2019年高考重点理综物理选编电磁振荡及其应用解析版

1、2019年高考重点理综物理选编：电磁振荡及其应用（解析版） 【一】单项选择题5 以下射线中不属于电磁波的是( ) A. 红外线 B. X射线 C. ?射线 D. ?射线 C 解：A、B、D、红外线、X射线和?射线是电磁波.故ABD错误 C、?射线是电子流，不是电磁波.故C正确 应选：C、 电磁波是一个大家族，从波长为10?10左右的?射线到102左右的长波都是电磁波，?射线是电子流 解决此题的关键知道各种射线的实质，以及知道电磁波谱中各种电磁波的特点 首先预言存在电磁波的科学家是( ) A. 法拉第 B. 麦克斯韦 C. 汤姆孙 D. 赫兹 B 解：建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学

2、家是麦克斯韦.赫兹证实了电磁波的存在.应选项B正确 应选：B 建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦 此题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一 关于波，以下说法正确的选项是( ) A. 赫兹预言了电磁波的存在 B. 海边的波涛总是沿着与海岸垂直的方向袭来 C. 地震发生时，国际空间站上能够清晰地接收到地震波 D. 我们说话发出的声波属于机械波，频率越高的声波在空气中传播速度越大 B 解：A、麦克斯韦预言了电磁波的存在；赫兹证实了电磁波的存在；故A错误； B、海边的波源总是沿与海岸垂直的方向运动；故B正确； C、地震波不

3、能在真空中传播，无法传到空间站去；故C错误； D、机械波的频率由介质决定，和频率无关；故D错误； 应选：B、 麦克斯韦预言了电磁波的存在； 机械能只能在介质中传播；我们发出的声音为机械波，声波的传播由介质决定 此题考查机械能波的传播，要注意明确波的传播需要介质，且传播速度由介质决定 以下说法中正确的选项是( ) A. 光是一种概率波，物质波也是概率波 B. 麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在 C. 某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变 D. 紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 A 解：A、光是一种概率波，物质波也是概率波，故A正确； B

4、、麦克斯韦预言了电磁波的，赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在.故B错误； C、某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率不会改变，但波长将改变，故C错误； D、入射光的频率大于金属的极限频率时，才能发生光电效应，红光的频率小于紫光的频率，故紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时不一定有电子向外发射，故D错误 应选：A、 光和物质波都是概率波.赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在.光的频率由光源决定，与介质无关.入射光的频率大于金属的极限频率时，才能发生光电效应，红光的频率小于紫光的频率 此题要注意金属产生光电效应必须满足的条件是入射光的频率大于该金属的极限频率，还要知道红光的频率小于紫

5、光的频率，紫光照射发生观点效应的时候，红光照射不一定能发生光电效应 关于电磁场和电磁波，以下说法正确的选项是( ) A. 电磁波既可以是横波，也可以是纵波 B. 电磁波在任何介质中的传播速度均为3.?×108 ?/? C. 电磁波不能产生多普勒效应 D. 电磁波中电场和磁场的方向彼此垂直 D 解：A、电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，故电磁波是横波，故A错误 B、电磁波在真空中的传播速度均为3.?×108 ?/?，故B错误 C、多普勒效应、干涉和衍射是波特有的现象，故C错误 D、电磁波中电场和磁场的方向相互垂直，故D正确 应选：D、 电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，横

6、波的传播方向与振动方向相互垂直；干涉和衍射是波特有的现象；电磁波中电场和磁场的方向相互垂直 掌握了基础知识即可顺利解决此类问题，而只要多看课本即可顺利掌握这些知识，注意电磁波传播速度为3.?×108 ?/?的条件 【二】多项选择题4 以下说法中正确的选项是( ) A. 电磁波在同种介质中只能沿直线传播 B. 单摆经过平衡位置时，合外力为零 C. 机械波的传播周期与机械波中的质点做简谐运动的周期相等 D. 做简谐运动的物体在半个周期内经过的路程一定为振幅的2倍 E. 观察者向波源靠近，观察者感觉波源的频率变大 CDE 解：A、电磁波在同种均匀介质中沿直线传播，假设不均匀，传播路径会改变

7、，故A错误； B、单摆经过平衡位置时，重力和拉力的合力提供向心力，不为零，故B错误； C、机械波的传播周期性是质点振动周期性的反映，机械波的传播周期与机械波中的质点做简谐运动的周期相等，故C正确； D、做简谐运动的物体在半个周期内经过的路程一定为振幅的2倍，一个周期内通过的路程为振幅的四倍，故D正确； E、根据多普勒效应，观察者向波源靠近，观察者感觉波源的频率变大，故E正确 应选：CDE、 电磁波在同种均匀介质中沿直线传播；对于单摆，重力的径向分量和拉力的合力提供向心力；做简谐运动的物体在半个周期内经过的路程一定为振幅的2倍，一个周期内通过的路程为振幅的四倍；当观察者和波源相互靠近时，观察者接

8、收到的频率增加 此题考查了电磁波的传播、单摆的动力学特点、机械波、简谐运动、多普勒效应等，知识点多，难度小，关键记住相关的基础知识 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. 它置于空间站，处于失重状态 C. 振荡电路中电容器的电容大了 D. 振荡电路中线圈的电感大了 CD 解：LC回路的周期?=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 现发现电子钟每天要慢30s，说明了LC回路的振荡周期变大，那么可能是L和C变大，故CD正确，AB错误 应选：CD、 现发现电子钟每天要慢30s，说明了LC回

9、路的振荡周期变大，根据周期公式?=2?解释即可 该题考查振荡电路的周期公式，要知道电子钟的周期由电感和电容共同决定，与其它因素无关 如下图为LC振荡电路，当开关S打向右边发生振荡后，以下说法中正确的选项是( ) A. 振荡电流达到最大值时，电容器上的带电量为零 B. 振荡电流达到最大值时，磁场能最大 C. 振荡电流为零时，电场能为零 D. 振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半 ABD 解：A、当电流达最大时，此时磁场能是大，电场能最小，电容器上的带电量为零；故AB正确； C、当电流为零时，充电完成，此时磁场能为零；电场能最大；故C错误； D、由振荡电路的周期性可知，振荡电流相邻两次

10、为零时间间隔等于振荡周期的一半；故D正确； 应选：ABD、 在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少.从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加.从能量看：磁场能在向电场能转化 电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化.注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题 为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源

11、相连，如下图.当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生的周期?=2?的振荡电流.当罐中液面上升时( ) A. 电容器的电容减小 B. 电容器的电容增大 C. LC回路的振荡频率减小 D. LC回路的振荡频率增大 BC 解：AB：两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容越大.故A错误，B正确； CD：根据?=2?，电容C增大时，震荡的周期T增大，由?=1?可以判定，LC回路的振荡频率f减小.故C正确，D错误 应选BC 两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，故电容器的电容C的大小与液体的高度有关(电介质)：高度越高，相当于插入的电

12、介质越多，电容越大.之后根据?=2?，?=1?即可得出LC回路的振荡频率变化 此题要注意两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，液体的高度越高，相当于插入的电介质越多，电容越大.属于简单题 【三】计算题2 如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为35?.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域.假设磁感应强度大小为B，不计重力

13、，求电场强度的大小 解：粒子在磁场中做圆周运动.设圆周的半径为r，由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得?=?2? 式中v为粒子在a点的速度 过b点和O点作直线的垂线，分别与直线交于c和d点.由几何关系知，线段?、?和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形.因此?=?=? 设?=?，由几何关系得?=45?+? ?=3?5+?2?2 联立式得?=75? 再考虑粒子在电场中的运动.设电场强度的大小为E，粒子在电场中做类平抛运动.设其加速度大小为a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得?=? 粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r，有运动学公式得?=12?2 ?=? 式中t是粒子在

14、电场中运动的时间.联立式得?=14?25? 答：电场强度的大小为14?25? 通过带电粒子在磁场中做圆周运动，根据几何关系求出轨道半径的大小.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，结合在沿电场方向上做匀加速直线运动和垂直于电场方向做匀速直线运动，求出电场强度与磁感应强度的大小关系 解决此题的关键掌握带电粒子在磁场中磁偏转和在电场中电偏转的区别，知道磁偏转做匀速圆周运动，电偏转做类平抛运动 如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心.一质量为m、带电荷量为?(?>0)的小球，在管内沿逆时针方向

15、(从上向下看)做圆周运动.磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中?0=2?0.设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略 (1)在?=0到?=?0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小?0； (2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等.试求?=?0到?=1.5?0这段时间内： 细管内涡旋电场的场强大小E； 电场力对小球做的功W 解：(1)在?=0到?=?0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，说明洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 ?0?0=?02? 解得 ?0=?0? (2)根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为：?=?=?2?012?0?=2?2?0?0 电势差与电场强度的关系，有：?=?2? 由上面两式解得 ?=?2?=?0?0 其中：?0=2?0 故：?=?022? 电场力为：?=?=?0?0； 根据牛顿第二定律，有 ?=? 解得 ?=?0?0 物体的末速度为：?=?0+?=?0?+?0?0?02=3?0? 2? 根据动能定理，电场力做的功为：?=12?2?12?02=5?2?02?28?； 答：(1)在?=0到?=?0这段时间内，小球的速度大小为?0?； (2)在?=?0到?=1.5?0这段