2022秋物理人教2019选择性必修第二册第4章 电磁振荡与电磁波练题(word)

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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-07-04 10:23:45

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2022秋物理人教2019选择性必修第二册第4章 电磁振荡与电磁波练题含答案
人教2019选择性必修第二册第4章 电磁振荡与电磁波
一、选择题。
1、(多选)如图所示的LC振荡回路,当开关S转向右边发生振荡后,下列说法中正确的是(  )
A.振荡电流达到最大值时,电容器上的电荷量为零
B.振荡电流达到最大值时,磁场能最大
C.振荡电流为零时,电场能为零
D.振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半
2、(多选)一平行板电容器与一电感线圈组成振荡电路,要使此振荡电路的周期变大,以下措施中可行的是( )
A.减小电容器两极板间的距离
B.减少线圈的匝数
C.增大电容器两极板的正对面积
D.减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数
3、如图所示的四种变化电场,能发射电磁波的是(  )
4、(多选)实际的LC电磁振荡电路中,如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅总是要逐渐减小,下述各种情况中,哪些是造成振幅减小的原因(  )
A.线圈自感电动势对电流的阻碍作用
B.电路中的电阻对电流的阻碍作用
C.线圈铁芯上涡流产生的电热
D.向周围空间辐射电磁波
5、甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告,乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播,已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km,不考虑其他因素,则(空气中声速为340 m/s)(  )
A.甲先听到声音     B.乙先听到声音
C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定
6、关于电磁波的传播速度,以下叙述正确的是( )
A.波长越长,传播速度越快
B.频率越高,传播速度越快
C.发射量越大,传播速度越快
D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
7、(多选)LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若t2-t1=,则(  )
A.在t1时刻电容器正充电
B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强
C.在t1时刻电路中电流正在增大
D.在t2时刻自感线圈中磁场正在增强
8、(多选)如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光。现突然断开S,并开始计时,下列选项中能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化规律的是(图中q为正值表示a极板带正电)(  )
9、(多选)甲、乙两种磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,下列说法正确的是(  )
A.磁场甲能够产生电场
B.磁场甲能够产生电磁波
C.磁场乙的磁感应强度最大时产生的电场最强
D.磁场乙的磁感应强度为零时产生的电场最强
10、(多选)如图为收音机接收电磁波的电路,由线圈L1与可变电容器C组成,它相当于一个LC振荡电路,当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后,会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流),当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时,仅可接收该台广播节目。若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目,可采取的措施是 (  )
A.增加电容器电容C B.减小电容器电容C
C.减少磁棒上线圈匝数 D.将磁棒从线圈中抽出部分
11、(多选)第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比,5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是(  )
A.5G和4G使用的电磁波都是横波
B.5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C.5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D.在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
12、关于麦克斯韦电磁场理论,下面几种说法正确的是( )
A.在电场周围空间一定产生变化的磁场
B.任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场
C.均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场
D.振荡电场在它的周围空间一定能产生同频率的振荡磁场
二、填空类题。
13、如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2 s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s时,电容器正处于________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。这时电容器的上极板________(填“带正电”“带负电”或“不带电”)。
三、计算类题。
14、(计算题)如图所示的电路中,电容器的电容C=1 μF,线圈的自感系数L=0.1 mH,先将开关S拨至a,这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止,然后将开关S拨至b,经过3.14×10-5 s,油滴的加速度是多少?当油滴的加速度为何值时,LC回路中的振荡电流有最大值?(g取10 m/s2,π取3.14,研究过程中油滴不与极板接触)
15、(计算题)某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间,该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时,回路总电容为39 pF,试分析:(计算结果保留三位有效数字)
(1)动片全部旋出时,对应收音机接收电磁波的波长为多大?此LC回路的线圈的自感系数为多少?
(2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大?
16、(计算题)某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs。该电磁波的振荡频率为多少?最大侦察距离是多少?
17、实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示的电路,试分析以下两个问题:
(1)从S闭合时开始计时,经过2π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少 (假设此时粉尘未到达极板)
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大
2022秋物理人教2019选择性必修第二册第4章 电磁振荡与电磁波练题含答案
人教2019选择性必修第二册第4章 电磁振荡与电磁波
一、选择题。
1、(多选)如图所示的LC振荡回路,当开关S转向右边发生振荡后,下列说法中正确的是(  )
A.振荡电流达到最大值时,电容器上的电荷量为零
B.振荡电流达到最大值时,磁场能最大
C.振荡电流为零时,电场能为零
D.振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半
【答案】A、B、D
2、(多选)一平行板电容器与一电感线圈组成振荡电路,要使此振荡电路的周期变大,以下措施中可行的是( )
A.减小电容器两极板间的距离
B.减少线圈的匝数
C.增大电容器两极板的正对面积
D.减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数
【答案】AC 
3、如图所示的四种变化电场,能发射电磁波的是(  )
【答案】D 
4、(多选)实际的LC电磁振荡电路中,如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅总是要逐渐减小,下述各种情况中,哪些是造成振幅减小的原因(  )
A.线圈自感电动势对电流的阻碍作用
B.电路中的电阻对电流的阻碍作用
C.线圈铁芯上涡流产生的电热
D.向周围空间辐射电磁波
【答案】B、C、D
5、甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告,乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播,已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km,不考虑其他因素,则(空气中声速为340 m/s)(  )
A.甲先听到声音     B.乙先听到声音
C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定
【答案】B
6、关于电磁波的传播速度,以下叙述正确的是( )
A.波长越长,传播速度越快
B.频率越高,传播速度越快
C.发射量越大,传播速度越快
D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
【答案】D
7、(多选)LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若t2-t1=,则(  )
A.在t1时刻电容器正充电
B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强
C.在t1时刻电路中电流正在增大
D.在t2时刻自感线圈中磁场正在增强
【答案】B、C
8、(多选)如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光。现突然断开S,并开始计时,下列选项中能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化规律的是(图中q为正值表示a极板带正电)(  )
【答案】BC 
9、(多选)甲、乙两种磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,下列说法正确的是(  )
A.磁场甲能够产生电场
B.磁场甲能够产生电磁波
C.磁场乙的磁感应强度最大时产生的电场最强
D.磁场乙的磁感应强度为零时产生的电场最强
【答案】AD 
10、(多选)如图为收音机接收电磁波的电路,由线圈L1与可变电容器C组成,它相当于一个LC振荡电路,当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后,会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流),当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时,仅可接收该台广播节目。若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目,可采取的措施是 (  )
A.增加电容器电容C B.减小电容器电容C
C.减少磁棒上线圈匝数 D.将磁棒从线圈中抽出部分
【答案】B、C、D
11、(多选)第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比,5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是(  )
A.5G和4G使用的电磁波都是横波
B.5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C.5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D.在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
【答案】A、B、C
12、关于麦克斯韦电磁场理论,下面几种说法正确的是( )
A.在电场周围空间一定产生变化的磁场
B.任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场
C.均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场
D.振荡电场在它的周围空间一定能产生同频率的振荡磁场
【答案】D
二、填空类题。
13、如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2 s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s时,电容器正处于________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。这时电容器的上极板________(填“带正电”“带负电”或“不带电”)。
【答案】充电 带正电
【解析】根据题意画出此LC电路的振荡电流随时间的变化图像,设电流逆时针方向为正方向,如图所示。
结合图像,t=3.4×10-2 s时刻设为图像中的P点,则该时刻正处于反向电流的减小过程,所以电容器正处于反向充电状态,上极板带正电。
三、计算类题。
14、(计算题)如图所示的电路中,电容器的电容C=1 μF,线圈的自感系数L=0.1 mH,先将开关S拨至a,这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止,然后将开关S拨至b,经过3.14×10-5 s,油滴的加速度是多少?当油滴的加速度为何值时,LC回路中的振荡电流有最大值?(g取10 m/s2,π取3.14,研究过程中油滴不与极板接触)
【答案】20 m/s2  10 m/s2
【解析】当S拨至a时,油滴受力平衡,显然带负电;所以mg=。
当S拨至b时,LC回路中有电流,其振荡周期为
T=2π=2×3.14× s=6.28×10-5 s。
当t=3.14×10-5 s时,电容器恰好反向充电结束,
由牛顿第二定律得,+mg=ma
以上式子联立,代入数据解得a=20 m/s2。
当振荡电流最大时,两极板间无电场,油滴仅受重力作用,
所以mg=ma′,a′=g=10 m/s2
15、(计算题)某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间,该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时,回路总电容为39 pF,试分析:(计算结果保留三位有效数字)
(1)动片全部旋出时,对应收音机接收电磁波的波长为多大?此LC回路的线圈的自感系数为多少?
(2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大?
【答案】(1)182 m  0.239 mH  (2)392 pF
【解析】(1)由λ=c·T,T=2π可得λ=2πc
动片完全旋出时,电容器极板正对面积最小,对应电容器的电容最小,因此,对应接收电磁波的波长最小,为182 m,此时电容器的电容为C=39 pF
由上面关系式可导出L=
代入数据可求出L≈0.239 mH。
(2)由λ=2πc得= eq \f(λ,λ)
所以Cmax= eq \f(λ,λ) Cmin=×39 pF≈392 pF。
16、(计算题)某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs。该电磁波的振荡频率为多少?最大侦察距离是多少?
【答案】1.5×109 Hz 30 km
【解析】由c=λf可得电磁波的振荡频率
f== Hz=1.5×109 Hz。
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
s=cΔt=c=3×108×m≈6×104 m,
所以雷达的最大侦察距离s′==3×104 m=30 km。
17、实验室里有一水平放置的平行板电容器,其电容C=1 μF。在两极板带有一定电荷量时,发现一粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示的电路,试分析以下两个问题:
(1)从S闭合时开始计时,经过2π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少 (假设此时粉尘未到达极板)
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大
【答案】(1)0  (2)g