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1、人教版高二物理暑假专练:电磁波一、单选题(共45分)1.预言了电磁波的存在,而且还揭示了电、磁、光现象在本质上是统一的物理学家是()A.洛伦兹B.赫兹C.法拉第D.麦克斯韦【答案】D【解析】【分析】【详解】麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,揭示了电、磁、光现象在本质上是统一的。ABC错误,D正确。故选D。2.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有关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,但不能发生反射和折射D.电磁波的传播需要介质【答案】B【解析】【分析】【详解】A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的
2、频率无关,选项A错误;B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波。选项B正确;C. 电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,也可以发生反射和折射,选项C错误;D. 电磁波可以在真空中传播,不需要介质,选项D错误。故选B。3.电磁波和机械波相比较,下列说法正确的是()A.电磁波、机械波传播均需要介质B.机械波、电磁波都会传递能量和信息C.机械波会产生折射反射,电磁波不会产生折射反射D.电磁波在任何介质中传播速度均相同,机械波波速大小决定于介质【答案】B【解析】【分析】【详解】A电磁波是电磁场在空间中的传播,传播不需要介质,机械波的传播需要介质,故A错误;B电磁波和机械波都能传递能量和信息
3、,故B正确;C机械波和电磁波都具有波的特性,都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,故C错误;D电磁波在不同的物质中传播速度不相同,机械波波速大小决定于介质,故D错误。故选B。4.在LC振荡电路中,当电容器的电荷量最大时()A.电场能正在向磁场能转化B.电场能开始向磁场能转化C.电场能向磁场能转化完毕D.磁场能正在向电场能转化【答案】B【解析】【分析】【详解】电容器上的q不断增加,说明电容器在不断充电,磁场能正在向电场能转化,当电荷量达到最大时,充电完毕,即磁场能向电场能转化完毕,也是电场能开始向磁场能转化,故ACD错误,B正确。故选B。5.在如图所示为LC振荡电路中,电容器极板上的电量随时间变化
4、规律图像,由图可知()A.t1至t2内,电容器在充电B.t2至t3内,电路中电流在变大C.t1时刻,电路中的磁场能最小D.t2时刻,电路中的电场能最大【答案】C【解析】【分析】【详解】A 在t1到t2时刻电容器极板上的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A错误;B 在t2到t3时刻电容器极板上的q不断增加,说明电容器在不断充电,电路中电流减小,故B错误;C 在t1时刻,电容器极板上的q最大,所以电路中无电流,则磁场能最小。故C正确;D t2时刻电容器极板上的q等于0,则电场能最小,故D错误。故选C。6.如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=
5、0时开关S打到b端,t=0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则( )A.LC回路的周期为0.02sB.LC回路的电流最大时电容器中电场能最大C.t=1.01s时线圈中磁场能最大D.t=1.01s时回路中电流沿顺时针方向【答案】C【解析】【分析】【详解】A以顺时针电流为正方向,LC电路中电流和电荷量变化的图像如下:t=0.02s时电容器下极板带正电荷且最大,根据图像可知周期为T=0.04s,故A错误;B根据图像可知电流最大时,电容器中电荷量为0,电场能最小为0,故B错误;CD1.01s时,经过2514T,根据图像可知此时电流最大,电流沿逆时针方向,说明电容器放电完
6、毕,电能全部转化为磁场能,此时磁场能最大,故C正确,D错误。故选C7.如图所示的LC振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,则()A.若i正在减小,线圈两端电压在增大B.若i正在增大,此时A板带正电C.若仅增大线圈的自感系数,振荡频率增大D.若仅增大电容器的电容,振荡频率增大【答案】A【解析】【分析】【详解】A若i正在减小,说明磁场能转化为电场能,则线圈两端电压在增大,故A正确;B线圈中的电流从下到上,此时电流正在增大,表明电容器正在放电,所以B板带正电,A板带负电,故B错误;CLC振荡电路的周期公式为T=2LC,若仅增大线圈的自感系数,周期增大,振荡频率减小,故C错误;DLC振荡电路的周
7、期公式为T=2LC,若仅增大电容器的电容,周期增大,振荡频率减小,故D错误。故选A。8.在LC振荡电路中,t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示,则下列说法中正确的是()A.在t1时刻电容器正在充电B.在t2时刻电容器正在充电C.在t1时刻电路中的电流处在减小状态D.在t2时刻电路中的电流处在增大状态【答案】B【解析】【分析】【详解】AC由题图t1时刻电感线圈中的磁感线方向,根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针,故此时电容器正在放电,电流处于增大状态,选项AC错误;BD而由t2时刻电感线圈中的磁感线方向,根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针,故此时
8、电容器正在充电,电流处于减小状态,选项B正确,D错误。故选B。9.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.电容器正在充电B.两平行板间的电场强度E在减小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
9、达到最大值【答案】A【解析】【分析】【详解】A电容器内电场强方向向上,下极板带正电,根据电流的方向,正电荷正在流向下极板,因此电容器处于充电过程,A正确;B电容器的带电量越来越多,内部电场强度越来越大,B错误;C该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向,根据右手螺旋定则可知,电场产生的磁场逆时针方向(俯视),C错误;D当两极板间电场最强时,电容器充电完毕,回路的电流最小,因此产生的磁场最小,D错误。故选A。二、多选题(共30分)10.关于电磁波谱,下列说法正确的是 ()A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体
10、健康C.X射线和射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线【答案】AC【解析】【分析】【详解】A无线电波的波长长,易发生干涉、衍射现象,选项A正确。B紫外线的频率比可见光高,选项B错误。CX射线和射线的波长比较短,穿透力比较强,选项C正确;任何物体都能辐射红外线,选项D错误。故选AC。11.关于电磁波,下列说法正确的是( )A.电磁波在真空和介质中的传播速度相同B.周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波C.电磁波谱中的无线电波与可见光相比,更容易产生显著的衍射现象D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波随即消失E.载有信号的电磁波可以在真空中传
11、输也可以通过光缆传输【答案】BCE【解析】【分析】【详解】A电磁波在介质中的传播速度小于真空中的速度,选项A错误;B周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波,选项B正确;C电磁波谱中的无线电波与可见光相比波长更长,更容易产生显著的衍射现象,选项C正确;D电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波仍然会传播,选项D错误;E载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输,选项E正确。故选BCE。12.关于电磁波谱,下列说法中正确的是_。A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁
12、波谱中,最容易发生衍射现象的是射线E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信【答案】ABE【解析】【分析】【详解】AX射线的频率比较大,对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变,选项A正确;B根据电磁波谱的排列顺序可知:射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,选项B正确;CD在电磁波谱中从无线电波到射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,而波长越长,越容易发生衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生衍射,无线电波最容易发生衍射现象,选项CD错误;E无线电波广泛应用于通信、广播、和天体研究中,选项E正确。故选ABE13.在LC振荡电路中,某时刻电路中的电流方向如图所示,且电流正在增
13、大,则该时刻()A.电容器下极板带正电,上极板带负电B.电容器上极板带正电,下极板带负电C.电场能正在向磁场能转化D.电容器正在充电【答案】BC【解析】【分析】【详解】ABD由于电流正在增大,说明是放电过程,放电过程电容器上极板带正电,下极板带负电,故AD错误,B正确;C由于是放电过程,因此电容器是由电场向磁场转化,故C正确。故选BC。14.如图甲所示的LC振荡电路中,把通过P点向右的电流方向规定为电流的正方向,通过P点的电流变化规律如图乙所示,则()A.0.5s至1.0s时间内,电容器在充电B.0.5s至1.0s时间内,电容器的上极板带正电C.1.0s至1.5s时间内,Q点比P点电势高D.1
14、.0s至1.5s时间内,磁场能正在转变成电场能【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.由图乙可知,在0.5s至1s内, 电路电流在减小,电容器C正在充电,故A正确;B.由图乙可知,在0.5s至1s内,电流是正的,即经过P点的电流向右,由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子,因此在该时间段内,电子经过P点向左移动,因此电容器上极板带负电,故B错误;C.由图乙可知,在1s至1.5s内,通过电感线圈的电流向上,且增大,电感线圈产生自感电动势,由楞次定律可知,电感线圈下端电势高,上端电势低,即Q点比P点电势高,故C正确;D.由图乙可知,在1s至1.5s内, 电路电流增大,磁场增大,磁感应强度变大,电路处于放电过程,电场能转化为磁场能,故D错误。故选AC。三、解答题(共25分)15.LC振荡电路电容器的电容为3105F,线圈的自感系数为3 mH,它与开放电路耦合后,求:发射出去的电磁波的频率是多大?发射出去的电磁波的波长是多大?【答案】 530 kHz 566 m【解析】【分析】【详解】根据T2LC得f12LC代入数值得,f530 kHz.根据c/f得566 m.16.如图所示,一LC回路的电感L=0.25H,电容C=4F,在电容开始放电时设为零时刻,上极板带正电,下极板带负电,求:(1)此LC振荡电路的周期为多少? (2)当t