2011高三物理二轮复习 专题二十七电磁场与电磁波测试

用心 爱心 专心1 物理物理 20112011 二轮复习专题二十七二轮复习专题二十七 电磁场与电磁波电磁场与电磁波 1 LC 振荡电路中 某时刻磁场方向如图所示 则下列说法错误的是 A 若磁场正在减弱 则电容器上极板带正电 B 若电容器正在放电 则电容器上极板带负电 C 若电容器上极板带正电 则线圈中电流正在增大 D 若电容器正在放电 则自感电动势正在阻碍电流增大 解析 先根据安培定则判断出电流的方向 若该时刻电容器上极板带正电 则可知电 容器处于充电阶段 电流应正在减小 知 A 叙述正确 若该时刻电容器上极板带负电 则 可知电容器正在放电 电流正在增强 知 B 叙述正确 由楞次定律知 D 叙述亦正确 因而 错误选项只有 C 答案 C 2 某电路中电场随时间变化的图象如图所示 能发射电磁波的电场是 解析 变化的电场可产生磁场 产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的 均匀变 化的电场产生稳定的磁场 非均匀变化的电场产生变化的磁场 振荡的电场产生同频率振 荡的磁场 图 A 中电场不随时间变化 不会产生磁场 图 B 和图 C 中电场都随时间做均匀 的变化 在周围空间产生稳定的磁场 这个磁场不能再激发电场 所以不能激起电磁波 图 D 中电场随时间做不均匀的变化 能在周围空间产生变化的磁场 而这磁场的变化也是不均 匀的 又能产生变化的电场 从而交织成一个不可分割的统一体 即形成电磁场 才能发 射电磁波 答案 D 用心 爱心 专心2 3 关于电磁波 下列说法中正确的是 A 在真空中 频率高的电磁波速度较大 B 在真空中 电磁波的能量越大 传播速度越大 C 电磁波由真空进入介质 速度变小 频率不变 D 只要发射电路的电磁振荡一停止 产生的电磁波立即消失 解析 任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是 c 故 AB 都错 电磁波由真空进 入介质 波速变小 而频率不变 对 变化的电场 磁场由变化区域向外传播就形成电磁 波 发射电路的电磁振荡一停止 就不再发射电磁波 但已产生的电磁波并不消失 故 错 答案 C 4 某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示 则此时刻 A 振荡电流 i 在减小 B 振荡电流 i 在增大 C 电场能正在向磁场能转化 D 磁场能正在向电场能转化 解析 由图中电容器上极板带正电荷 下极板带负电荷 图中给出的振荡电流方向 说明正电荷正向上极板聚集 所以电容器正在充电 电容器充电的过程中 电流减小 磁 场能向电场能转化 答案 AD 5 如图所示 有一水平放置 内壁光滑 绝缘的真空圆形管 半径为 R 有一带正电 的粒子静止在管内 整个装置处于竖直向上的磁场中 要使带电粒子能沿管做圆周运动 所加的磁场可能是 用心 爱心 专心3 A 匀强磁场 B 均匀增加的磁场 C 均匀减小的磁场 D 由于洛伦兹力不做功 不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动 7 LC 振荡电路中 某时刻磁场方向如图所示 则下列说法错误的是 A 若磁场正在减弱 则电容器上极板带正电 B 若电容器正在放电 则电容器上极板带负电 用心 爱心 专心4 C 若电容器上极板带正电 则线圈中电流正在增大 D 若电容器正在放电 则自感电动势正在阻碍电流增大 解析 若该时刻电容器上极板带正电 则可知电容器处于充电阶段 电流应正在减小 知 A 正确 若该时刻电容器上极板带负电 则可知电容器正在放电 电流正在增强 知 B 正确 由楞次定律知 D 亦正确 答案 8 关于 LC 回路发生的电磁振荡 下列说法正确的是 A 在电容器极板电荷为零的瞬间 电路中的振荡电流也为零 B 自感线圈两端的电压最大时 电路中的电流最大 C 电容器被振荡电流充电时 电路中的磁场能逐渐转化为电场能 D 当自感线圈两端电压最小时 电路的磁场能最大 解析 电容器极板电荷为零的瞬间 两板间电压为零 电场能为零 磁场能最大 电 路中电流最大 所以 A 项不对 线圈两端电压最大时 即电容器两板间电压最大 电场能 最大 磁场能为零 电路中电流为零 故 B 项也不对 电容器充电时 极板上的电量增加 电路中电流减小 磁场能逐渐转化为电场能 线圈两端电压最小时 电容器放电完毕 电 场能为零 磁场能量大 答案 CD 9 有一 LC 振荡电路 能产生一定波长的电磁波 若要产生波长比原来短些的电磁波 可采取的措施为 A 增加线圈匝数 B 在线圈中插入铁芯 C 减小电容器极板正对面积 D 减小电容器极板间距离 解析 由电磁波波速 波长 频率关系 c f 恒量知 知使 减小 只有增大 f 由 LC 回路固有频率公式 LC2 1 f 可知 欲增大 f 应减小 L 或 C 由影响 L C 大小因 素知选项 C 正确 答案 C 10 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法中正确的是 A 恒定的电场周围产生恒定的磁场 恒定的磁场周围产生恒定的电场 用心 爱心 专心5 B 变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场 C 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场周围产生均匀变化的 电场 D 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场 均匀变化的磁场周围产生稳定的电路 解析 麦克斯韦电磁场理论的核心内容是 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电 场 对此理论应全面正确理解为 不变化的电场周围不产生磁场 变化的电场可以产生变 化的磁场 也可产生不变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 由变化的磁场产生电 场的规律与上相同 答案 BD 11 如图 19 15 甲所示 LC 振荡电路与电源 E 和灯泡 D 相连 当开关 S 合 上后灯 D 正常发光 现从断开 S 开始计时 电容器 a 极板上电量 q 随时间 t 的变 化规律如图 19 15 乙 若以通过 LC 回路顺时针方向电流为正 作出 LC 回路中 电流随时间的变化图象 线圈 L 的直流电阻为零 解析 解析 本题中 LC 回路的初始状态为 电感 L 中电流为最大 而电容器 C 上 电压为零 当 S 断开后 开始对 C 充电 而 a 板上的电量增加且为正电荷 此过 程中 LC 回路电流为逆时针 又知 LC 回路电流是按正弦 或余弦 规律变化的 故 作出 LC 回路中的电流随时间变化图象如图 19 15 丙 12 如图 19 16 所示的电路中 电容器的电容 C 1 F 线圈的自感系数 用心 爱心 专心6 L 0 1mH 先将开关 S 拨至 a 这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止 然后 将开关拨至 b 经过 t 3 14 10 5s 油滴加速度是多少 当油滴加速度 a 为何 值时 LC 回路中振荡电流有最大值 3 14 研究过程中油滴未与极板接触 解析 解析 S 在 a 时油滴静止 此时油滴受电场力向上 有 F电 mg 又回路的振荡周期 可得 LCT2T6 1810 s 5 LC 当 S 拨至 b 后 在 t 3 14 10 5s T 2 时刻 电容器被反向充电完毕 此时 油滴受电场力方向向下 F合 F电 mg 2mg 故此时油滴的加速度为 2g 当回路中振荡电流最大时 电容器上的电量为零 此时油滴仅受重力作用 故当油滴加速度 a g 时 LC 回路中振荡电流有最大值 13 家用微波炉是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 一方面在次级产生 3 4V 交流对磁控管加热 同时在次级产生 2000V 高压经整流加到磁控管的阴 阳两极之间 使磁控管产生 的频率为 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内分子高频地振动而同时迅速变热 并能最大限度地保存 食物中的维生素 每个光子能量 E hf 其中 h 为普朗克常量 其值为 6 63 10 34J s f 为频率 1 试计算微波输出功率为 700W 的磁控管每秒内产生的光子数 2 试计算变压器的高压变压比 解析 1 每个光子能量为 E hf 6 63 10 34 2450 106 1 62 10 24J 则磁控管每秒钟产生的光子数为 用心 爱心 专心7 n P E 700 1 62 10 24 4 3 1026个 2 由变压器的变压比公式 U1 U2 n1 n2可得 高压变压比为 n1 n2 U1 U2 220 2000 11 100 14 如图 19 17 所示电路中 L 是电阻不计的电感器 C 是电容器 闭合开 关 S 待电路达到稳定状态后再打开开关 S LC 电路中将产生电磁振荡 如果规 定电感 L 中的电流方向从 a 到 b 为正 打开开关的时刻为 t 0 那么下列四个图 中能正确表示电感中的电流 i 随时间 t 变化规律的是 解析 解析 S 闭合时电容器两端电压为零 S 断开后 LC 构成闭合回路 开始给 电容器充电 因此电路中的电流随时间变化的规律应按余弦规律变化 故选 B 15 如图 19 11 所示 LC 振荡电路中电容器极板上的电量 q 随时间 t 变化的 图线 由图可知 A 在 t1时刻 电路中的磁场能最小 B 从 t1到 t2 电路中的电流值不断变小 C 从 t2到 t3 电容器不断充电 用心 爱心 专心8 D 在 t4时刻 电容器的电场能最小 解析 解析 磁场能与电流强度相对应 t1时刻电量 q 最大 电流强度为零 所以 磁场能量小 t1到 t2时刻 电量 q 变小 电流强度变大 t2到 t3时刻 电量 q 变大 电容器充电 t4时刻 电量 q 为零 所以电场能最小 答案 ACD 16 根据麦克斯韦的电磁场理论 下列说法中错误的是 A 变化的电场可产生磁场 B 均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场 C 振荡电场能够产生振荡磁场 D 振荡磁场能够产生振荡电场 解析 1 恒定的磁场不能产生电场 恒定的电场也不能产生磁场 2 均匀变化的磁场 B 是 t 的一次函数 只能产生恒定的电场 均匀变化的电场产 生恒定的磁场 3 非均匀变化的磁场才能产生变化的电场 非均匀变化的电场才能产生变化的磁场 4 振荡 按正弦规律变化 的磁场产生同频率振荡的电场 反之也然 答案 B 17 关于电磁波在真空中传播速度 下列说法中不正确的是 A 频率越高 传播速度越大 B 电磁波的能量越强 传播速度越大 C 波长越长 传播速度越大 D 频率 波长 强弱都不影响电磁波的传播速度 解析 频率由波源决定 能量由频率决定 传播速度由介质决定 波长由频率和波源 共同决定 答案 ABC 18 如图所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽 槽内光滑 槽的宽度和深度处处相 同 现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内 让小球获一初速度 v0在槽内开始运 用心 爱心 专心9 动 与此同时 有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积 磁感应强度的大小 随时间成正比增大 设小球运动过程中带电量不变 那么 A 小球受到的向心力大小不变 B 小球受到的向心力大小增加 C 磁场力对小球做功 D 小球受到的磁场力不断增加 解析 变化的磁场产生的电场对带正电的小球加速 速度增加 向心力增加 小球的 洛伦兹力增加 答案 BD 19 某电路中电场随时间变化的图象如下图所示 能发射电磁波的电场是 解析 周期性变化的电磁场会产生周期性变化的磁电场 进而在介质中形成电磁场 这样电磁场传播出去形成电磁波 答案 D 20 将下图所示的带电的平行板电容器 C 的两个极板用绝缘工具缓缓拉大板间距离的 过程中 在电容器周围空间 A 会产生变化的磁场 B 会产生稳定的磁场 C 不产生磁场 D 会产生振荡的磁场 解析 变化的电场产生磁场 答案 A 21 电子钟是利用 LC 振荡电路来工作计时的 现发现电子钟每天要慢 30s 造成这一 现象的原因可能是 A 电池用久了 B 振荡电路中电容器的电容大了 用心 爱心 专心10 C 振荡电路中线圈的电感大了 D 振荡电路中电容器的电容小了 解析 LC 回路的周期LCT 2 由此公式可知电子钟的周期由电感和电容共同决 定 与其它因素无关 答案 BC 22 在下列说法中符合实际的是 A 医院里常用 X 射线对病房和手术室消毒 B 医院里常用紫外线对病房和手术室消毒 C 在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力 D 在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 解析 对照各种电磁波的特性 用途 答案 BD 23 如图所示 为理想 LC 振荡回路 此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁 场方向如图 下列哪些说法正确 A 如图所示的时刻电容器正在放电 B 电路中的磁场能在增加 C 电容器两端的电压在增加 D 把电容器的两极板间距离拉大 振荡电流的频率增大 解析 由电场方向可知电容器上极板带正电 由线圈中的电流方向可知电路中电流方 向为逆时针 结合以上两点可知电容器在充电 电容器电压在增加 C 对 由 LC 回路的 周期公式可得 D 选项对 答案 CD 24 下列说法中正确的是 A 摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置 B 电磁波中电场能量最大时 磁场能量为零 磁场能量最大时 电场能量为零 C 摄像机在1s内要传送25幅画面 D 电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置 答案 ACD 25 根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠 且频率顺序由高到 低排列的情况 C L 用心 爱心 专心11 A 伦琴射线 紫外线 可见光B 伦琴射线 紫外线 红外线 C 紫外线 红外线 可见光D 无线电波 红外线 紫外线 答案 A 26 关于雷达的特点 下列说法正确的是 A 雷达所用无线电波的波长比短波更短 B 雷达只有连续发射无线电波 才能发现目标 C 达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D 雷达在能见度低的黑夜将无法使用 解析 雷达是利用无线电波中的 波长短 衍射现象不明显 传播的直线性好 遇到障碍物要发生反射的微波来测定物体位置的无线电设备 答案 AC 27 设某人在以速度为 0 5c 的飞船上 打开一个光源 则下列说法正确的是 A 飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为 1 5c B 飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为 0 5c C 在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是 c D 在地面上任何地方的观察者看到的光速都是 c 解析 由爱因斯坦的狭义相对论可得在真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同 的 答案 CD 28 甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子 同时乙在地面上看 甲手中沿火车前进方向放置的尺子 则下列说法正确的是 A 甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大 B 甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小 C 乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大 D 乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小 解析 长度的相对性 一条沿自身长度方向运动的杆 其长度总比静止时的长度小 即 公式 2 0 1 c v ll 式中各符号的意义 l0 相对静止的参考系中所测 l 相 对运动 的参考系中所测 答案 BD 用心 爱心 专心12 29 用著名的公式E mc2 c是光速 可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消 耗的质量 下面的说法正确的是 A 同样的公式E mc2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量 B 公式E mc2适用于核反应堆中的核能 不适用于电池中的化学能 C 只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量 D 公式E mc2适用于任何类型的能量 解析 相对论质量 2 0 1 c v m m 式中m0为物体静止时的质量 m为物体以速度