4.1电磁波的产生 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 4.1电磁波的产生 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 855.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-03 03:37:51 | ||
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文档简介
鲁科版 （2019）选择性必修第二册 4.1 电磁波的产生
一、单选题
1．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．电磁波是纵波
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
2．下列说法不正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．中国科学家赵忠贤研制的钇-钡-铜-氧系材料，超导转变温度提高到了
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在
D．库仑研究了电荷间的相互作用，并测出了元电荷的数值
3．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（ ）
A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D．电磁波是纵波
4．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．只有随时间均匀变化的磁场才能产生的电场
D．电磁波和机械波一样能在各种环境下传播
5．关于电磁场，下列说法不正确的是（ ）
A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场
B．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
C．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场
D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
6．下列说法正确的是：（ ）
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，但变化的电场不能产生磁场
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在
C．爱因斯坦首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的
D．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
7．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是（ ）
A．各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波
B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率
C．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高
8．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（ ）
A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正在增强 D．磁场能正在向电场能转化
9．下列说法正确的是（ ）
A．狭义相对论效应指出质量变大、长度变长、时间变长
B．赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在
C．没有三角插座时，可将三角插头的一脚折弯后，插入两孔插座中使用
D．法拉第发现了电流的周围存在磁场
10．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
11．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近的受电线圈（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈（副线圈）中产生的感应电动势情况，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈（副线圈）中的感应电动势恒定不变
B．受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化
C．受电线圈（副线圈）中的感应电动势大小不变、极性不断变化
D．受电线圈（副线圈）中的感应电动势极性不变、大小不断变化
12．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时，下列判断正确的是（ ）
A．电容器中的电场能最大
B．线圈中的磁场能最大
C．电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D．电流沿逆时针方向，电容器正在放电
13．下列有关叙述正确的是（ ）
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变快
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
14．如图所示，某振荡电路此时电容器上极板带正电荷，接下来极短时间内（ ）
A．振荡电流增大
B．电路中的一部分能量会以电磁波的形式辐射出去
C．线圈内磁通量变化率减少
D．电场能向磁场能转化
15．人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（ ）
A．小球在塑料管中做匀变速直线运动
B．在的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的
C．在时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零
D．在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能
二、填空题
16．（1）振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流；
（2）振荡电路：能产生______的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
17．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或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期的振荡电流．当罐中的液面上升时电容器的电容________．LC回路的振荡频率________．
18．（1）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( )
（2）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( )
（3）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( )
（4）能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( )
（5）光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。( )
（6）热辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关。( )
19．（1）麦克斯韦提出的电磁波理论认为______（选填“变化”或“不变化”）的磁场能产生电场．现代通信离不开电磁波，在真空中频率越小的电磁波，它的波长______（选填“越长”或“越短”）
（2）电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量______（选填“相等”或“不相等”）．保持电热丝两端的电压不变，增大电热丝的电阻，电热丝消耗的电功率将______（选填“增大”或“减小”）．
三、解答题
20．简述变化的磁场是如何产生涡旋电场和变化的电场产生涡旋磁场。_______
21．电感线圈中的电流在时间内的变化为1A，线圈产生的感应电动势为6mV，求由该线圈和电容为14400pF的电容器组成的振荡电路所辐射的电磁波波长是多大？
22．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
23．如图所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动．若C=0.4 μF，L=1 mH，求：
(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？
(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？
24．如图所示，线圈的自感系数0.1H，电容器的电容40，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻，请画出电感线圈中电流I随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波是横波，所以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，所以B错误；
C．频率越高的电磁波，波长越短，所以C错误；
D．电磁波可以传递信息和能量，所以D正确；
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系，选项A正确；
B．中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜 -氧系材料上把临界超导温度提高到90K，选项B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项C正确；
D．最早测定元电荷电量的科学家是密立根，选项D错误。
本题选不正确的，故选D。
3．B
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；
B．电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合可知，波长将变短，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．电磁波是横波，即电磁振动方向与波速垂直，可以在真空中传播，故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场；只要磁场变化，就会在周围空间激发电场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故A、C错误；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B正确；
D．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，机械波不能在真空中传播，D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
A．电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合，故A错误；
BC．变化的电场和变化的磁场交替产生形成不可分割的统一体，称为电磁场，电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场，故BC正确；
D．由电磁理论可知，振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场，振荡的磁场在其周围空间产生同频率的振荡电场，因此电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的，故D正确；
本题选择错误选项；故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，变化的电场也能产生磁场，A错误；
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，B正确；
C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
A．根据振荡频率知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易辐射电磁波，故A错误。
BC．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率。故B正确，C错误。
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，振荡频率不变，故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
由题图中磁场的方向可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
A．狭义相对论效应指出质量变大、长度变短、时间变长，所以A错误；
B．赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在，所以B正确；
C．大功率或带有金属外壳的用电器，使用两孔插座，没有接地功能，用电器外壳带电，会危及人身安全，所以C错误；
D．奥斯特发现了电流的周围存在磁场，所以D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
BD．由螺线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；
AC．根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，即受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
AB．LC回路中，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，线圈及导线电阻均不计，先闭合开关S，稳定后，线圈两端没有电压，电容器不带电，线圈具有磁场能，在t=0时刻，关闭开关S，线圈产生自感电动势，对电容器充电，使右极板带正电，后开始放电，再充电，当t1=0.03s时，电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是，则有=0.03s，可得T=0.04s，此时再经，电容器又放电，完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时，对电容器第7次充电，使电容器右极板带正电，且电荷量最大，由LC振荡回路的充放电规律可知，电容器带电荷量最大时，电容器中的电场能最大，线圈中的磁场能最小， A正确，B错误；
CD．在3T～3T+时，电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电，使电容器右极板带正电，在t2=0.13s时刻，充电完毕，且电荷量最大，CD错误。
故选A。
13．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的，所以A错误；
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变慢，所以B错误；
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关，所以C正确；
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应原理，所以D错误；
故选C。
14．C
【解析】
【详解】
ACD．由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，线圈内磁通量变化率减少，AD错误C正确；
B．振荡电路中，电场能和磁场能之间主要在不同元件之间的相互转化，辐射出去的能量很少很少，B错误。
故选C。
15．C
【解析】
【详解】
A. 线圈中的磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比，根据乙图可知，线圈中产生的磁感应强度（磁通量）变化步调与电流的变化步调一致，在时间内，线圈电流从0逐渐增大，但其变化率却逐渐减小至0，所以线圈中的磁通量变化率也逐渐减小至0，金属小球中感应电动势也逐渐减小至0，金属小球中的涡流也逐渐减小至0，可知时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力为0，时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力也为0，故时间内，金属小球受到线圈磁场对它的作用力应先增大后减小，即加速度应先增大后减小，A错误；
B. 时间内，由安培定则知线圈电流在线圈内的磁场方向向右，线圈电流在增大，则产生的磁场在增大，通过金属小球磁通量在增大，根据楞次定律可知金属小球中产生涡流的磁场方向向左，由安培定则可知，金属小球中产生的涡流从左向右看是逆时针方向的，B错误；
C. 时刻，线圈中电流的变化率为零，所以线圈中磁通量变化率为零，金属小球中感应电动势为零，金属小球中的涡流为零，所以小球受线圈作用力为零，C正确；
D. 在的时间内，电容器减少的电场能转化为磁场能，磁场能有一部分转化为小球的动能，还留有一部分磁场能。所以减少的电场能大于小球增加的动能，D错误；
故选C。
16． 周期性 振荡电流
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． 增大 减小
【解析】
【详解】
[1][2]．当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，根据T＝2π，可知LC回路的振荡周期T变大，又f＝，所以振荡频率变小．
【点睛】
本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．
18． 正确 正确 正确 正确 错误 错误
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据定义可知，黑体是一个理想化了的物体，它能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体，故正确；
（2）[2]根据黑体辐射电磁波的性质可知，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大，故正确；
（3）[3]根据微观粒子的能量的特征可知，在微观世界中能量是量子化的，其能量只能是能量子的整数倍，故正确；
（4）[4]根据能量子的性质可知，能量子的能量是不连续的，而只能取一些分立的值，其大小与电磁波的频率成正比，故正确；
（5）[5]研究匀速运动的小球的动能是宏观层面考虑，大小为
因为小球的质量与速度可取任意实数，所以动能大小是连续的，不是量子化的，故错误；
（6）[6]黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关，故错误。
19． 变化 越长 相等 减小
【解析】
【分析】
由电磁理论可知，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场；纯电阻电路中电能全部转化为内能．
【详解】
(1)英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场；
由公式可知，，频率越小，波长越大；
(2)由于电热丝为纯电阻电路，即电流所做的功全部转化为内能，所以电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量相等，
由公式可知，电压不变，电阻增大，电功率减小．
【点睛】
本题考查电磁波的发现历程，要注意明确麦克斯韦提出了电磁场理论，但是赫兹证实了电磁波的存在．
20．见解析
【解析】
【详解】
在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。麦克斯韦从场的观点出发，认为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动，产生感应电流。他将这种用场描述电磁感应现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形，即变化的磁场产生电场。这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关。
静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间变化。当电荷从静止到运动时，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随时间变化。运动的电荷在空间要产生磁场。从场的观点出发，麦克斯韦假设：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
21．13534m
【解析】
【详解】
法拉第电磁感应定律公式，有：
解得：
；
据LC振荡电路振荡电流频率：
；
发射电磁波波长为22166Hz，故波长为：
；
【点睛】
本题关键结合法拉第电磁感应定律公式、LC振荡电路振荡电流频率公式、波速与波长关系公式列式求解．
22．① 530 kHz ② 566 m
【解析】
【详解】
①根据T＝2π得
f＝
代入数值得，
f≈530 kHz.
②根据λ＝c/f
得
λ＝566 m.
23．(1)2g (2)加速度为g，且方向竖直向下时
【解析】
【分析】
【详解】
(1)开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有
mg=q
式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由
T=2π
得
T=2πs=4π×10－5 s
当t=2π×10－5 s时，即t=，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向
跟t=0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为
F合=mg＋q·=2mg
又因为F合=ma，所以a=2g.
(2)当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g，方向竖直向下．故当加速度为g，且方向竖直向下时，线圈中电流最大。
24．
【解析】
【详解】
在开关闭合时，电流是从a流向b，通过L的电流为
当断开开关
后电流在LC电路中振荡，周期为
则振动图像如图；
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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．电磁波是纵波
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
2．下列说法不正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．中国科学家赵忠贤研制的钇-钡-铜-氧系材料，超导转变温度提高到了
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在
D．库仑研究了电荷间的相互作用，并测出了元电荷的数值
3．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（ ）
A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D．电磁波是纵波
4．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．只有随时间均匀变化的磁场才能产生的电场
D．电磁波和机械波一样能在各种环境下传播
5．关于电磁场，下列说法不正确的是（ ）
A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场
B．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
C．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场
D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
6．下列说法正确的是：（ ）
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，但变化的电场不能产生磁场
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在
C．爱因斯坦首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的
D．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
7．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是（ ）
A．各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波
B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率
C．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高
8．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（ ）
A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正在增强 D．磁场能正在向电场能转化
9．下列说法正确的是（ ）
A．狭义相对论效应指出质量变大、长度变长、时间变长
B．赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在
C．没有三角插座时，可将三角插头的一脚折弯后，插入两孔插座中使用
D．法拉第发现了电流的周围存在磁场
10．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
11．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近的受电线圈（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈（副线圈）中产生的感应电动势情况，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈（副线圈）中的感应电动势恒定不变
B．受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化
C．受电线圈（副线圈）中的感应电动势大小不变、极性不断变化
D．受电线圈（副线圈）中的感应电动势极性不变、大小不断变化
12．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时，下列判断正确的是（ ）
A．电容器中的电场能最大
B．线圈中的磁场能最大
C．电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D．电流沿逆时针方向，电容器正在放电
13．下列有关叙述正确的是（ ）
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变快
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
14．如图所示，某振荡电路此时电容器上极板带正电荷，接下来极短时间内（ ）
A．振荡电流增大
B．电路中的一部分能量会以电磁波的形式辐射出去
C．线圈内磁通量变化率减少
D．电场能向磁场能转化
15．人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（ ）
A．小球在塑料管中做匀变速直线运动
B．在的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的
C．在时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零
D．在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能
二、填空题
16．（1）振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流；
（2）振荡电路：能产生______的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
17．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或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期的振荡电流．当罐中的液面上升时电容器的电容________．LC回路的振荡频率________．
18．（1）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( )
（2）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( )
（3）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( )
（4）能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( )
（5）光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。( )
（6）热辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关。( )
19．（1）麦克斯韦提出的电磁波理论认为______（选填“变化”或“不变化”）的磁场能产生电场．现代通信离不开电磁波，在真空中频率越小的电磁波，它的波长______（选填“越长”或“越短”）
（2）电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量______（选填“相等”或“不相等”）．保持电热丝两端的电压不变，增大电热丝的电阻，电热丝消耗的电功率将______（选填“增大”或“减小”）．
三、解答题
20．简述变化的磁场是如何产生涡旋电场和变化的电场产生涡旋磁场。_______
21．电感线圈中的电流在时间内的变化为1A，线圈产生的感应电动势为6mV，求由该线圈和电容为14400pF的电容器组成的振荡电路所辐射的电磁波波长是多大？
22．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
23．如图所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动．若C=0.4 μF，L=1 mH，求：
(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？
(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？
24．如图所示，线圈的自感系数0.1H，电容器的电容40，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻，请画出电感线圈中电流I随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波是横波，所以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，所以B错误；
C．频率越高的电磁波，波长越短，所以C错误；
D．电磁波可以传递信息和能量，所以D正确；
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系，选项A正确；
B．中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜 -氧系材料上把临界超导温度提高到90K，选项B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项C正确；
D．最早测定元电荷电量的科学家是密立根，选项D错误。
本题选不正确的，故选D。
3．B
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；
B．电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合可知，波长将变短，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．电磁波是横波，即电磁振动方向与波速垂直，可以在真空中传播，故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场；只要磁场变化，就会在周围空间激发电场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故A、C错误；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B正确；
D．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，机械波不能在真空中传播，D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
A．电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合，故A错误；
BC．变化的电场和变化的磁场交替产生形成不可分割的统一体，称为电磁场，电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场，故BC正确；
D．由电磁理论可知，振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场，振荡的磁场在其周围空间产生同频率的振荡电场，因此电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的，故D正确；
本题选择错误选项；故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，变化的电场也能产生磁场，A错误；
B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，B正确；
C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
A．根据振荡频率知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易辐射电磁波，故A错误。
BC．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率。故B正确，C错误。
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，振荡频率不变，故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
由题图中磁场的方向可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
A．狭义相对论效应指出质量变大、长度变短、时间变长，所以A错误；
B．赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在，所以B正确；
C．大功率或带有金属外壳的用电器，使用两孔插座，没有接地功能，用电器外壳带电，会危及人身安全，所以C错误；
D．奥斯特发现了电流的周围存在磁场，所以D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
BD．由螺线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；
AC．根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，即受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
AB．LC回路中，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，线圈及导线电阻均不计，先闭合开关S，稳定后，线圈两端没有电压，电容器不带电，线圈具有磁场能，在t=0时刻，关闭开关S，线圈产生自感电动势，对电容器充电，使右极板带正电，后开始放电，再充电，当t1=0.03s时，电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是，则有=0.03s，可得T=0.04s，此时再经，电容器又放电，完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时，对电容器第7次充电，使电容器右极板带正电，且电荷量最大，由LC振荡回路的充放电规律可知，电容器带电荷量最大时，电容器中的电场能最大，线圈中的磁场能最小， A正确，B错误；
CD．在3T～3T+时，电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电，使电容器右极板带正电，在t2=0.13s时刻，充电完毕，且电荷量最大，CD错误。
故选A。
13．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的，所以A错误；
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变慢，所以B错误；
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关，所以C正确；
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应原理，所以D错误；
故选C。
14．C
【解析】
【详解】
ACD．由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，线圈内磁通量变化率减少，AD错误C正确；
B．振荡电路中，电场能和磁场能之间主要在不同元件之间的相互转化，辐射出去的能量很少很少，B错误。
故选C。
15．C
【解析】
【详解】
A. 线圈中的磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比，根据乙图可知，线圈中产生的磁感应强度（磁通量）变化步调与电流的变化步调一致，在时间内，线圈电流从0逐渐增大，但其变化率却逐渐减小至0，所以线圈中的磁通量变化率也逐渐减小至0，金属小球中感应电动势也逐渐减小至0，金属小球中的涡流也逐渐减小至0，可知时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力为0，时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力也为0，故时间内，金属小球受到线圈磁场对它的作用力应先增大后减小，即加速度应先增大后减小，A错误；
B. 时间内，由安培定则知线圈电流在线圈内的磁场方向向右，线圈电流在增大，则产生的磁场在增大，通过金属小球磁通量在增大，根据楞次定律可知金属小球中产生涡流的磁场方向向左，由安培定则可知，金属小球中产生的涡流从左向右看是逆时针方向的，B错误；
C. 时刻，线圈中电流的变化率为零，所以线圈中磁通量变化率为零，金属小球中感应电动势为零，金属小球中的涡流为零，所以小球受线圈作用力为零，C正确；
D. 在的时间内，电容器减少的电场能转化为磁场能，磁场能有一部分转化为小球的动能，还留有一部分磁场能。所以减少的电场能大于小球增加的动能，D错误；
故选C。
16． 周期性 振荡电流
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． 增大 减小
【解析】
【详解】
[1][2]．当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，根据T＝2π，可知LC回路的振荡周期T变大，又f＝，所以振荡频率变小．
【点睛】
本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．
18． 正确 正确 正确 正确 错误 错误
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据定义可知，黑体是一个理想化了的物体，它能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体，故正确；
（2）[2]根据黑体辐射电磁波的性质可知，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大，故正确；
（3）[3]根据微观粒子的能量的特征可知，在微观世界中能量是量子化的，其能量只能是能量子的整数倍，故正确；
（4）[4]根据能量子的性质可知，能量子的能量是不连续的，而只能取一些分立的值，其大小与电磁波的频率成正比，故正确；
（5）[5]研究匀速运动的小球的动能是宏观层面考虑，大小为
因为小球的质量与速度可取任意实数，所以动能大小是连续的，不是量子化的，故错误；
（6）[6]黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关，故错误。
19． 变化 越长 相等 减小
【解析】
【分析】
由电磁理论可知，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场；纯电阻电路中电能全部转化为内能．
【详解】
(1)英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场；
由公式可知，，频率越小，波长越大；
(2)由于电热丝为纯电阻电路，即电流所做的功全部转化为内能，所以电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量相等，
由公式可知，电压不变，电阻增大，电功率减小．
【点睛】
本题考查电磁波的发现历程，要注意明确麦克斯韦提出了电磁场理论，但是赫兹证实了电磁波的存在．
20．见解析
【解析】
【详解】
在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。麦克斯韦从场的观点出发，认为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动，产生感应电流。他将这种用场描述电磁感应现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形，即变化的磁场产生电场。这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关。
静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间变化。当电荷从静止到运动时，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随时间变化。运动的电荷在空间要产生磁场。从场的观点出发，麦克斯韦假设：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
21．13534m
【解析】
【详解】
法拉第电磁感应定律公式，有：
解得：
；
据LC振荡电路振荡电流频率：
；
发射电磁波波长为22166Hz，故波长为：
；
【点睛】
本题关键结合法拉第电磁感应定律公式、LC振荡电路振荡电流频率公式、波速与波长关系公式列式求解．
22．① 530 kHz ② 566 m
【解析】
【详解】
①根据T＝2π得
f＝
代入数值得，
f≈530 kHz.
②根据λ＝c/f
得
λ＝566 m.
23．(1)2g (2)加速度为g，且方向竖直向下时
【解析】
【分析】
【详解】
(1)开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有
mg=q
式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由
T=2π
得
T=2πs=4π×10－5 s
当t=2π×10－5 s时，即t=，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向
跟t=0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为
F合=mg＋q·=2mg
又因为F合=ma，所以a=2g.
(2)当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g，方向竖直向下．故当加速度为g，且方向竖直向下时，线圈中电流最大。
24．
【解析】
【详解】
在开关闭合时，电流是从a流向b，通过L的电流为
当断开开关
后电流在LC电路中振荡，周期为
则振动图像如图；
答案第1页，共2页
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