專題09電磁振蕩與電磁波【八大題型】

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一.電磁振蕩及過程分析（共5小題）

二.電磁振蕩的周期和頻率的計算（共3小題）

三.麥克斯韋電磁場理論（共3小題）

四.電磁波的產生（共6小題）

五.電磁波的發射和接收（共6小題）

六.電磁波的波長、頻率和波速的關系（共4小題）

七.電磁波譜（共3小題）

八.電磁波與信息化社會（共4小題）

密樸題型制誄

一.電磁振蕩及過程分析（共5小題）

1.圖示的LC振蕩電路，其振蕩頻率為200kHz.已知在t=0時刻，電容器C的a極板帶

正電，且電荷量最大，則（）

^_j|

A.在t=1.25ps時刻，電磁能的一半儲存在電容器C中，一半儲存在電感L中

B.在t=1.25ps時刻，振蕩電路中的電流最大

C.在t=2.5ps時刻，電磁能全部儲存在電感L中

D.在t=5.0|is時刻，電容器C的b極板帶正電，且電荷量最大

2.LC振蕩電路中，平行板電容器兩極板間電場強度隨時間變化關系如圖4所示，則與該圖

中A點相對應的是（）

AE

A.電路中的振蕩電流最大B.電路中的磁場能最大

C.電路中的振蕩電流為零D.電容器兩極板所帶電荷量最少

3.（多選）下列說法正確的是（）

A.在LC振蕩電路中，當電流在增大時，電容器總是處于放電狀態

B.讓光子一個一個通過某一單縫，當光子個數較少時，在光屏上分布雜亂無章，當光子

個數達到一定數目時，光屏上出現衍射條紋，說明光的波動性是光子間相互作用的結果

C.電子束穿過鋁箔后發生衍射現象，該實驗現象說明實物粒子也具有波動性

h

D.已知頻率為v、波長為人的光子的能量為E=hv,動量為p=7,式中h為普朗克常

量，則光速c、能量E、動量p之間滿足E=pc

4.在力學、電學、熱學等領域中，管道問題是經常遇到的。

（1）（簡答）選擇性必修1的習題中我們分析過水流切割問題。密度為p、速度為v的

水流垂直射在石材上且不反彈。請從動量定理的角度，推導石材表面受到的壓強p=pv2。

（2）（計算）粗細不計、長度L=3.0m的光滑管道AB固定在傾角6=30°的斜面上，

且A、B兩點等高，兩側平行的直段AC和BD長度均為l=0.50m,彎段CED是一個半

圓。質量m=2.0kg的物體（可視為質點）從管道A端靜止釋放后在管內運動。取8=

10m/s2o求：

①物體的最大速率Vm；（答案均保留2位有效數字）

②物體在最低點時受到管道的作用力大小F；

③管道中物體的動能和勢能相互轉化，正如電磁振蕩中不同形式的能量相互轉化，請按

第一行的類比方式完成表格。

物體的速度大小，可類比為電磁振蕩回路中的電流大小

物體相對于最低點的重力勢能，①可類比為電磁振蕩中（物理量）

②物體（運動過程），可類比為電磁振蕩中電容器的放電過程

5.簡諧振動是物理學中很重要的一種運動形式，不同的簡諧振動現象各異，但卻遵循著相

似的規律。例如，一個質量為m,勁度系數為k的彈簧振子，其位移x隨時間t按正余

弦規律做周期性變化，周期公式是：T=2n咨，同時在振子周期性運動的過程中其動能

11

和能相互轉化，但總能量保持不變，即：pnv2+-fcx2=E,其中E為系統的總能量，v=

Ax

了為振子位移為X時的瞬時速度。

結合簡諧振動的上述知識，通過類比的方法分析下面幾個問題。

（1）如圖1所示，在LC振蕩電路中，電容器極板上的帶電量q與電路中的電流i=相

隨時間t都是按正余弦規律做周期性變化的。同時線圈儲存的磁場能和電容器儲存的電

場能相互轉化，但總能量E保持不變，即：-Li2+--^7=E?其中L為線圈的自感系數,

C為電容器的電容。類比彈簧振子中的各物理量，電容器極板上的帶電量q相當于彈簧

振子中的哪個物理量？并類比簡諧振動公式寫出LC振蕩的周期公式；

（2）如圖2所示，擺長為L,小球質量為m的單擺，當最大偏角較小時，擺動過程中其

擺角隨時間也是按正余弦規律變化的。寫出單擺擺角為0、小球角速度為3時系統總能

1

量的表達式，并類比彈簧振子的規律求出單擺擺動的周期；（已知。很小時，cose^i-萬

e2）

（3）如圖3所示，長為L的輕桿（質量不計），一端可繞固定在O點的光滑軸承在豎直

L

平面內轉動，在距點為萬和L處分別固定一個質量為m、可看作質點的小球。類比彈簧振

子的規律求出系統在豎直平面內做小角度擺動時的周期。

二.電磁振蕩的周期和頻率的計算（共3小題）

6.LC振蕩電路如圖所示，某時刻，線圈中的磁場方向向下，且正在增強。P、Q為電容器

1

的上、下極板，a、b為回路中的兩點。已知LC振蕩電路的頻率f五，L為電感,

C為電容，對該時刻分析，下列說法正確的是（）

A.回路中電流的流向為b到a

B.該時刻電流正在變大

C.P板帶負電，Q板帶正電

D.若在電容器中插入電介質板，則激發產生的電磁波波長將變小

7.類比是解決問題的一種有效方法。機械振動（圖1）和電磁振蕩（圖2）屬于不同的物理

現象，表面上似乎互不關聯，但機械振動的x-t圖像和電磁振蕩的q-t圖像，形式上都

是余弦函數；進一步研究發現，它們的運動學方程小"工2+依=0和端2+￡=0具

AtAt°

有相似的形式。數學形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本質上存在著某些共

同的規律，下列說法正確的是（）

;，，，，，，，，，，，，，，，，，，＞，，，,

圖1圖2

A.已知質量m是物體機械運動慣性大小的量度，通過類比可知電容C是電磁“慣性”

大小的量度

B.已知LC電路的周期為2兀而，通過類比可知彈簧振子的周期為2小航

11

C.已知彈簧振子的彈性勢能為5日2,通過類比可知LC電路中電場能為5cq2

11

D,已知彈簧振子的動能為那通過類比可知LC電路中磁場能為萬〃2

8.如圖所示，一LC回路的電感L=0.25H,電容C=4pF,在電容開始放電時設為零時刻,

上極板帶正電，下極板帶負電，求：

（1）此LC振蕩電路的周期為多少？

（2）當t=2.0X103s時，電容器上板帶何種電荷？電流方向如何？

（3）如電容器兩板電壓最大為10V,則在前J內的平均電流為多大？

三.麥克斯韋電磁場理論（共3小題）

9.現代科學研究中常用到高速電子，電子感應加速器就是利用感應電場使電子加速的設備,

它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室。電

磁鐵線圈通有如圖所示方向的電流，電子在真空室中做加速圓周運動。下列說法正確的

電子軌道

A.電子加速時受到的向心力大小可能不變

B.電磁鐵線圈通過的電流一定增大

C.從上向下看，電子做順時針方向的圓周運動

D.電子軌道所在平面磁場的磁感應強度不變

10.（多選）下列說法正確的是（）

A.已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，就可知振子在任意時刻運動速度的方向

B.我們在地球上接收到來自遙遠星球的光波的波長變長，可以判斷該星球正在離我們遠

去

C.一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的頻率一定不變且波長變短

D.只有波長比障礙物的尺寸小或相差不多的時候才會發生衍射現象

E.變化的電場可以產生磁場，變化的磁場可以產生電場

11.在無限長直通電導線周圍，距直導線為r處的磁感應強度為B=J（在SI制中k=2X

V

10-7T.m/A）。某地地磁場的水平分量BX=3X10-5T,地面上放置一個可沿水平方向自由

轉動的小磁針，在小磁針的正上方5cm處有一根沿南北方向的極長的直導線，當導線通

以恒定電流后，小磁針的N極指向北偏西53°而靜止，則直導線中的電流方向

為,（選填“由南向北”或“由北向南”），導線中的電流強度為

Ao

四.電磁波的產生（共6小題）

12.（多選）關于電磁波，下列說法正確的是（）

A.電磁波在真空和介質中的傳播速度相同

B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發，形成電磁波

C.電磁波譜中的無線電波與可見光相比，更容易產生顯著的衍射現象

D.電磁振蕩可以產生電磁波，若波源的電磁振蕩停止，其發射到空間的電磁波隨即消失

E.反射電磁波是為了用它傳遞某種信號，載有信號的電磁波可以在真空中傳播也可以通

過光纜傳輸

13.（多選）關于機械波和電磁波的下列說法正確的是（）

A.兩列頻率相同的機械波相遇時，介質中振動加強的質點在某時刻的位移可能為零

B.聲音從聲源發出，在空氣中傳播的過程中，振幅和波長都在不斷的減小

C.機械波的周期取決于振源的周期，在數值上可能與介質中質點的自由振動周期相等

D.X射線是由原子的內層電子受到激發后產生的，而丫射線是原子核受激后產生的

E.根據麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場一定可以產生電磁波

14.（多選）下列說法正確的是（）

A.一長度為1m的米尺，沿長度方向以0.9c（c為光在真空中的速度）運動，則地面上

觀察者測得其長度為1.01m

B.在雙縫實驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差d=0.6Hm.若用頻率為6=5.0X1014

Hz單色光垂直照射雙縫，則P點出現條紋明條紋

C.電磁波中的電場和磁場都在隨時間做簡諧振運動

D.水面下2m深處的魚正在觀察水面正上方離水面1.5m處的小鳥，魚看到小鳥離它的

距離為3.33m（水的折射率約為1.33）

15.學了“電磁波”和“聲波”這兩部分內容后，小華列出了如下的知識歸納表，其中

和（填表中序號）的說法是錯誤的。

波的種類電磁波聲波

傳播速度①真空中所有電磁波的傳播速度都是②聲波在固體、液體、氣體中的傳

3X108mzs播速度相同

傳播介質③電磁波的傳播一定要有介質④聲波傳播一定要有介質

應用事例⑤電視機遙控器利用紅外線進行遙控⑥超聲波可用于清清物品

16.如圖所示，LC回路的電容器的兩極板水平放置，開關S斷開時，兩極板內的液滴恰好

靜止。已知C=4RF,L=0.1mH.現將S閉合，經過2n義10-$,液滴加速度多大？方向

如何？（電容器極板間距足夠大，g取lOm/s?）

17.麥克斯韋電磁場理論的兩個基本論點是：變化的磁場可以產生電場；變化的電場可以產

生_________O從而預言了空間可能存在電磁波。電磁波按照波長由長到短排列依次是:

無線電波、紅外線、、紫外線、X射線和Y射線。已知電磁波在空氣中的傳

播速度近似等于3.0X108m/s,南通人民廣播電臺的“經濟、生活”節目的頻率是1.03義

108HZ,該電磁波在空氣中的波長為m.（結果保留2位有效數字）

五.電磁波的發射和接收（共6小題）

18.一臺無線電接收機，當接收頻率為535kHz的信號時，調諧回路里電容器的電容是

360pF,如果調諧回路里的電感線圈保持不變，要接收頻率為1605kHz的信號時，調諧回

路里電容器的電容應改變為（）

A.40pFB.120pFC.1080pFD.3240pF

19.在無線電波廣播的接收中，調諧和檢波是兩個必須經歷的過程，下列關于接收過程的順

序，正確的是（）

A.調諧-*高頻放大-*檢波-*音頻放大

B.檢波高頻放大一調諧f音頻放大

C.調諧一音頻放大一檢波一高頻放大

D.檢波-*音頻放大--調諧一高頻放大

20.（多選）下列說法中，正確的是（）

A.電磁波不能在真空中傳播

B.無線電通信是利用電磁波傳輸信號的

C.電磁波在真空中的傳播速度與光速相同

D.無線電廣播與無線電視傳播信號的原理毫無相似之處

21.可見光也是一種電磁波，某種可見光的波長為0.6X10-6m,則可由公式

（填寫字母表達式）算出它的頻率是Hz.

22.蕪湖大約在北緯30°附近，如果你用衛星電話通過同步衛星轉發的無線電信號與同在

蕪湖的朋友通話，則在你講完話后，最短要等多少時間才能聽到對方的回話？設同步衛

星和蕪湖在同一經線所決定的平面內.己知地球半徑為R,地球自轉周期為T,在蕪湖

一中一幢高h的樓頂上，以水平初速度vo平拋一物體，落地時速度方向與水平成。角,

電信號的傳播速度為C（用以上量表示要等待的時間）.

23.2003年10月16日我國成功發射了“神舟五號”載人飛船，這標志著我國的航天航空

事業居于世界前列.

（1）如圖是A“神舟五號”的火箭發射場，B為山區，C為城市，發射場正在進行發射，

若該火箭起飛時質量為2.02X105kg,起飛推力2.75X106N,火箭發射塔高100m,則該

火箭起飛的加速度大小為，在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣

阻力和火箭質量的變化，火箭起飛后經s飛離發射塔.

（2）為了轉播發射實況，我國科技工作者在發射場建立了發射臺用于發射廣播與電視信

號.已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m,而傳輸電視信號所用的電磁波波長

為0.556m,為了不讓山區擋住信號的傳播，使城市居民能聽到和收看實況，必須通過在

山頂的轉發站來轉發（填無線電廣播信號或電視信號），這是因

為.

24.（多選）下列說法中正確的是（）

A.麥克斯韋提出電磁場理論并預言電磁波存在，后來由他又用實驗證實電磁波的存在

B.簡諧機械波在給定的介質中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越大

C.某同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，開始計時時，秒表提前按下，他測

得的g值偏小

D.在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變寬

E.光導纖維絲內芯材料的折射率比外套材料的折射率大

25.（多選）下列說法中，正確的是（）

A.臺灣高雄2月6日凌晨發生6.7級地震，地震波是機械波，既有橫波又有縱波

B.橫波在傳播過程中，波峰上的質點運動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期

C.變化的電場一定產生變化的磁場；變化的磁場一定產生變化的電場

D.愛因斯坦認為引力波是一種跟電磁波一樣的波動

E.可見光只是電磁波中的一小部分，可見光的頻率低于X射線的頻率

26.電磁波譜包含無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線（X射線）、丫射線等頻

率由低到高，波長由長到短的范圍廣闊的電磁波.電磁波在生產、生活中有著廣泛的應

用.

（1）一無線電波的波長為600m,它的傳播速度為3X108^5,求該無線電波的頻率；

（2）請你舉出兩個應用電磁波的實例.

27.某收音機接收電磁波的波長范圍在577m和1871n之間，該收音機LC回路的可變電容

器的動片全部旋出時，回路總電容為39四，求：

（1）該收音機接收到的電磁波的頻率范圍；

（2）該收音機LC回路的可變電容器的動片完全旋入時，回路總電容多大？

七.電磁波譜（共3小題）

28.（多選）下列說法正確的是（）

A.電磁波傳播不需要依賴介質

B.丫射線比倫琴射線頻率更高，穿透能力更強

C.紅外線的顯著作用是化學作用

D.狹義相對論基本假設的是在不同的慣性系中時間間隔具有相對性

E.把一個靜止質量為m（）的粒子，加速到0.6c（c為真空中的光速），需做的功為0.25m（）c2

29.（多選）關于電磁波譜，下列說法正確的是（）

A.無線電波被廣泛用于通訊

B.紫外線可用于殺菌消毒

C.驗鈔機利用了紅外線的熒光作用

D.骨折到醫院拍X光片是利用了X射線穿透性

30.（1）太陽輻射中含有可見光、紅外線、紫外線，同時還有X射線、丫射線、無線電

波.太陽輻射的能量主要集中在可見光、紅外線和紫外線三個區域內.在這三個區域內

的電磁波按照頻率由高到低的順序排列應為、可見光和.

（2）有一種生命探測儀可以探測生命的存在.我國四川汶川特大地震發生后，為了盡快

營救廢墟中的傷員，救援人員就廣泛應用了這種儀器，該儀器主要是接收人體發出電磁

波中的（選填“可見光”、“紅外線”或“紫外線”）.

（3）下面是關于電磁波的描述，你認為正確的在橫線上畫“J”，錯誤的在橫線上畫

“X

A.微波爐是利用電磁波加熱食物的

B.電磁波是縱波

C.手機是利用電磁波傳遞信息的.

八.電磁波與信息化社會（共4小題）

31.以下說法中正確的是（）

A.一切物體都在進行著熱輻射B.只有高溫物體才進行熱輻射

C.嚴冬季節里物體不發生熱輻射D.以上說法都有可能

32.（多選）2015年7月15日21時，“2015中國?黑河大黑河島國際經貿洽談會焰火晚會”

在黑龍江畔拉開了帷幕.整場焰火晚會共分為“禮花繽紛、增進友誼”“魅力黑河、發展

黑河”“合作雙贏、再創輝煌”三個焰章，焰火燃放時的精彩瞬間如圖所示.下列關于光

的認識，說法正確的是（）

A.焰火中各種五顏六色的光中紅光比綠光的衍射效果好

B.利用相機拍下這些壯觀景象時，涂有增透膜的照相機鏡頭看上去呈淡紫色，說明增透

膜增強了對淡紫色光的透射

C.通過電視觀看焰火晚會時，所用電視機遙控器是利用紅外線脈沖信號進行遙控的

D.焰火晚會舞臺上所用的激光是一種相干光

E