4.1电磁振荡 学科素养提升练(解析版)
一、选择题
1.如图所示为一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( )
A.t1时刻电感线圈两端的电压最大
B.t2时刻电容器两极板间电压为零
C.在t2~t3时间内,电路中的电场能不断增大
D.在t3~t4时间内,电容器所带电荷量不断增大
2.下列说法正确的是( )
A.赫兹通过实验捕捉到了电磁波
B.变化的电场产生变化的磁场
C.爱因斯坦提出能量子假说
D.黑体既不反射电磁波,也不向外辐射电磁波
3.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率.在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处.某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是( )
A.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
4.物理学中最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家( )
A.法拉第、安培和麦克斯韦 B.奥斯特、安培和麦克斯韦
C.法拉第、奥斯特和赫兹 D.安培、奥斯特和赫兹
5.如图所示是我国口径球面射电望远镜(FAST),它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.赫兹预言了电磁波的存在
B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C.频率越高的电磁波,波长越长
D.电磁波可以传递信息和能量
6.电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示,某时刻电路中正形成图示方向的电流,此时电容器的下极板带正电,上极板带负电,下列说法错误的是( )
A.线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B.电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
C.若在线圈中插入铁芯,则发射的电磁波频率变小
D.若减少电容器极板间的正对面积,则发射的电磁波波长变短
7.下列关于电磁波的说法,正确的是( )
A.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
B.电场随时间变化时一定产生电磁波
C.电磁波只能在真空中传播
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
8.关于电磁场和电磁波,下列叙述正确的是( )
A.客户通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过调谐后,把信号发送到基站中转
B.如果空间某区域有振荡的电场或振荡的磁场,就能产生电磁波
C.电磁波是纵波,不能产生偏振现象
D.电磁波和机械波都不能在真空中传播
9.在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是
A.奥斯特发现了电流的磁效应
B.麦克斯韦建立了完整的电磁场理论并首先验证了电磁波存在
C.赫兹发现了在磁场中产生电流的条件和规律
D.牛顿发现了电流在磁场中受到磁场力的作用规律
10.如图所示为振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线,则下列判断中错误的是( )
A.在b和d时刻,电路中电流最大
B.在时间内,电场能转变为磁场能
C.a和c时刻,磁场能为零
D.在和时间内,电容器被充电
11.关于物理学家及其成就下列说法中正确的是( )
A.楞次发现了电磁感应定律 B.麦克斯韦建立了电磁场理论
C.安培发现了电流的磁效应 D.奥斯特发现了电磁感应现象
12.关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A.在真空中,频率越高的电磁波传播速度越大
B.在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大
C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花,是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势
D.只要赫兹实验中的电火花一停止,产生的电磁波立即消失
13.下列说法正确的是( )
A.露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的
B.光波从空气进入水中后,更容易发生衍射
C.电磁波具有偏振现象
D.根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短
E.物体做受迫振动时,其频率和振幅与自身的固有频率均无关
14.下列说法正确的是( )
A.两列波相叠加产生干涉现象,在干涉图样中,振动加强的点,位移始终最大
B.红外线的波长比可见光的短,所有物体都发射红外线
C.根据麦克斯韦的电磁场理论,均匀变化的磁场周围会产生稳定的电场
D.光的偏振现象证明光是横波
15.电路中产生的电流如图所示,则( )
A.时刻电容器极板上带电荷量最多
B.时刻电路中磁场能为零
C.时刻磁场能将开始向电场能转化
D.过程中电容器不断充电
二、解答题
16.如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2,
(1)电容器通过线圈放电过程中,线圈中的电流怎样变化?电容器的电场能转化为什么形式的能?
(2)在电容器反向充电过程中,线圈中电流如何变化?电容器和线圈中的能量是如何转化的?
(3)线圈中自感电动势的作用是什么?
17.如图所示的实验装置,当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时,导线环上两小球间也会产生电火花,这是为什么?这个实验证实了什么问题?
参考答案
1.D
【详解】
A.t1时刻电流最大,电流的变化率是零,自感电动势为零,线圈两端电压最小,A错误;
B.t2时刻电流最小,电场能最大,电容器两极板间的电压最大,B错误;
C.在t2~t3时间内,电容器处于放电过程,电场能减小,磁场能增大,C错误;
D.在t3~t4时间内,电容器处于充电过程,两极板带电荷量不断增大,D正确。
故选D。
2.A
【详解】
A.赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波,故A正确;
B.非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场,而均匀变化的电场产生稳定的磁场,故B错误;
C.普朗克提出能量子假说,故C错误;
D.黑体吸收电磁辐射,不反射电磁辐射,但是会把电磁辐射转化为热辐射然后放出热辐射,故D错误。
故选A。
3.A
【详解】
机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有横波.故A错误.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象.故B正确.机械波的传播依赖于介质,电磁波的传播不依赖于介质,因为电磁波传播的电磁场本身就是物质,不需要借助于其他物质作为媒介来传播,真空中电磁波也能传播.故C正确.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系是v=λf,对电磁波两样适用,故D正确.此题选择不正确的选项,故选A.
点睛:本题考查对机械波和电磁波共同点与不同点的掌握情况.在采用类比方法的过程中,既要找出共同之处,更要抓住不同之处,才能进行鉴别.
4.C
【详解】
物理学中最早提出利用电场线描述电场的是法拉第;发现电流的磁效应的是奥斯特;用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。
故选C。
5.D
【详解】
A.赫兹证明了电磁波的存在,A错误;
B.赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家,B错误;
C.频率越高的电磁波,波长越短,C错误;
D.电磁波可以传递信息和能量,D正确;
故选D。
6.B
【详解】
A.由图可知电容器正在放电,电流变大,线圈中的磁场方向向上且电流正在变大,A正确;
B.电容器中的电场方向向上,由于电容器正在放电,则电荷量减小,即板间电势差正在减小,B错误;
C.若在电场中插入铁芯,则L变大,根据
则发射的电磁波频率变小,C正确;
D.若减小板间的正对面积,则电容器的C减小,根据
则发射的电磁波波长变短,D正确。
故选B。
7.A
【详解】
A.做变速运动的电荷会产生变化的电场,激发磁场,变化的磁场,产生电磁波,故A正确;
B.只有不均匀变化的电场或不均匀变化的磁场才能产生电磁波,故B错误;
C.电磁波既可以在真空中传播,也可以在其它介质中传播,故C错误;
D.电磁波的存在首先由赫兹实验证实,故D错误。
故选A。
8.B
【详解】
A.客户通话时,手机将声音信号转变成电信号,经过调制后,把信号发送到基站,A错误;
B.振荡的电场或振荡的磁场会在周围空间产生振荡的电磁场,就能产生电磁波,B正确;
C.电磁波是横波,C错误;
D.电磁波可以在真空中传播,D错误。
故选B。
9.A
【详解】
A、奥斯特发现了电流的磁效应,所以A选项是正确的
B、麦克斯韦建立了完整的电磁场理论,赫兹首先验证了电磁波存在,故B错误
C、法拉第经过数年的研究,发现了磁场产生电流的条件和规律,故C错误
D、安培发现了电流在磁场中受到磁场力的作用规律,故D错误
故选A
点睛:本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况,在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献,大家熟悉的奥斯特、法拉第、麦克斯韦等,在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献,是解答类似问题的关键.
10.D
【详解】
A.在b、d两时刻,电量为零,故电场能为零,故电流最大,A正确;
B.在a→b时间内,电荷量减小,电场能转变为磁场能,B正确;
C.a、c时刻,电荷量最大,此时电场能最大,磁场能为零,C正确;
D.在O→a时间内,电荷量在增加,故电容器被充电;而c→d时刻,电荷量在减小,电容器在放电,D错误。
故选D。
11.B
【详解】
A.纽曼和韦伯发现了电磁感应定律,故A错误;
B.麦克斯韦建立了电磁场理论,故B正确;
C.奥斯特发现了电流的磁效应,故C错误;
D.法拉第发现了电磁感应现象,故D错误。
故选B。
12.C
【详解】
AB.在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速,与电磁波的频率、能量大小无关,故A、B错误;
C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花,是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势,故C正确;
D.当赫兹实验中的电火花停止即发射电路的电磁振荡停止,只是不再产生新的电磁波,但已产生的电磁波不会立即消失,还会继续传播,故D错误。
故选C。
13.ACD
【详解】
露珠的晶莹透亮现象,是由于光的全反射形成的.故A正确;光波从空气进入水中后,因折射率变大,则波速变小,根据,可知,波长变小,因此不容易发生明显衍射,故B不正确;电磁波是横波,则能发生偏振现象;根据相对论的两个基本假设可知,地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短.故D正确;物体做受迫振动的频率等于驱动力频率,与其固有频率无关;但当驱动力的频率等于其固有频率时,振幅最大.故E错误;故选ACD.
14.CD
【详解】
A.振动加强点,振幅最大,但是也在振动,所以位移一直在变,并非始终最大,故A错误;
B.红外线的波长比可见光的波长长,故B错误;
C.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,均匀变化的磁场周围会产生稳定的电场,故C正确;
D.偏振现象是横波特有的,光的偏振现象说明光是横波,故D正确。
故选CD。
15.BCD
【详解】
A.由图像可知,时刻,最大,故应为零,故A错误;
B.时刻,为零,与其对应的磁场能为零,所以B正确;
C.时刻,最大,为零,电容器刚放电完毕,将开始充电,即磁场能将向电场能转化,故C正确;
D.过程中电流减小,故增大,所以为充电过程,故D正确。
故选BCD。
16.见解析
【详解】
(1)电容器放电过程中,线圈中的电流逐渐增大,电容器的电场能转化为磁场能.
(2)在电容器反向充电过程中,线圈中电流逐渐减小,线圈中的磁场能转化为电容器的电场能.
(3)线圈中电流变化时,产生的自感电动势阻碍电流的变化.
17.当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在
【详解】
当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在。