學(xué)作用B．X光透視利用的是光的衍射現(xiàn)象C．工業(yè)上的金屬探傷利用的是γ射線具有極強的穿透能力D．紅外遙感技術(shù)利用了一切物體都在不停地輻射紅外線的特點解析：紫外驗鈔機是利用紫外線照射印刷在鈔票上的熒光文字，發(fā)出可見光，使這些文字能被肉眼看到，利用了紫外線的熒光效應(yīng)，A項錯誤；X射線具有較強的穿透能力，在醫(yī)學(xué)上用它來透視人體，檢查病變和骨折情況，B項錯誤；γ射線具有極強的穿透能力，工業(yè)上的金屬探傷就是利用這個原理，C項正確；一切物體都在不停地輻射紅外線，紅外遙感技術(shù)就是利用這個原理，D項正確。答案：CD3．(多選)在狹義相對論中，下列說法正確的有()A．一切運動物體相對于觀察者的速度都不能大于真空中的光速B．質(zhì)量、長度的測量結(jié)果都與物體相對觀察者的相對運動狀態(tài)有關(guān)C．時間間隔的測量結(jié)果與物體相對觀察者的運動狀態(tài)無關(guān)D．在某一慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的兩個事件，在其他一切慣性系中也是同時發(fā)生的解析：根據(jù)狹義相對論可知，光速是速度的極限值，而且是不變的，所以A正確；根據(jù)狹義相對論可知，長度、質(zhì)量、時間間隔都與運動狀態(tài)有關(guān)，且都給出了具體的計算公式，所以B正確，C錯誤；同時是相對的，所以D錯誤。答案：AB4．以下關(guān)于電磁場和電磁波的說法中正確的是()A．電場和磁場總是同時存在的，統(tǒng)稱為電磁場B．電磁波是機械波，傳播需要介質(zhì)C．電磁波的傳播速度是3×108m/sD．電磁波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播解析：變化的電場與變化的磁場相互聯(lián)系，它們統(tǒng)稱為電磁場，選項A錯誤；電磁波不是機械波，傳播不需要介質(zhì)，選項B錯誤；電磁波在真空中的傳播速度是3×108m/s，選項C錯誤；電磁波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播，選項D正確。答案：D5．關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是()A．變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場B．麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在C．電磁波的傳播速度等于光速cD．各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播解析：變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生磁場，周期性變化的電場才會在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，A錯誤；麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在，B正確；電磁波在真空中的傳播速度等于光速c，C錯誤；各種頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同，等于光速，D錯誤。答案：B6．2022年10月12日，“天宮課堂”第三課在問天實驗艙內(nèi)開講，航天員太空授課的畫面通過電磁波傳輸?shù)降孛娼邮照?。關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度都為3×108m/sB．將手機放在真空塑料袋中，撥打該手機，手機不能接收信號C．赫茲首先用實驗證實了電磁波的存在D．麥克斯韋認(rèn)為，變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場解析：電磁波在真空中傳播的速度都是3×108m/s，而在介質(zhì)中的傳播速度要小于3×108m/s，故A錯誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故將手機放在真空塑料袋中，撥打該手機，手機能接收信號，故B錯誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，故C正確；根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定不變的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定不變的電場，故D錯誤。答案：C7．(多選)下列關(guān)于無線電廣播要對電磁波進行調(diào)制的原因的說法中正確的是()A．經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強B．經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C．經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長不變D．經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長改變解析：調(diào)制是把要發(fā)射的信號“加”到高頻振蕩電流上去，頻率越高，傳播信息能力越強，A正確；電磁波在空氣中的傳播速度接近光速且恒定不變，B錯誤；由v＝λf，知波長與波速和傳播頻率有關(guān)，C錯誤，D正確。答案：AD8．在LC振蕩電路中，電容器上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是()A．eq\f(π,4)eq\r(LC) B．eq\f(π,2)eq\r(LC)C．πeq\r(LC) D．2πeq\r(LC)解析：LC振蕩電路的周期T＝2πeq\r(LC)，其電容器上的帶電荷量從最大值變化到零的最短時間t＝eq\f(T,4)，故t＝eq\f(π,2)eq\r(LC)。答案：B9.如圖表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在減小C．電感線圈中的電流正在減小D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增加解析：根據(jù)磁感線的方向可以判斷電流方向是逆時針，再根據(jù)電容器極板上帶電的性質(zhì)可以判斷電容器在放電，A錯誤；電容器在放電，所以電流在增加，磁場能在增加，自感電動勢正在阻礙電流的增加，B、C錯誤，D正確。答案：D[能力提升練]10．實際發(fā)射無線電波的過程如圖甲所示。高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩電流如圖乙所示，人對著話筒說話時產(chǎn)生低頻信號如圖丙所示。根據(jù)以上圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應(yīng)是選項中哪一個()解析：高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩，話筒結(jié)構(gòu)是里邊有碳膜電阻，它的阻值隨壓力變化而變化。當(dāng)人對著它說話時，空氣對它的壓力隨著聲音而變化，那么它的電阻也就隨聲音信號而變化，振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號而變化，這就是調(diào)制。它不但影響了正半周，也影響了負(fù)半周。故選B。答案：B11．(多選)如圖(a)所示，在LC振蕩電路中，通過P點的電流變化規(guī)律如圖(b)所示，且把通過P點向右的方向規(guī)定為電流i的正方向，則()A．0.5～1s時間內(nèi)，電容器C在放電B．0.5～1s時間內(nèi)，電容器C的上極板帶正電C．1～1.5s時間內(nèi)，Q點的電勢比P點的電勢高D．1～1.5s時間內(nèi)，電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能解析：0.5～1s時間內(nèi)，振蕩電流是充電電流，充電電流是由負(fù)極板流向正極板，故A、B錯誤；1～1.5s時間內(nèi)，振蕩電流是放電電流，放電電流是由正極板流向負(fù)極板，由于電流為負(fù)值，所以由Q流向P，Q點的電勢比P點的電勢高，電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能，故C、D正確。答案：CD12．假設(shè)一接近光速運行的高速列車在軌道上運行，列車上的窗戶高為h，寬為d，高速列車軌道旁邊有一廣告牌，廣告牌高為H，寬為L。在高速列車上有一觀察者甲，另一觀察者乙站在高速列車軌道旁邊，有關(guān)兩位觀察者的判斷，下列說法正確的是()A．觀察者乙看到車窗高度小于hB．觀察者乙看到車窗寬度小于dC．觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌寬度大于LD．觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌高度小于H解析：根據(jù)相對論的推論，運動的“尺縮效應(yīng)”，可知站在高速列車軌道旁邊的觀察者乙看到車窗寬度小于d，車窗高度等于h，B正確，A錯誤；高速列車上的觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌寬度小于L，廣告牌高度等于H，C、D錯誤。答案：B13.如圖所示為一理想LC電路，已充電的平行板電容器兩極板水平放置。電路中開關(guān)斷開時，極板間有一帶電灰塵(圖中未畫出)恰好靜止。若不計帶電灰塵對電路的影響，重力加速度為g，灰塵運動時間大于振蕩電路周期。當(dāng)電路中的開關(guān)閉合以后，則()A．灰塵將在兩極板間做往復(fù)運動B．灰塵運動過程中加速度方向可能會向上C．電場能最大時灰塵的加速度一定為零D．磁場能最大時灰塵的加速度一定為g解析：當(dāng)開關(guān)斷開時，灰塵靜止，則有Eq＝mg，此時電場能最大，極板間電場強度最大，若開關(guān)閉合，電場能減小，極板間電場強度減小，則灰塵會向下極板運動，振蕩回路磁場和電場周期性改變，根據(jù)對稱性可知當(dāng)電場方向和初始狀態(tài)相反且電場能最大時，靜電力方向豎直向下，和重力方向相同，此時灰塵的加速度為2g，所以灰塵的加速度不可能向上，灰塵的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰塵不會在兩極板間做往復(fù)運動，故A、B、C錯誤；當(dāng)磁場能最大時，電場能為0，極板間電場強度為0，灰塵只受重力，加速度一定為g，故D正確。答案：D14．如圖所示為某款玩具內(nèi)的LC振蕩電路，已知線圈自感系數(shù)L＝2.5×10-3H，電容器電容C＝4μF，LC振蕩電路的周期公式為T＝2πeq\r(LC)。t＝0時刻，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，瞬時電流為零，則()A．LC振蕩電路的周期T＝π×10-4sB．當(dāng)t＝eq\f(π,2)×10-4s時，電路中的磁場能最大C．當(dāng)t＝eq\f(3π,2)×10-4s時，線圈中的自感電動勢最大D．在t＝eq\f(π,2)×10-4s至eq\f(3π,2)×10-4s時間內(nèi)，電路中的電流始終沿逆時針方向解析：由周期公式可得T＝2π×10-4s，A錯誤；經(jīng)過t＝eq\f(π,2)×1