2024-2025學(xué)年高中物理第十四章電磁波12電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁振蕩課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE6電磁波的發(fā)覺(jué)電磁振蕩限時(shí)45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共30分)1．依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法中正確的是(A)A．在周期性變更的電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生同頻率的周期性變更的磁場(chǎng)，在周期性變更的磁場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生同頻率的周期性變更的電場(chǎng)B．在變更的電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生變更的磁場(chǎng)，在變更的磁場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生變更的電場(chǎng)C．在勻稱(chēng)變更的電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生勻稱(chēng)變更的磁場(chǎng)，在勻稱(chēng)變更的磁場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生勻稱(chēng)變更的電場(chǎng)D．在電場(chǎng)四周肯定存在磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)四周肯定存在電場(chǎng)解析：周期性變更的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))，產(chǎn)生同頻率周期性變更的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))，A正確；勻稱(chēng)變更的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))，在恒定的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))四周不存在磁場(chǎng)(或電場(chǎng))．故B、C、D均錯(cuò)誤．2．甲坐在人民大會(huì)堂臺(tái)前60m處聽(tīng)報(bào)告，乙坐在家里離電視機(jī)5m處聽(tīng)電視轉(zhuǎn)播，已知乙所在處與人民大會(huì)堂相距1000km，不考慮其他因素，則(空氣中聲速為340m/s)(B)A．甲先聽(tīng)到聲音B．乙先聽(tīng)到聲音C．甲、乙同時(shí)聽(tīng)到 D.不能確定解析：聲音傳到甲所需時(shí)間為t1＝eq\f(60m,340m/s)≈0.176s，傳到乙所需時(shí)間為t2＝eq\f(1000km,300000km/s)＋eq\f(5m,340m/s)≈0.018s.3．電磁波與機(jī)械波具有的共同性質(zhì)是(B)A．都是橫波 B.都能傳輸能量C．都能在真空中傳播 D.都具有恒定的波速解析：電磁波是橫波，機(jī)械波可以是縱波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；它們都能傳輸能量，選項(xiàng)B正確；機(jī)械波不能在真空中傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；它們從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，波速變更，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．為了體現(xiàn)高考的公允、公正，許多地方高考時(shí)在考場(chǎng)運(yùn)用手機(jī)信號(hào)屏蔽器，該屏蔽器在工作過(guò)程中以肯定的速度由低端頻率向高端頻率掃描．該掃描速度可以在手機(jī)接收?qǐng)?bào)文信號(hào)時(shí)形成亂碼干擾，手機(jī)不能檢測(cè)從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機(jī)不能與基站建立連接，以達(dá)到屏蔽手機(jī)信號(hào)的目的，手機(jī)表現(xiàn)為搜尋網(wǎng)絡(luò)、無(wú)信號(hào)等現(xiàn)象．由以上信息可知(D)A．由于手機(jī)信號(hào)屏蔽器的作用，考場(chǎng)內(nèi)沒(méi)有電磁波了B．電磁波必需在介質(zhì)中才能傳播C．手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作時(shí)基站發(fā)出的電磁波不能傳播到考場(chǎng)內(nèi)D．手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)放射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的的解析：電磁波在空間的存在，不會(huì)因手機(jī)信號(hào)屏蔽器而消逝，故A錯(cuò)．電磁波可以在真空中傳播，B錯(cuò)．由題意知手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作過(guò)程中以肯定的速度由低端頻率向高端頻率掃描，干擾由基站發(fā)出的電磁波信號(hào)，使手機(jī)不能正常工作，故C錯(cuò)誤，D正確．5．英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變更時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)．如圖所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間勻稱(chēng)增加，其變更率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是(D)A．0B.eq\f(1,2)r2qkC．2πr2qk D.πr2qk解析：感生電場(chǎng)是渦旋場(chǎng)，電荷在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力始終做功．由U＝eq\f(ΔB,Δt)S可知電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(kπr2,2πr)運(yùn)動(dòng)一周電場(chǎng)力做功W＝qE2πr＝πr2qk，D選項(xiàng)正確．二、多選題(每小題8分，共40分)6．在LC回路中，電容器兩端的電壓隨時(shí)間t變更的關(guān)系如圖所示，則(AD)A．在時(shí)刻t1，電路中的電流最大B．在時(shí)刻t2，電路中的磁場(chǎng)能最大C．從時(shí)刻t2至t3，電路的電場(chǎng)能不斷增大D．從時(shí)刻t3至t4，電容器的帶電荷量不斷增大解析：電磁振蕩中的物理量可分為兩組：①電容器帶電荷量q，極板間電壓U，電場(chǎng)強(qiáng)度E及電場(chǎng)能為一組．②自感線圈中的電流i，磁感應(yīng)強(qiáng)度B及磁場(chǎng)能為一組，同組量的大小變更規(guī)律一樣；同增同減同為最大或?yàn)榱悖惤M量的大小變更規(guī)律相反；若q、E、U等量按正弦規(guī)律變更，則i、B等量必按余弦規(guī)律變更．依據(jù)上述分析由題圖可以看出，選項(xiàng)A、D正確．7．依據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下敘述中正確的是(ABD)A．教室中開(kāi)亮的日光燈四周空間必有磁場(chǎng)和電場(chǎng)B．工作時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必有磁場(chǎng)和電場(chǎng)C．穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)激發(fā)穩(wěn)定的電場(chǎng)D．電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向和傳播方向三者相互垂直解析：教室中開(kāi)亮的日光燈、工作時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的振蕩電流，在其四周產(chǎn)生振蕩磁場(chǎng)和電場(chǎng)，故選項(xiàng)A、B正確；穩(wěn)定的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波是橫波，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向和傳播方向相互垂直，故選項(xiàng)D正確．8．應(yīng)用麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論推斷電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(或磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng))的關(guān)系圖象中(每個(gè)選項(xiàng)中上圖表示變更的場(chǎng)，下圖表示由它產(chǎn)生的另外的場(chǎng))，正確的是(BC)解析：A圖中的上圖磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知四周空間不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，A圖中的下圖是錯(cuò)誤的．B圖中的上圖是勻稱(chēng)變更的電場(chǎng)，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，下圖的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，所以B圖正確．C圖中的上圖是周期性變更的磁場(chǎng)，它能產(chǎn)生同頻率的周期性變更的電場(chǎng)，且相位相差eq\f(π,2)，C圖是正確的．D圖的上圖是周期性變更的電場(chǎng)，在其四周空間產(chǎn)生周期性變更的磁場(chǎng)，但是下圖中的圖象與上圖相比較，相位相差π，故不正確．所以只有B、C兩圖正確．9.依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變更的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)．當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示時(shí)，可能是(AC)A．向上方向的磁場(chǎng)在增加B．向上方向的磁場(chǎng)在減弱C．向上方向的磁場(chǎng)先增加，然后反向減弱D．向上方向的磁場(chǎng)先減弱，然后反向增加解析：若向上方向的磁場(chǎng)在增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的增加而方向向下，依據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的方向如圖中E的方向所示，A正確，B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)磁場(chǎng)向下且減弱時(shí)，也會(huì)得到如圖中E的方向，C正確，D錯(cuò)誤．10.要增大如圖所示振蕩電路的頻率，下列說(shuō)法中正確的是(BD)A．削減電容器的帶電荷量B．將開(kāi)關(guān)S從“1”位置撥到“2”位置C．在線圈中插入鐵芯D．將電容器的動(dòng)片旋出些解析：依據(jù)公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知要增大f，必需減小L和C二者之積．C跟電容器的帶電荷量無(wú)關(guān)，減小兩極板的正對(duì)面積、增大兩極板間的距離，從兩極板間抽出電介質(zhì)都可減小電容C，故選項(xiàng)A不正確，D正確．線圈匝數(shù)越少，抽出鐵芯，則L越小，可見(jiàn)B正確，C不正確．三、非選擇題(共30分)11．(14分)在LC振蕩電路中，如已知電容C，并測(cè)得電路的固有振蕩周期為T(mén)，即可求得電感L.為了提高測(cè)量精度，需多次變更C值并測(cè)得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測(cè)得的六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即如圖中用“×”表示的點(diǎn)．(1)T、L、C的關(guān)系為T(mén)2＝4π2LC；(2)依據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)作出T2與C的關(guān)系圖線；答案：如圖所示(3)求得的L值．答案：36.8mH(35.1～38.9mH都算對(duì))解析：(1)由周期公式T＝2πeq\r(LC)得T2＝4π2LC.(2)由T2＝4π2LC，在L不變的狀況下，T2為C的正比例函數(shù)，因此T2－C圖線為過(guò)原點(diǎn)(0,0)的直線，圖線如圖所示．(3)在如圖所示的直線上任取兩點(diǎn)，為減小誤差，所取的兩點(diǎn)間隔應(yīng)盡可能大，由T＝2πeq\r(LC)得L＝eq\f(T2,4π2C)，L＝eq\f(ΔT2,4π2ΔC)，代入數(shù)據(jù)得L≈36.8mH(在35.1～38.9mH之間均正確)．12．(16分)如圖所示，線圈的自感系數(shù)L＝0.5mH，電容器的電容C＝0.2μF，電源電動(dòng)勢(shì)E＝4V，電阻的阻值R＝10Ω，不計(jì)線圈和電源的內(nèi)阻，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路中電流穩(wěn)定后斷開(kāi)S，求：(1)LC回路的振蕩頻率；(2)LC回路振蕩電流的有效值；(3)從斷開(kāi)S到電容器上極板帶正電荷最多所經(jīng)驗(yàn)的最短時(shí)間．答案：(1)1.6×104Hz(2)0.28A(3)4.7×10－5s解析：(1)依據(jù)f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))得f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(0.5×10－3×0.2×10－6))Hz≈1.6×104Hz.(2)開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，流過(guò)線圈的電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(4,10)A＝0.4A，故LC回