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第46页(共46页)2026年高考物理复习热搜题速递之电磁振荡与电磁波一.选择题(共10小题)1.在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在T2~3A.电容器在放电 B.灯泡越来越亮 C.A板所带的正电荷增加 D.L产生的自感电动势不变2.关于电磁波,下列说法正确的是()A.雷达是用X光来测定物体位置的设备 B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D.变化的电场可以产生变化的磁场3.麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,则下列说法中正确的是()A.电容器正在放电 B.两平行板间的电场强度E在增大 C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场 D.两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场达到最大值4.麦克斯韦电磁场理论告诉我们()A.任何电场周围都要产生磁场 B.任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场 C.任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场 D.周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场5.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.红外体温计的工作原理是人的体温越高,发射的红外线越强,有时物体温度较低,不发射红外线,导致无法使用 B.紫外线的频率比可见光低,医学中常用于杀菌消毒,长时间照射人体可能损害健康 C.X射线、γ射线频率较高,波动性较强,粒子性较弱,较难发生光电效应 D.手机通信使用的是无线电波,其波长较长,更容易观察到衍射现象6.关于电磁场和电磁波,下列说法不正确的是()A.变化的电场能够产生磁场,变化的磁场能够产生电场 B.麦克斯韦预言电磁波的存在 C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波 D.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌消毒7.电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下面正确的是()A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领 B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D.手机通话使用的微波,波长比可见光短8.下列关于紫外线的几种说法中正确的是()A.紫外线是一种紫色的可见光 B.紫外线的频率比红外线的频率低 C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光 D.利用紫外线可以进行电视机等电路的遥控9.如图所示,q﹣t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像,下列说法正确的是()A.Oa时间段,线圈中磁场能在减小 B.b、d两时刻电路中电流最大 C.b、d两时刻电容器中电场能最大 D.该电路可以有效的把电磁波发射出去10.如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图象,电流的正方向规定为顺时针方向,则在t1到t2时间内,电容器C的极板上所带电量及其变化情况是()A.上极板带正电,且电量逐渐增加 B.上极板带正电,且电量逐渐减小 C.下极板带正电,且电量逐渐增加 D.下极板带正电,且电量逐渐减小二.多选题(共5小题)(多选)11.如图所示,LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是()A.电容器正在充电 B.电感线圈中的磁场能正在增加 C.电感线圈中的电流正在增大 D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大(多选)12.根据麦克斯韦电磁场理论,在如图所示的四种变化电场中,能产生电磁波的是()A. B. C. D.(多选)13.关于机械波与电磁波,下列说法中正确的是()A.机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动 B.弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅 C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去 D.电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线 E.在真空中传播的电磁波频率不同,传播的速度相同(多选)14.在LC回路产生电磁振荡的过程中,下列说法正确的是()A.电容器放电完毕时刻,回路中磁场能最小 B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大 C.电容器极板上电荷最多时,电场能最大 D.回路中电流值最小时刻,电场能最小(多选)15.关于太阳光谱,下列说法正确的是()A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素三.解答题(共5小题)16.“神舟五号”载人飞船成功发射,如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话,则在你讲完话后,至少要等多长时间才能听到对方的回话?(已知地球的质量为M=6.0×1024kg,地球半径为R=6.4×106m,万有引力恒量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2)17.电磁波谱包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线等频率由低到高,波长由长到短的范围广阔的电磁波.电磁波在生产、生活中有着广泛的应用.(1)一无线电波的波长为600m,它的传播速度为3×108m/s,求该无线电波的频率;(2)请你举出两个应用电磁波的实例.18.有一种家用取暖器,外形如图甲所示,它是由电热丝发热达到取暖的目的;如果从侧面剖开,它的主要结构如图乙所示,其中Q为电热丝,MN为一个内表面极为光滑的金属弧面.(1)电热丝通电后产生的是(选填“红外线”或“紫外线”),它通过MN的内表面产生(选填“镜面”或“漫”)反射.(2)弧面金属板MN与下列哪种器材的作用相似A.凸面镜B.平面镜C.凹面镜D.潜望镜(3)电热丝安装在图示位置的目的是使热能(选填“平行”或“发散”)射出.19.目前电能都是通过电网采用有线方式传输的.人们一直梦想能无线传输电能,梦想在日常生活中实现无线充电,甚至不用电池.现在,一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展,也许,人类的这一梦想不久就能实现.(1)实现无线传输能量,涉及能量的、传播和接收.(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔,以无线电波的形式将电能输送到指定地点,但一直没有在应用层面上获得成功,其主要原因是这类无线电波A.在传输中很多能量被吸收B.在传播中易受山脉阻隔C.向各个方向传输能量D.传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能,接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关,实验测得P和R的部分数据如下表:R(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x=,y=.②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为.(4)为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得,接在乙线圈上的电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.①若用该装置给充电功率为10W的电池充电,则损失的功率为W.②若给甲线圈接入电压为220V的电源,测得该线圈中的电流为0.195A.这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低,无线传播电能还处于实验室阶段.为早日告别电线,实现无线传输电能的工业化,还需解决一系列问题,请提出至少两个问题..20.如图所示LC振荡电路,C为可变电容器,线圈L1的电感量为300μH,L2的电感量为30μH。(1)开关S扳向L1时,调节可变电容器,可以接收到频率范围为535Hz~1605kHz的中波段的广播。求可变电容器电L1容的范围;(2)开关S扳向L2时,求振荡电路的频率范围。
2026年高考物理复习热搜题速递之电磁振荡与电磁波(2025年10月)参考答案与试题解析一.选择题(共10小题)题号12345678910答案CDBDDDACCB二.多选题(共5小题)题号1112131415答案BCDCDACEBCAB一.选择题(共10小题)1.在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在T2~3A.电容器在放电 B.灯泡越来越亮 C.A板所带的正电荷增加 D.L产生的自感电动势不变【考点】电磁振荡及过程分析.【专题】定性思想;归纳法;电磁感应与电路结合;推理论证能力.【答案】C【分析】根据在充电过程中电流减小,放电过程中电流增大分析;根据自感电动势与电流的变化率分析。【解答】解:ABC、电路稳定后,电容器被短路,带电荷量为0,断开开关,电感线圈与电容器构成回路。0~T4时间内电容器充电,B板带正电;T4~T2时间内电容器放电,电场能转化为磁场能;T2~3T4时间内电容器反向充电,电流减小,灯泡亮度减弱,A板带正电,B板带负电,故D、在T2~3T4时间内,电流在不断减小,而电流的变化率增大,L产生的自感电动势增大,故D故选:C。【点评】掌握在LC振荡电路中,电容器充电过程中电流的变化特点是解题的关键。2.关于电磁波,下列说法正确的是()A.雷达是用X光来测定物体位置的设备 B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D.变化的电场可以产生变化的磁场【考点】电磁波的产生;电磁波与信息化社会.【专题】光的衍射、偏振和电磁本性专题.【答案】D【分析】了解电磁波的产生以及电磁波在现代生活中的应用即可正确解答本题。【解答】解:A、雷达是使用电磁波但不是X光测定物体位置的,故A错误;B、使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,故B错误;C、用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,利用紫外线的荧光效应,故C错误;D、根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场可以产生变化的磁场、变化的磁场产生电场,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了有关电磁波的基础知识,对于这部分知识要注意平时记忆和积累。3.麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,则下列说法中正确的是()A.电容器正在放电 B.两平行板间的电场强度E在增大 C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场 D.两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场达到最大值【考点】麦克斯韦电磁场理论;电容的概念、单位与物理意义;法拉第电磁感应定律的内容和表达式.【专题】定性思想;推理法;电磁场理论和电磁波;分析综合能力.【答案】B【分析】根据等效电流的方向是向上,下极板所带的电荷量会增加,可得电容器在充电;由场强E=Ud,可知极板间的电场强度在增大;由右手定则可以判断出,该变化电场产生逆时针方向(俯视)的磁场;两极板的电场最强时,就是充电【解答】解:A、由图中可以看出,极板间的电场方向是竖直向上的,说明下极板带正电,上极板带负电,如果等效电流的方向是向上的,即外电流流向下极板,流出上极板,也就是相当于正电荷流向下极板,而下极板本来说是带正电的,所以下极板所带的电荷量会增加,所以电容器在充电,故A错误;B、充电的过程,两极板间的电压在增大,由E=Ud可知,极板间的电场强度在增大,故C、由右手定则可以判断出,该变化电场产生逆时针方向(俯视)的磁场,故C错误;D、两极板的电场最强时,就是充电快充满的时候,此时电流反而比较小,故这个电场产生的磁场也比较小,不会最大,故D错误。故选:B。【点评】本题考查了麦克斯韦的电磁场理论,理解均匀变化的电场产生稳定的磁场,而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场;以平行板电容器为例,结合场强公式及右手定则来求解。4.麦克斯韦电磁场理论告诉我们()A.任何电场周围都要产生磁场 B.任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场 C.任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场 D.周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场【考点】电磁波的产生.【专题】定性思想;推理法;电磁场理论和电磁波.【答案】D【分析】麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场,其中的变化有均匀变化与周期性变化之分,根据麦克斯韦电磁场理论进行分析。【解答】解:A、只有变化的电场才能产生磁场,同样,只有变化的磁场才能产生电场,故A错误;B、根据麦克斯韦的电磁场理论,均匀变化的电场周围只能产生稳定的磁场,故B错误;C、只有均匀变化的电场才能在周围空间产生恒定的磁场,故C错误;D、根据麦克斯韦的电磁场理论,周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场,故D正确;故选:D。【点评】本题考查麦克斯韦的电磁场理论中变化的分类:均匀变化与非均匀(或周期性)变化,注意均匀变化的电场产生恒定的磁场,不能激发电磁波。5.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.红外体温计的工作原理是人的体温越高,发射的红外线越强,有时物体温度较低,不发射红外线,导致无法使用 B.紫外线的频率比可见光低,医学中常用于杀菌消毒,长时间照射人体可能损害健康 C.X射线、γ射线频率较高,波动性较强,粒子性较弱,较难发生光电效应 D.手机通信使用的是无线电波,其波长较长,更容易观察到衍射现象【考点】电磁波谱.【专题】定性思想;推理法;光的波粒二象性和物质波专题;分析综合能力.【答案】D【分析】不同温度下红外线辐射强弱不同;电磁波长频率关系f=cλ;光电效应方程Ek=hγ﹣W0【解答】解:A、人们利用红外线来测温,是利用红外线的热效应,体温越高人体发射的红外线越强,温度较低,仍发射红外线,故A错误;B、由电磁波长频率关系f=cλC、由光电效应方程Ek=hγ﹣W0知,频率越大越容易发生光电效应,X射线、γ射线频率较高,易发生光电效应,故C错误;D、无线电波波长较长,物体和障碍物尺寸很容易接近无线电波波长,容易观察到衍射现象,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了电磁波的波谱。解决本题的关键知道电磁波波速不变及f=6.关于电磁场和电磁波,下列说法不正确的是()A.变化的电场能够产生磁场,变化的磁场能够产生电场 B.麦克斯韦预言电磁波的存在 C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波 D.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌消毒【考点】电磁波谱;麦克斯韦电磁场理论;电磁波的产生.【专题】定性思想;推理法.【答案】D【分析】根据麦克斯韦电磁场理论判断;赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在;电磁波的传播可以不需要介质;紫外线是一种波长比紫光波长更短的、频率比紫光更高的电磁波。【解答】解:A、根据麦克斯韦电磁场理论,可知周期性变化的电场能产生周期性变化磁场,周期性变化的磁场能产生周期性变化的电场;均匀变化的电场产生恒定的磁场,均匀变化的产生恒定的电场磁场,故A正确;B、麦克斯韦预言了电磁波的存在,故B错误;C、根据电磁波谱的基本内容可知,无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,故C正确;D、紫外线是一种波长比紫光波长更短的、频率比紫光更高的电磁波,主要应用灭菌消毒和钞票防伪上,故D错误。本题选择不正确的,故选:D。【点评】本题考查了电磁场理论、电磁波的特点及应用,要求学生对这部分知识要重视课本,强化记忆,重在理解。7.电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下面正确的是()A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领 B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D.手机通话使用的微波,波长比可见光短【考点】电磁波与信息化社会.【专题】定性思想;推理法;电磁场理论和电磁波;理解能力.【答案】A【分析】明确电磁波谱中不同谱线的性质;同时注意各种电磁波在生产生活中的应用即可正确求解。【解答】解:A、机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领;故A正确;B、遥控器采用的是红外线不是紫外线;故B错误;C、微波炉是利用了微波的频率与水的频率相接近,从而使水振动而发热的;故C错误;D、手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光;故D错误;故选:A。【点评】此题考查电磁波谱和各种电磁波的波长频率的大小关系及它们的应用;注意波长越长的电磁波频率越低,则能量越小。8.下列关于紫外线的几种说法中正确的是()A.紫外线是一种紫色的可见光 B.紫外线的频率比红外线的频率低 C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光 D.利用紫外线可以进行电视机等电路的遥控【考点】紫外线的特点和应用.【答案】C【分析】紫外线化学效应强,能杀菌,制成消毒灯;紫外线能合成维生素D,促使钙的吸收;紫外线能使荧光物质发光,制成验钞机来验钞.红外线的热效应比较强,能制成热谱仪,制成红外线夜视仪;红外线可以用来遥控,制成电视遥控器.【解答】解:A、紫外线和红外线都是不可见光,故A错误;B、紫外线的频率比红外线的频率高,故B错误;C、紫外线能使荧光物质发光,制成验钞机来验钞,故C正确;D、红外线可以用来遥控,制成电视遥控器。故D错误。故选:C。【点评】分清红外线和紫外线的作用和用途,对比记忆比较好.9.如图所示,q﹣t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像,下列说法正确的是()A.Oa时间段,线圈中磁场能在减小 B.b、d两时刻电路中电流最大 C.b、d两时刻电容器中电场能最大 D.该电路可以有效的把电磁波发射出去【考点】电磁振荡的图像问题.【专题】定性思想;图析法;电磁感应与电路结合;推理论证能力.【答案】C【分析】根据图像得出电荷量的变化趋势,从而得出电场能和磁场能的变化趋势;根据能量的变化趋势得出电流的变化特点;有效的发射电磁波应该需要开放电路。【解答】解:A.根据图像可知在Oa时间段,电容器的电荷量在减少,因此电容器的电场能在减少,根据能量守恒定律可知,线圈中的磁场能在增加,故A错误;BC.从q﹣t图像可知,b、d两时刻电容器的电荷量最大,故电容器中电场能最大,线圈中磁场能最小,故电路中电流最小,故B错误,C正确;D.有效的发射电磁波应该需要开放电路,故D错误。故选:C。【点评】本题主要考查了振荡电路的相关应用,理解振荡电路中的能量转化特点,结合图像的物理意义即可完成分析。10.如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图象,电流的正方向规定为顺时针方向,则在t1到t2时间内,电容器C的极板上所带电量及其变化情况是()A.上极板带正电,且电量逐渐增加 B.上极板带正电,且电量逐渐减小 C.下极板带正电,且电量逐渐增加 D.下极板带正电,且电量逐渐减小【考点】电磁振荡的图像问题.【答案】B【分析】电路中由L与C构成的振荡电路,在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程。q体现电场能,i体现磁场能。【解答】解:t1到t2时间内,电流为负且增大,即逆时针增大,说明该过程是放电的过程,且负电荷正由下极板向上极板移动,由此可知上极板带正电,且其所带正电荷量逐渐减小。所以选项B正确,其他选项错误。故选:B。【点评】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。二.多选题(共5小题)(多选)11.如图所示,LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是()A.电容器正在充电 B.电感线圈中的磁场能正在增加 C.电感线圈中的电流正在增大 D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大【考点】电磁振荡及过程分析.【答案】BCD【分析】在LC振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的电荷量增大,磁场能转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化为磁场能。【解答】解:图示时刻,电容器上极板带正电;通过图示电流方向,知电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化为磁场能,线圈中的感应电动势总是阻碍电流的增大。故BCD正确,A错误。故选:BCD。【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的电荷量增大,磁场能转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化为磁场能。(多选)12.根据麦克斯韦电磁场理论,在如图所示的四种变化电场中,能产生电磁波的是()A. B. C. D.【考点】电磁波的产生;麦克斯韦电磁场理论.【专题】定性思想;推理法;电磁场理论和电磁波;理解能力.【答案】CD【分析】麦克斯韦的电磁场理论是变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场.其中的变化有均匀变化与周期性变化之分,只有周期性变化的电场才能产生同频率周期性变化的磁场,从而产生电磁波。【解答】解:根据电磁波产生的条件可知,只有周期性变化的电场(磁场)才能产生电磁波,故本题中只有CD能产生电磁波,A不能产生磁场,B中产生稳定的磁场,故CD正确,AB错误。故选:CD。【点评】本题考查麦克斯韦的电磁场理论中变化的分类:均匀变化与非均匀(或周期性)变化.要知道周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,而周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场,从而产生不可分割的电磁场,并形成电磁波。(多选)13.关于机械波与电磁波,下列说法中正确的是()A.机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动 B.弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅 C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去 D.电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线 E.在真空中传播的电磁波频率不同,传播的速度相同【考点】电磁波的发射和接收;光谱和光谱分析;阻尼振动和受迫振动;多普勒效应及其应用.【专题】应用题;定性思想;推理法;电磁场理论和电磁波;理解能力.【答案】ACE【分析】机械波在传播过程中,先振动的质点带动后振动的质点振动,从而形成波并向前传播。弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程不一定等于一个振幅。有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去,利用了多普勒效应。波长越长,越容易发生明显衍射现象。不同频率的电磁波,在真空中的波速与光速相同。【解答】解:A、机械波传播过程中,前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动,故A正确。B、弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程不一定等于一个振幅,比如弹簧振子从平衡位置上方向下运动的过程中,在四分之一个周期里运动的路程大于一个振幅,故B错误。C、有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去,频率变高表示靠近,频率降低表示远离,利用了多普勒效应,故C正确。D、波长越长,越容易发生衍射现象,电磁波中波长由长到短的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线,故衍射能力逐渐减弱,故D错误。E、电磁波在真空中传播速度是c=3×108m/s,由c=fλ可知,频率越高,其波长越短,但传播速度不变,故E正确。故选:ACE。【点评】本题考查了电磁波的传播、受迫振动、多普勒效应等知识,解题的关键是理解多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的。(多选)14.在LC回路产生电磁振荡的过程中,下列说法正确的是()A.电容器放电完毕时刻,回路中磁场能最小 B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大 C.电容器极板上电荷最多时,电场能最大 D.回路中电流值最小时刻,电场能最小【考点】电磁振荡及过程分析.【答案】BC【分析】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.【解答】解:A、电容器放电完毕时,带电量为零,电场能为零,电路中的感应电流最大,磁场能最大。故A错误;B、电容器放电完毕时,带电量为零,电场能为零,电路中的感应电流最大,磁场能最大。故B正确;C、电容器充电完毕时,电量最多,电场能达到最大,而磁场能为零,回路中感应电流i=0.故C正确;D、回路中电流值最小时刻,磁场能最小,而电量最多,电场能最大,故D错误;故选:BC。【点评】电容器充电完毕(放电开始):电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流i=0.放电完毕(充电开始):电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大.(多选)15.关于太阳光谱,下列说法正确的是()A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素【考点】电磁波谱.【答案】AB【分析】光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案,发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱.发射光谱有两种类型:连续光谱和明线光谱;连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱;观察固态或液态物质的原子光谱,可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧,使它们气化后发光,就可以从分光镜中看到它们的明线光谱.【解答】解:太阳光谱是吸收光谱,其中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的,说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素。故AB正确,CD错误;故选:AB。【点评】本题是考查光谱与光谱分析,要求学生理解与掌握,属于基础题.三.解答题(共5小题)16.“神舟五号”载人飞船成功发射,如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话,则在你讲完话后,至少要等多长时间才能听到对方的回话?(已知地球的质量为M=6.0×1024kg,地球半径为R=6.4×106m,万有引力恒量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2)【考点】电磁波的发射和接收;万有引力与重力的关系(黄金代换).【专题】应用题.【答案】见试题解答内容【分析】同步卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力列式求出轨道半径,从而得出同步卫星的高度,根据速度公式求出时间.【解答】解:同步卫星是相对于地面静止的,它的运动周期T=3600×24s,设卫星离地面距离为h,它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力,即:GmM代入数据可解得:h=3.59×107m.最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方,这时电磁波传播的最短距离为s=2h,所以最短时间为:t=2h答:在讲完话后,至少要等0.24时间才能听到对方的回话.【点评】解决本题的关键是根据万有引力提供向心力列式求解同步卫星的高度.17.电磁波谱包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线等频率由低到高,波长由长到短的范围广阔的电磁波.电磁波在生产、生活中有着广泛的应用.(1)一无线电波的波长为600m,它的传播速度为3×108m/s,求该无线电波的频率;(2)请你举出两个应用电磁波的实例.【考点】电磁波的波长、频率和波速的关系.【答案】见试题解答内容【分析】可见光就是电磁波的一种,各种频率的电磁波的传播速度是相同的,都等于光速;根据电磁波的波长、频率和波速的关系f=c【解答】解:(1)电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度是相同的,c=3×108m/s;波速=波长×频率,波长为19.3m的无线电波的频率f=cλ=3×108(2)收音机和电视机的使用都离不开电磁波,再如手机的使用.答:(1)该无线电波的频率5×105Hz;(2)应用电波的实例:收音机和电视机的使用、手机的使用都离不开电磁波.【点评】此题考查了电磁波的传播速度和波速、波长和频率的关系,是一道基础题.容易出现错误的是频率单位的换算,需要引起学生的注意.18.有一种家用取暖器,外形如图甲所示,它是由电热丝发热达到取暖的目的;如果从侧面剖开,它的主要结构如图乙所示,其中Q为电热丝,MN为一个内表面极为光滑的金属弧面.(1)电热丝通电后产生的是红外线(选填“红外线”或“紫外线”),它通过MN的内表面产生镜面(选填“镜面”或“漫”)反射.(2)弧面金属板MN与下列哪种器材的作用相似CA.凸面镜B.平面镜C.凹面镜D.潜望镜(3)电热丝安装在图示位置的目的是使热能平行(选填“平行”或“发散”)射出.【考点】电磁波与信息化社会.【专题】应用题.【答案】见试题解答内容【分析】(1)红外线的热效应强,一切物体都辐射红外线.(2)光滑物体表面发生镜面反射,凹面镜属于球面镜的一种,是采用球的内表面做反射面的,对光线有会聚作用.(3)当把光源放在焦点时,则会得到平行光.【解答】解:(1)一切物体都向外辐射红外线,当电热丝通电后,向外辐射红外线,产生热量.当红外线射到表面极为光滑的金属弧面发生镜面反射.(2)弧面金属板MN形状与凹面镜相似,平行光经凹面镜反射后,反射光线会会聚在焦点上.光路是可逆的,灯丝处于焦点处,故产生平行光向外辐射.(3)根据光路的可逆性,当把光源放在焦点时,则会得到平行光.故答案为:(1)红外线,镜面.(2)C.(3)平行.【点评】凹面镜在生活中的应用很多,它也是面镜,对光线有反射作用,这点许多同学容易和透镜混淆,一定注意.另外,凹面镜和凹透镜不同,凹面镜对光线的作用是会聚的.19.目前电能都是通过电网采用有线方式传输的.人们一直梦想能无线传输电能,梦想在日常生活中实现无线充电,甚至不用电池.现在,一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展,也许,人类的这一梦想不久就能实现.(1)实现无线传输能量,涉及能量的发射、传播和接收.(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔,以无线电波的形式将电能输送到指定地点,但一直没有在应用层面上获得成功,其主要原因是这类无线电波CA.在传输中很多能量被吸收B.在传播中易受山脉阻隔C.向各个方向传输能量D.传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能,接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关,实验测得P和R的部分数据如下表:R(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x=8,y=64.②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为PR2=1600.(4)为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得,接在乙线圈上的电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.①若用该装置给充电功率为10W的电池充电,则损失的功率为18.6W.②若给甲线圈接入电压为220V的电源,测得该线圈中的电流为0.195A.这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为15.0W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低,无线传播电能还处于实验室阶段.为早日告别电线,实现无线传输电能的工业化,还需解决一系列问题,请提出至少两个问题.仪器体积过大、对人体有伤害,传输距离太短等.【考点】电磁波的发射和接收;电功和电功率的计算.【专题】应用题.【答案】见试题解答内容【分析】(1)电磁波要发射、传播和接收;(2)电磁波的传播具有全向性,效率低;(3)分析表格数据,会发现接收的能量与距离的平方成反比;(4)根据能量守恒定律列式求解即可;(5)从实际情况出发考虑即可.【解答】解:(1)像电磁波一样,无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程.(2)电磁波可以向各个方向传播,而电能的输送需要定向传播.(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2=1600.将R=5代入上式得P=64,所以y=64;将P=25代入得R=8,所以x=8.(4)①由题意知,输电效率为η=35%,则P总=Pη所以损失的功率为P损=P总﹣P=28.6﹣10=18.6W.②甲线圈输入功率为P总=UI=220×0.195=42.9W,所以,乙线圈得到的功率,即灯泡的功率为P=P总η=42.9W×35%=15.0W.(5)因为在无线传输过程中,电磁波向各个方向传播是均等的,无法有效地控制方向性,所以为了更多地接收到电磁波,就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积.同时,向空间辐射较多的电磁波,对人体有害.故答案为:(1)发射;(2)C;(3)①8,64;②PR2=1600;(4)①18.6;②15.0;(5)仪器体积过大、对人体有伤害,传输距离太短等.【点评】本题关键是明确设计思想和设计原理,要能够结合能量守恒定律进行分析,题目信息量大,要有耐心.20.如图所示LC振荡电路,C为可变电容器,线圈L1的电感量为300μH,L2的电感量为30μH。(1)开关S扳向L1时,调节可变电容器,可以接收到频率范围为535Hz~1605kHz的中波段的广播。求可变电容器电L1容的范围;(2)开关S扳向L2时,求振荡电路的频率范围。【考点】电磁振荡及过程分析.【专题】定量思想.【答案】见试题解答内容【分析】(1)当LC电路的振荡频率与电磁波信号频率相同时,发生电谐振,接受的信号最强,根据公式T=2πLc和f=1(2)同样根据公式f=1【解答】解:(1)根据题意,有:L1=300×10﹣12H;LC电路的振荡频率为f=12π当f1=535Hz时,C1=14当f2=1605KHz时,C2=14π2f22(2)开关S扳向L2时,L2=30μH=30×10﹣12H;LC电路的振荡频率为f=1当C1=295.3F时,f=1当C2=32.8pF时,f=12πL2答:(1)开关S扳向L1时,可变电容器电L1容的范围为295.3~32.8pF;(2)开关S扳向L2时,求振荡电路的频率范围为1692~5075kHz。【点评】本题关键根据LC振荡电路的周期公式T=2πLc列式求解,关键计算要有耐心。
考点卡片1.万有引力与重力的关系(黄金代换)【知识点的认识】对地球上的物体而言,受到的万有引力要比地球自转引起的物体做圆周运动所需的向心力大的多,所以通常可以忽略地球自转带来的影响,近似认为万有引力完全等于重力。即GMmR化简得到:GM=gR2其中g是地球表面的重力加速度,R表示地球半径,M表示地球的质量,这个式子的应用非常广泛,被称为黄金代换公式。【命题方向】火星探测器着陆器降落到火星表面上时,经过多次弹跳才停下.假设着陆器最后一次弹跳过程,在最高点的速度方向是水平的,大小为v0,从最高点至着陆点之间的距离为s,下落的高度为h,如图所示,不计一切阻力.(1)求火星表面的重力加速度g0.(2)已知万有引力恒量为G,火星可视为半径为R的均匀球体,忽略火星自转的影响,求火星的质量M.分析:根据平抛运动规律求出星球表面重力加速度.运用黄金代换式GM=gR2求出问题.解答:(1)着陆器从最高点落至火星表面过程做平抛运动,由平抛规律得:水平方向上,有x=v0t①竖直方向上,有h=12g0t2着陆点与最高点之间的距离s满足s2=x2+h2③由上3式解得火星表面的重力加速度g0=2h(2)在火星表面的物体,重力等于火星对物体的万有引力,得mg0=GMmR2把④代入⑤解得火星的质量M=答:(1)火星表面的重力加速度g0是2h(2)火星的质量M是2h点评:重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.【解题思路点拨】1.黄金代换式不止适用于地球,也试用于其他一切天体,其中g表示天体表面的重力加速度、R表示天体半径、M表示天体质量。2.应用黄金代换时要注意抓住如“忽略天体自转”、“万有引力近似等于重力”、“天体表面附近”等关键字。2.阻尼振动和受迫振动【知识点的认识】一、自由振动和受迫振动1.自由振动(无阻尼振动):系统不受外力,也不受任何阻力,只在自身回复力作用下的振动。自由振动的频率,叫做系统的固有频率。2.受迫振动(1)概念:振动系统在周期性驱动力作用下的振动。(2)特点:受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关。(3)规律:①物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关;②物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定:两者越接近,受迫振动的振幅越大,两者相差越大受迫振动的振幅越小。3.共振(1)现象:当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大。(2)条件:驱动力的频率等于固有频率。(3)共振曲线:①当f驱=f固时,A=Am,Am的大小取决于驱动力的幅度②f驱与f固越接近,受迫振动的振幅越大,f驱与f固相差越远,受迫振动的振幅越小③发生共振时,一个周期内,外界提供的能量等于系统克服阻力做功而消耗的能量。4.自由振动、受迫振动和共振的关系比较振动项目自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定,即固有周期T0或固有频率f0由驱动力的周期或频率决定,即T=T驱或f=f驱T驱=T0或f驱=f0振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(θ≤5°)机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等【命题方向】(1)常考题型是考查对自由振动和受迫振动的理解:如图所示,把两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz,乙弹簧振子的固有频率为72Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时,则两个弹簧振子的振动情况是()A.甲的振幅较大,且振动频率为8HzB.甲的振幅较大,且振动频率为9HzC.乙的振幅较大,且振动频率为9HzD.乙的振幅较大,且振动频率为72Hz分析:物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与固有频率无关。当驱动力的频率接近于物体的固有频率时,物体发生共振,振幅最大。解答:支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时,甲乙两个弹簧振子都做受迫振动,它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz,由于甲的频率接近于驱动力的频率,所以甲的振幅较大。故B正确,A、C、D错误。故选B。点评:解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动力频率,并要知道在什么条件下可以发生共振。(2)某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f,若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是()A.当f<f0时,该振动系统的振幅随f的增大而减小B.当f>f0时,该振动系统的振幅随f的减小而增大C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f分析:受迫振动的频率等于驱动力的频率,当系统的固有频率等于驱动力的频率时,系统达到共振,振幅达最大。解:A、当f=f0时,系统达到共振,振幅最大,故f<f0时,随f的增大,振幅振大,故A错误;B、当f>f0时,随f的减小,驱动力的频率接近固有频率,故该振动系统的振幅增大,故B正确;C、该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于驱动力的频率,故C错误;D、系统的振动稳定后,系统的振动频率等于驱动力的频率,故振动频率等于f,故D正确;故选:BD。点评:本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率,而当驱动力的频率等于物体的固有频率时,物体的振动最强烈。【解题思路点拨】(l)对阻尼振动的理解:①由于阻力做功,振动系统的机械能逐渐减小,振幅逐渐变小;②周期和频率由振动系统本身决定,阻尼振动中周期和频率不变。(2)对受迫振动的理解:①受迫振动的频率等于驱动力的频率;②驱动力频率越接近固有频率,振幅越大。3.多普勒效应及其应用【知识点的认识】1.多普勒效应:当波源与观察者之间有相对运动时,观察者会感到波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应.2.接收到的频率的变化情况:当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率变大;当波源与观察者背向运动时,观察者接收到的频率变小.【命题方向】常考题型:在学校运动场上50m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一段点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A.2B.4C.6D.8【分析】当同学到两个声源的间距为波长整数倍时,振动加强,听到声音是加强的;当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时,振动减弱,听到声音是减弱的.【解答】解:当同学到两个声源的间距为波长整数倍时,振动加强,听到声音是加强的,故该同学从中间向一侧移动0m、2.5m、5.0m、7.5m、10m时,听到声音变大;当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时,振动减弱,听到声音是减弱的,故该同学从中间向一侧移动1.25m、3.75m、6.25m、8.75m时,声音减弱;故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为4次;故选B.【点评】本题关键明确振动加强和振动减弱的条件,然后可以结合图表分析,不难.【解题方法点拨】多普勒效应的成因分析(1)接收频率:观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数,当波以速度v通过观察者时,时间t内通过的完全波的个数为N=,因而单位时内通过观察者的完全波的个数,即接收频率.(2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大,当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小.4.电容的概念、单位与物理意义【知识点的认识】(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(2)定义式:C=QU,Q是电容器的电荷量,U是两极板间的电压。电容的大小与Q和(3)物理意义:表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。(4)单位:法拉(F)1F=106μF=1012pF。(5)说明:电容是反映了电容器储存电荷能力的物理量,其数值由电容器的构造决定,而与电容器带不带电或带多少电无关。就像水容器一样,它的容量大小与水的深度无关。【命题方向】由电容器电容的定义式C=QA、若电容器不带电,则电容C为零B、电容C与所带的电荷量Q成正比,与电压U成反比C、电容C与所带的电荷量Q多少无关D、电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量分析:电容的大小由本身因素所决定,与所带的电量及两端间的电压无关.解答:电容的大小由本身因素所决定,与所带的电量及两端间的电压无关。电容器不带电,电容没变。故A、B错误,C正确。由C=QU=ΔQΔU故选:CD。点评:解决本题的关键理解电容的大小与所带的电量及两端间的电压无关【解题思路点拨】1.电容表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。2.电容是电容器本身的性质与所带电荷量的多少以及两极板间的电压大小无关。3.电容的两个计算公式:①定义式:C=②决定式:C=5.电功和电功率的计算【知识点的认识】1.电功的计算公式:W=qU=UIt2.电功率的计算公式:P=W3.如果是纯电阻电路,电流做的功完全用来发热,则有W=qU=UIt=I2Rt=UP=UI=I2R=U【解题思路点拨】四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“6V6W”,RB、RD的规格为“6V12W”。将该电路接在输出电压U=11V的恒压电源上,则()A、RA的功率最大,为6WB、RB的功率最小,为0.67WC、RC的功率最小,为1.33WD、RD的功率最大,为12W分析:根据P=U2R求出每个电阻值,根据欧姆定律求出电路总电流,进而求出每个并联电阻两端的电压,根据P=I2R和解答:由P=U2R知,RA=RC=U12P1=626Ω=6电阻B和C并联的电阻RBC=RBRC则电路的总电流I=UR=则并联电阻两端电压UBC=IRBC=1×2V=2V则RA的功率为PA=I2RA=12×6W=6WRB的功率为PB=URC的功率为PC=URD的功率为PD=I2RD=12×3W=3W由此可知:RA的功率最大,为6WRC的功率最小,为0.67W故A正确,BCD错误;故选:A。点评:本题考查闭合电路的欧姆定律以及电阻功率的求法。注意并联电阻的求解,以及求功率时,串联电路常用P=I2R而并联电路常用P=U【解题思路点拨】根据具体的电路,电功和电功率的计算有很多公式可选,要先具体分析电路条件,选择出合适的公式,进而计算电功或电功率。6.法拉第电磁感应定律的内容和表达式【知识点的认识】法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。(2)公式:E=nΔΦΔt【命题方向】下列几种说法中正确的是()A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B、线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C、线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D、线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大分析:本题考查法拉第电磁感应定律的内容,明确电动势与磁通量的变化快慢有关.解答:根据法拉第电磁感应定律,线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大;故选:D。点评:本题要求学生能够区分磁通量、磁通量的变化量及磁通量的变化率,能正确掌握法拉第电磁感应定律的内容.【解题方法点拨】1.对法拉第电磁感应定律的理解2.计算感应电动势的公式有两个:一个是E=n△∅△t,一个是E=Blvsinθ,计算时要能正确选用公式,一般求平均电动势选用E=n△∅△t,求瞬时电动势选用E=3.电磁感应现象中通过导体横截面的电量的计算:由q=I•△t,I=ER总,E=n△∅△t,可导出电荷量7.电磁振荡及过程分析【知识点的认识】1.振荡电流与振荡电路大小和方向都做周期性迅速变化的电流,叫作振荡电流,产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路,就是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。2.电路图如下:3.电磁振荡过程在开关掷向线圈一侧的瞬间,也就是电容器刚要放电的瞬间(图a),电路里没有电流,电容器两极板上的电荷最多。电容器开始放电后,由于线圈的自感作用,放电电流不能立刻达到最大值,而是由0逐渐增大,同时电容器极板上的电荷逐渐减少。到放电完毕时(图b),放电电流达到最大值,电容器极板上没有电荷。电容器放电完毕时,由于线圈的自感作用,电流并不会立即减小为0,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小。由于电流继续流动,电容器充电,电容器两极板带上与原来相反的电荷,并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间,电流减小为0,电容器极板上的电荷最多(图c)。此后电容器再放电(图d)、再充电(图e)。这样不断地充电和放电,电路中就出现了大小、方向都在变化的电流,即出现了振荡电流。在整个过程中,电路中的电流i电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B,都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。4.电磁振动中的能量变化从能量的观点来看,电容器刚要放电时,电容器里的电场最强,电路里的能量全部储存在电容器的电场中;电容器开始放电后,电容器里的电场逐渐减弱,线圈的磁场逐渐增强,电场能逐渐转化为磁场能;在放电完毕的瞬间,电场能全部转化为磁场能;之后,线圈的磁场逐渐减弱,电容器里的电场逐渐增强,磁场能逐渐转化为电场能;到反方向充电完毕的瞬间,磁场能全部转化为电场能。所以,在电磁振荡的过程中,电场能和磁场能会发生周期性的转化。如果没有能量损失,振荡可以永远持续下去,振荡电流的振幅保持不变。但是,任何电路都有电阻,电路中总会有一部分能量会转化为内能。另外,还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。这样,振荡电路中的能量就会逐渐减少,振荡电流的振幅也就逐渐减小,直到最后停止振荡。如果能够适时地把能量补充到振荡电路中,以补偿能量损耗,就可以得到振幅不变的等幅振荡(下图)。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。【命题方向】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分析:图为LC振荡电路,当电容器充电后与线圈相连,电容器要放电,线圈对电流有阻碍作用,使得Q渐渐减少,而B慢慢增加,所以电场能转化为磁场能。解答:A、若磁场正在减弱,由楞次定律可得线圈上端为正极,则电容器上极带正电。故A正确,但不选;B、若电容器正在放电。由安培定则可得电容器上极带负电。故B正确,但不选;C、若电容器上极板带正电,则线圈中电流应该减小,才能有如图所示的磁感线,故C错误;D、若电容器正在放电,则线圈自感作用,阻碍电流的增大,故D正确,但不选;故选:C。点评:穿过线圈磁通量变化,从中产生感应电动势,相当于电源接着电容器。振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈L及电容器C成反比。【解题思路点拨】电磁振荡过程中,电荷量q、电场强度E、电流i、磁感应强度B及能量的对应关系为过程/项目电荷量q电场强度E电势差U电场能电流i磁感应强度B磁场能0~T4减小减小减小减小增大增大增加t=T0000最大最大最大T4~T增加增大增大增加减小减小减少t=T最大最大最大最大000T2~3减少减小减小减少增大增大增加t=30000最大最大最大3T4~增加增大增大增加减小减小减少8.电磁振荡的图像问题【知识点的认识】用图像对应分析电路中的电流与电荷量的变化如下图:【命题方向】如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图象,由图可知()A、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减小C、从t2到t3电容器不断充电D、在t4时刻,电容器的电场能最小分析:电路中由L与C构成的振荡电路,在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程。q体现电场能,i体现磁场能。解答:A、在t1时刻,电路中的q最大,说明还没放电,所以电路中无电流,则磁场能最小。故A正确;B、在t1到t2时刻电路中的q不断减小,说明电容器在不断放电,由于线圈作用,电路中的电流在不断增加。故B不正确;C、在t2到t3时刻电路中的q不断增加,说明电容器在不断充电,故C正确;D、在t4时刻电路中的q等于0,说明电容器放电完毕,则电场能最小,故D正确;故选:ACD。点评:电容器具有储存电荷的作用,而线圈对电流有阻碍作用。【解题思路点拨】电磁振荡过程中,电荷量q、电场强度E、电流i、磁感应强度B及能量的对应关系为过程/项目电荷量q电场强度E电势差U电场能电流i磁感应强度B磁场能0~T4减小减小减小减小增大增大增加t=T0000最大最大最大T4~T增加增大增大增加减小减小减少t=T最大最大最大最大000T2~3减少减小减小减少增大增大增加t=30000最大最大最大3T4~增加增大增大增加减小减小减少9.麦克斯韦电磁场理论【知识点的认识】1.麦克思维电磁场理论(1)变化的磁场产生电场。(2)变化的电场产生磁场。2.电磁场变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场。3.电磁波如果在空间某区域有周期性变化的电场,就会在周围引起变化的磁场,变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播,形成了电磁波。【命题方向】下列说法正确的是()A、稳定的电场产生稳定的磁场B、均匀变化的电场产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C、变化的电场产生的磁场一定是变化的D、不均匀变化的电场周围空间产生的磁场也是不均匀变化的分析:麦克斯韦提出变化的电场会产生磁场,变化的磁场会产生电场.电磁场由近及远的扰动的传播形成电磁波.解答:A、稳定的电场不会产生磁场,故A错误;B、均匀变化的电场产生恒定的磁场,均匀变化的磁场产生恒定的电场,故B错误;C、变化的电场产生的磁场不一定是变化的,当均匀变化时,则产生恒定的。当非均匀变化时,则产生非均匀变化的。故C错误;D、变化的电场产生的磁场不一定是变化的,当均匀变化时,则产生恒定的。当非均匀变化时,则产生非均匀变化的。故D正确;故选:D。点评:变化的形式有两种:均匀变化与非均匀变化.当均匀变化时,则产生恒定.若非均匀变化,则也会产生非均匀变化.例如电磁场产生的电磁波由近向远传播.【知识点的认识】1.麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在的,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关。2.麦克斯韦电磁场理论的要点(1)恒定的磁场不会产生电场,同样,恒定的电场也不会产生磁场。(2)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场,同样,均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。(3)周期性变化的磁场在周围空间产生同周期变化的电场,同样,周期性变化的电场在周围空间产生同周期变化的磁场。10.电磁波的产生【知识点的认识】1.麦克斯韦从理论上预见,电磁波在真空中的传播速度等于光速,由此麦克斯韦语言了光是一种电磁波。2.电磁波的产生:如果在空间某区域有周期性变化的电场,就会在周围引起变化的磁场,变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播,形成了电磁波。【命题方向】关于电磁波,下列说法正确的是()A、电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B、周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C、电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D、电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失分析:电磁波在真空中的传播速度都相同。变化的电场和磁场互相激发,形成由近及远传播的电磁波。电磁波是横波,传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直。当波源的电磁振荡停止时,只是不能产生新的电磁波,但已发出的电磁波不会立即消失。解答:A、电磁波在真空中的传播速度均相同,与电磁波的频率无关,故A正确;B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,相互激发,形成电磁波,故B正确;C、电磁波是横波,每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的,且与波的传播方向垂直,故C正确;D、当电磁振荡停止了,只是不能产生新的电磁波,但已发出的电磁波不会消失,还要继续传播,故D错误。故选:ABC。点评:此题考查了电磁波的发射、传播和接收,解决本题的关键知道电磁波的特点,以及知道电磁波产生的条件。【解题思路点拨】1.变化的电场和磁场由进及远地向周围传播,形成了电磁波。2.电磁振荡产生电磁波时,即使电磁振荡停止了,已经发出的电磁波是不会消失的。会继续传播下去。11.电磁波的发射和接收【知识点的认识】电磁波的发射、传播和接收1.发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率;(2)电路必须开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间.2.调制:有调幅和调频两种方式.3.无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,激起的振荡电流最强,这就是电谐振现象.(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐.(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做检波.检波是调制的逆过程,也叫做解调.【命题方向】常考题型:下列说法中,正确的是()A.电磁波不能在真空中传播B.无线电通信是利用电磁波传输信号的C.电磁波在真空中的传播速度与频率无关D.无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处【分析】电磁波的传播不需要介质,无线电广播与无线电视传播信号的原理相似.解:A、电磁波的传播不需要介质,在真空中可以传播.故A错误.B、无线电通信是利用电磁波传输信号.故B正确.C、电磁波在真空中的传播速度相同,与频率无关.故C正确.D、无线电广播与无线电视传播信号的原理相似.故D错误.故选BC.【点评】解决本题的关键知道电磁波的特点,以及电磁波的应用.【解题思路点拨】1.需要传送的电信号必须经过调制才能向外发射,常用的调制方式有调频和调幅两种。2.电磁波的调制调制在电磁波发射技术中,使载波随各种信号面改变的技术调幅(AM)使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术调频(FM)使高频电磁波的颓率随信号的强弱而变的调制技术3.无线电波的接收方法(1)利用调谐电路产生电谐振,使接收电路的感应电流最强。(2)通过解调把接收电路中的有用信号分离出来。2.调谐和解调的区别调谐就是一个选台的过程,即选携带有用信号的高频振荡电流,在接收电路中产生最强的感应电流的过程;解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。12.电磁波的波长、频率和波速的关系【知识点的认识】电磁波(1)形成:电磁场由近及远地传播形成电磁波.(2)特点①电磁波是横波,在空间传播不需要介质.②真空中电磁波的速度为3.0×108m/s.③电磁波的传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v=λf.④不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小.【命题方向】有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是()A.频率越大,传播速度越大B.频率不同,传播速度相同C.频率越大,其波长越大D.频率不同,传播速度也不同【分析】电磁波是由于电流的迅速变化而产生的,对于不同频率的电磁波,在真空中的波速与光速相同,且在真空中最快,由公式v=λf可知,波长与频率成反比,即频率大的电磁波的波长短.解:电磁波在真空中传播速度是c=3×108m/s确定不变的,由于c=fλ,因此波长短的频率高、波长长的频率低.故选:B.【点评】本题考查了电磁波的传播及波速、波长与频率之间的关系,属于基础知识的考查,要记住电磁波的波速一定,电磁波的波长和频率互成反比例关系.【解题思路点拨】1.电磁波的波长、频率与波速之间的关系为:v=λf,2.电磁波的波长、周期与波速之间的关系为:v=λ13.电磁波谱【知识点的认识】电磁波谱1.电磁波谱:按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱.2.电磁波谱按波长由大到小的排列顺序为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.3.各种电磁波的特性:红外线热效应显著;紫外线化学、生理作用显著并能产生荧光效应;X射线穿透本领很大;γ射线穿透本领更大.【命题方向】电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是()A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线【分析】电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线.解:按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线.故选A.【点评】本题考查电磁波谱的相关知识,多背才能解决此题.【解题方法点拨】电磁波谱分析及电磁波的应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>10﹣3波动性强,易发生衍射无线电技术红外线1011~101510﹣3~1
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