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)電磁振蕩課時作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE6電磁波的發(fā)覺電磁振蕩限時45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共30分)1．依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法中正確的是(A)A．在周期性變更的電場四周肯定產(chǎn)生同頻率的周期性變更的磁場，在周期性變更的磁場四周肯定產(chǎn)生同頻率的周期性變更的電場B．在變更的電場四周肯定產(chǎn)生變更的磁場，在變更的磁場四周肯定產(chǎn)生變更的電場C．在勻稱變更的電場四周肯定產(chǎn)生勻稱變更的磁場，在勻稱變更的磁場四周肯定產(chǎn)生勻稱變更的電場D．在電場四周肯定存在磁場，在磁場四周肯定存在電場解析：周期性變更的電場(或磁場)，產(chǎn)生同頻率周期性變更的磁場(或電場)，A正確；勻稱變更的電場(或磁場)，產(chǎn)生恒定的磁場(或電場)，在恒定的電場(或磁場)四周不存在磁場(或電場)．故B、C、D均錯誤．2．甲坐在人民大會堂臺前60m處聽報告，乙坐在家里離電視機5m處聽電視轉(zhuǎn)播，已知乙所在處與人民大會堂相距1000km，不考慮其他因素，則(空氣中聲速為340m/s)(B)A．甲先聽到聲音B．乙先聽到聲音C．甲、乙同時聽到 D.不能確定解析：聲音傳到甲所需時間為t1＝eq\f(60m,340m/s)≈0.176s，傳到乙所需時間為t2＝eq\f(1000km,300000km/s)＋eq\f(5m,340m/s)≈0.018s.3．電磁波與機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，機械波可以是縱波，選項A錯誤；它們都能傳輸能量，選項B正確；機械波不能在真空中傳播，選項C錯誤；它們從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，波速變更，選項D錯誤．4．為了體現(xiàn)高考的公允、公正，許多地方高考時在考場運用手機信號屏蔽器，該屏蔽器在工作過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接收報文信號時形成亂碼干擾，手機不能檢測從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機不能與基站建立連接，以達到屏蔽手機信號的目的，手機表現(xiàn)為搜尋網(wǎng)絡(luò)、無信號等現(xiàn)象．由以上信息可知(D)A．由于手機信號屏蔽器的作用，考場內(nèi)沒有電磁波了B．電磁波必需在介質(zhì)中才能傳播C．手機信號屏蔽器工作時基站發(fā)出的電磁波不能傳播到考場內(nèi)D．手機信號屏蔽器是通過放射電磁波干擾手機工作來達到目的的解析：電磁波在空間的存在，不會因手機信號屏蔽器而消逝，故A錯．電磁波可以在真空中傳播，B錯．由題意知手機信號屏蔽器工作過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，使手機不能正常工作，故C錯誤，D正確．5．英國物理學(xué)家麥克斯韋認為，磁場變更時會在空間激發(fā)感生電場．如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球．已知磁感應(yīng)強度B隨時間勻稱增加，其變更率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對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：感生電場是渦旋場，電荷在運動過程中，電場力始終做功．由U＝eq\f(ΔB,Δt)S可知電場強度E＝eq\f(kπr2,2πr)運動一周電場力做功W＝qE2πr＝πr2qk，D選項正確．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間t變更的關(guān)系如圖所示，則(AD)A．在時刻t1，電路中的電流最大B．在時刻t2，電路中的磁場能最大C．從時刻t2至t3，電路的電場能不斷增大D．從時刻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，電場強度E及電場能為一組．②自感線圈中的電流i，磁感應(yīng)強度B及磁場能為一組，同組量的大小變更規(guī)律一樣；同增同減同為最大或為零．異組量的大小變更規(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A、D正確．7．依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是(ABD)A．教室中開亮的日光燈四周空間必有磁場和電場B．工作時打點計時器必有磁場和電場C．穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場激發(fā)穩(wěn)定的電場D．電磁波在傳播過程中，電場方向、磁場方向和傳播方向三者相互垂直解析：教室中開亮的日光燈、工作時打點計時器用的振蕩電流，在其四周產(chǎn)生振蕩磁場和電場，故選項A、B正確；穩(wěn)定的電場不會產(chǎn)生磁場，故選項C錯誤；電磁波是橫波，電場方向、磁場方向和傳播方向相互垂直，故選項D正確．8．應(yīng)用麥克斯韋的電磁場理論推斷電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關(guān)系圖象中(每個選項中上圖表示變更的場，下圖表示由它產(chǎn)生的另外的場)，正確的是(BC)解析：A圖中的上圖磁場是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場理論可知四周空間不會產(chǎn)生電場，A圖中的下圖是錯誤的．B圖中的上圖是勻稱變更的電場，應(yīng)當產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，下圖的磁場是穩(wěn)定的，所以B圖正確．C圖中的上圖是周期性變更的磁場，它能產(chǎn)生同頻率的周期性變更的電場，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，在其四周空間產(chǎn)生周期性變更的磁場，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)麥克斯韋電磁場理論，變更的磁場可以產(chǎn)生電場．當產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示時，可能是(AC)A．向上方向的磁場在增加B．向上方向的磁場在減弱C．向上方向的磁場先增加，然后反向減弱D．向上方向的磁場先減弱，然后反向增加解析：若向上方向的磁場在增加，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁場的增加而方向向下，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錯誤；同理，當磁場向下且減弱時，也會得到如圖中E的方向，C正確，D錯誤．10.要增大如圖所示振蕩電路的頻率，下列說法中正確的是(BD)A．削減電容器的帶電荷量B．將開關(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關(guān)，減小兩極板的正對面積、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A不正確，D正確．線圈匝數(shù)越少，抽出鐵芯，則L越小，可見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，并測得電路的固有振蕩周期為T，即可求得電感L.為了提高測量精度，需多次變更C值并測得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測得的六組數(shù)據(jù)標示在以C為橫坐標、T2為縱坐標的坐標紙上，即如圖中用“×”表示的點．(1)T、L、C的關(guān)系為T2＝4π2LC；(2)依據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出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)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圖線為過原點(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，為減小誤差，所取的兩點間隔應(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，電源電動勢E＝4V，電阻的阻值R＝10Ω，不計線圈和電源的內(nèi)阻，閉合開關(guān)S，待電路中電流穩(wěn)定后斷開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S到電容器上極板帶正電荷最多所經(jīng)驗的最短時間．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)開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時，流過線圈的電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(4,10)A＝0.4A，故LC回