2020届高三物理二轮专题复习 -电池振荡及电磁波

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2020届高三物理二轮专题复习——电池振荡及电磁波一、单选题（本大题共8小题，共32分）下列说法中不正确的是(    )A.夏天雨后的天空出现美丽的彩虹，是光的色散现象

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实

C.紫外线是一种比所有可见光波长更长的电磁波

D.不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的图(甲)为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图．他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了图(乙)所示的折射角正弦(sinr)与入射角正弦(sini)的关系图象．则下列说法正确的是(    )A.该玻璃的折射率n=23

B.该玻璃的折射率n=1.5

C.光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波频率变为原来的23倍

D.光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波波长变为原来的下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线(

)A.B超 B.化疗医治肿瘤 C.X光透视 D.CT断层扫描对原子光谱，下列说法中不正确的是(    )A.原子光谱是不连续的

B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的

C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同

D.分析物质的明线光谱和暗线谱，都可以鉴别物质中含哪些元素以下说法中正确的是(    )A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉现象

B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并通过实验加以证实

C.两列波在同一空间相遇，相互叠加一定会形成稳定的干涉图样

D.运动物体速度可以大于真空中的光速电磁波在现代生活中有着广泛的应用，建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是(    )A.法拉第 B.麦克斯韦 C.奥斯特 D.爱因斯坦以下说法不正确的是(    )A.光的偏振现象说明光是横波

B.电磁波是电子运动产生的

C.地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小

D.激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源关于电磁波，下列说法正确的是A.所有电磁波的频率相同

B.电磁波只能在真空中传播

C.电磁波在任何介质中的传播速度相同

D.电磁波在真空中的传播速度是3×二、多选题（本大题共5小题，共20分）下列说法中正确的是(    )A.当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长

B.在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度

C.a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断水对a光的折射率比b光大

D.电磁波是横波，可以观察到其偏振现象下列说法中正确的是(    )A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉造成的

B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场

C.狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加

D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，为减小实验误差，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时

E.沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射引起的下列说法正确的是(    )A.电磁波和机械波一样依赖于介质传播

B.照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象

C.泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象

D.γ射线波长比X射线波长短

E.变化的磁场一定会产生变化的电场下列说法中正确的是(    )A.观看3D电影时，所佩戴的眼镜利用了光的衍射原理

B.军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象

C.手机上网时用的Wifi信号属于无线电波

D.光纤通信利用了光的全反射原理

E.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是(    )A.微波是指波长在10−3m到10m之间的电磁波

B.微波和声波一样都只能在介质中传播

C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射

三、填空题（本大题共2小题，共8分）(1)英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场．电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、可见光、________、X射线和γ射线．(2)如图所示，在同一条电场线上有A、B两点，将q=6×10−6C的正点电荷由A移到B点，电场力做功________J，电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)

A.具有NFC(近距离无线通信技术)功能的两只手机在间距小于10 cm时可以通过__________波直接传输信息，其载波频率为1.5×107

Hz，载波的传播速度为3.0×108

m/s，则该载波的波长为__________m．B.手持小型电风扇的电压为8 V，正常工作时的电流为2 A，电风扇的电机内阻为0.6 Ω，则电风扇正常工作时的电功率为_______W，热功率为________W．四、实验题（本大题共1小题，共10分）在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用。其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件。某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置。

(1)多用电表的选择开关应置于______挡。

(2)向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，适当选择多用电表的倍率，

读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大。为了较准确地读出此温度下热敏电阻的阻值R2，多用电表的倍率应______。(填“增大”“减小”、“不变”)五、计算题（本大题共3小题，共30分）如图1所示，半径为r的金属细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt(k>0，且为已知的常量)。

(1)已知金属环的电阻为R.根据法拉第电磁感应定律，求金属环的感应电动势E感和感应电流I；

(2)麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场或涡旋电场。图1所示的磁场会在空间产生如图2所示的圆形涡旋电场，涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动，形成了感应电流。涡旋电场力F充当非静电力，其大小与涡旋电场场强E的关系满足F=qE.如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么感应电动势E感=Wq。

a.请推导证明：金属环上某点的场强大小为E=12kr；

b.经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力，其大小可表示为f=bv(b>0，且为已知的常量)。

已知自由电子的电荷量为e，金属环中自由电子的总数为N.展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此基础上，求出金属环中的感应电流I。

(3)宏观与微观是相互联系的。若该金属单位体积内自由电子数为n，请你在(1)和(2)的基础上推导该金属的电阻率

如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心．一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动．已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中T0=2πmqB0.设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略．

(1)在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；

(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．试求t=T0到t=1.5T0这段时间内：

______提出电流的磁效应；______通过实验证实了电磁波的存在；物理学中规定小磁针静止时______极所指的方向为磁场的方向．

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、根据光传播的特点可知，夏天雨后的天空出现美丽的彩虹，是光的色散现象．故A正确；

B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实．故B正确；

C、紫外线的频率比所有可见光频率更大，波长更短．故C不正确；

D、根据相对论的两个极板假设可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．故D正确．

本题选择不正确的，故选：C

夏天雨后的天空出现美丽的彩虹，是光的色散现象；根据电磁场理论，电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．电磁波本身就是一种物质．紫外线的频率比所有可见光频率更大，波长更短；光速不变．

该题考查光的色散、电磁波谱、电磁波的频率与波长的关系、电磁场理论以及光速不变原理．都是一些基础性的知识点的内容，比较简单，在平行的学习中多加积累即可．

2.【答案】B

【解析】解：A、B、图象sinγ−sini的斜率的倒数表示折射率，故该玻璃的折射率：n=sinisinγ=0.750.5=1.5；故A错误，B正确；

C、D、频率由光源决定，在由空气进入该玻璃中传播时，光波频率不变，故C错误，D错误；

故选：B．

根据折射率的定义公式n=sini【解析】试题分析：在放射性同位素的应用中，有工业测厚、医学化疗、诱变育种、示踪原子等。选B。

考点：放射性的应用。

4.【答案】B

【解析】解：A、原子光谱是由不连续的亮线组成的，是线状谱，不是连续谱。故A错误。

B、C原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，所以不同原子的原子光谱是不相同的。故B错误，C正确。

D、明线光谱和暗线谱特征谱线与原子的结构有关，可以利用明线光谱和暗线谱鉴别物质。故D正确。

本题选错误的，故选B

原子光谱是线状谱，是不连续的．原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的光谱都有各自的特征谱线，原子光谱是不相同的．鉴别物质可以利用明线光谱和暗线谱．

此题考查对原子光谱特征的掌握情况．可以结合钠、氢等原子光谱来记住原子光谱的特征．

5.【答案】A

【解析】解：A、水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，是因为光在油膜的上下表面的反射光叠加形成干涉．故A正确．

B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在．故B错误．

C、两列波在同一空间相遇，相互叠加不一定会形成稳定的干涉图样，形成干涉的条件是波的频率相等．故C错误．

D、运动的物体速度不可能大于光速，应该小于光速．故D错误．

故选A．

水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，是光的干涉现象；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在．形成稳定干涉图样的条件是两列波的频率相等；运动物体的速度小于光速．

解决本题的关键掌握物理学史，并牢记物理学家所做的贡献．知道光的干涉形成的原因．

6.【答案】B

【解析】解：麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在，故B正确，ACD错误。

故选：B。

法拉第发现了法拉第电磁感应定律，奥斯特发现了电流的磁效应，麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验验证了电磁波的存在．

本题考查有关电磁波的发现历程，要注意明确麦克斯韦预言了电磁波的存在，但赫兹证实了电磁波的存在．

7.【答案】B

【解析】解：A、偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故A正确；

B、电磁波中是由振荡电路中电磁场作周期性变化产生的，故B错误；

C、地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，尺缩效应，故C正确；

D、激光的频率高，波长短，因此具有单色性好。方向性强。亮度高等特点，同时相干性好，是进行全息照相的理想光源，故D正确；

本题选择错误；

故选：B。

光的偏振说明光是横波；非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，而均匀变化的磁场，只能产生稳定的电场；电磁波中的无线电波是振荡电路产生的；激光频率高，波长短，不容易衍射，方向性好。

麦克斯韦的电磁场理论要理解记牢：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。光是电子的跃迁而辐射出来的，光的横波，且激光相干性好。同时知道电磁波产生的原理，及相对论的基本原理。

8.【答案】D

【解析】【解析】

试题分析：不同波段的电磁波，频率不同，A错；电磁波可在任何介质中的传播，但只有在真空中传播速度最大，传播速度是3×108m/s，BC错，D对。

考点：本题考查电磁波的传播

点评：本题学生清楚电磁波在真空中传播速度最大，在其它介质中传播速度要小。

9.【解析】解：A、当一列声波从空气中传入水中时频率不变，波速变大，由v=λf知波长变长，故A正确；

B、在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度与波的传播速度没有关系，故B错误；

C、a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到干涉图样中a的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，由△x=Ldλ可知，a光的波长较短，b光的波长较长，则可判定水对a光的折射率比b光大，故C正确；

D、电磁波是横波，能观察到其偏振现象．故D正确；

故选：ACD

波从一种介质进入另一介质时，频率不变，波长与波速成正比；质点的振动速度与波的传播速度没有关系；干涉图样中，当相邻亮条纹间距越大时，则波长越长；借助于特殊值，可确定a光的折射率比b光大；电磁波是横波，能观察到其偏振现象．

解决本题时，要知道在光的折射现象中，频率不变，波速与波长成正比，要掌握双缝干涉条纹间距与波长的关系式，注意质点的振动速度与波的传播速度的区别．

10.【解析】【分析】

油膜在阳光照射下会呈现彩色，是光的干涉；变化的电场周围一定可以产生磁场；狭义相对论认为：物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加；测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时。

考查光的干涉原理，及干涉条件，掌握均匀变化与非均匀变化的区别，理解测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时的理由。

【解答】

解：A.油膜在阳光照射下，膜的两表面反射，出现相同频率的光，从而进行叠加，导致呈现彩色，这是由光的干涉造成的，故A正确；

B.麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定变化，故B错误；

C.狭义相对论认为：物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加，故C正确；

D.测量单摆周期的实验中，小球经过平衡位置时的速度最大，所以测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，故D正确；

E.沙漠中的“蜃景”现象是光的折射引起的，故E错误。

故选ACD。

11.【答案】BCD

【解析】解：A、电磁波波可以在真空中传播，故A错误；

B、照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光。故B正确；

C、泊松亮斑是由光的衍射现象，在圆形障碍物后面的中心处形成的亮斑，大面积玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象。故C正确；

D、由电磁波谱的组成可知，γ射线波长比X射线波长短。故D正确。

E、均匀变化的磁场产生的电场不变，故E错误；

故选：BCD。

用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象；照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象；泊松亮斑是由光的衍射现象形成的；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象；而变化的，有均匀变化与非均匀变化．

本题以光的波动性和电磁波为命题背景考查学生的理解能力，要掌握泊松亮斑与全反射条件的知识点，理解利用薄膜干涉检查光学平面的平整程度和增透膜的原理是该题的关键．

12.【答案】BCD

【解析】解：A.立体电影是利用了光的偏振现象，故A错误。

B.军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故B正确；

C.手机上网时用的Wifi信号属于无线电波，故C正确；

D.光导纤维利用的是光的全反射原理，根据产生全反射的必要条件：光必须从光密介质射入光疏介质，

可知，光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故D正确；

E.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干涉，故E错误。

故选：BCD。

立体电影是利用了光的偏振现象；当策动频率与固有频率相同时，出现共振现象；手机上网时用的Wifi信号属于无线电波；

在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射。用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉

该题考查了各个物理知识在生产生活中的应用，熟记共振、光的全反射、光的偏振等相关知识；

13.【答案】ACD

【解析】解：A、波长从1mm到10m的电磁波称微波，故A正确。

B、微波是电磁波，电磁波既能在介质中传播也能在真空中传播，而声波是机械波，只能在介质中传播。故B错误。

C、黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的，而光是电磁波，故C正确。

D、普朗克在研究黑体辐射的过程中提出了黑体辐射的能量是一份一份的，从而提出了能量子的假说，故D正确。

故选：ACD。

波长从1mm到10m的电磁波称微波，电磁波既能在介质中传播也能在真空中传播，而声波只能在介质中传播。黑体向外辐射的是电磁波。普朗克在研究黑体辐射的过程中提出能量子的假说。

注意基础知识的积累是学好该部分内容的前提。

14.【答案】(1)能

紫外线

(2)3×10

【解析】【分析】(1)麦克斯韦电磁理论：变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场；电磁波谱按照波长的顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。(2)顺着电场线电势降低，正电荷顺着电场线移动电场力做正功，电势能减小。电场力做功用W=Uq计算。本题考察电磁波及电磁波谱，电场力做功问题。基础题。【解答】(1)变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场；电磁波谱按照波长的顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故填紫外线。(2)由A移到B点时，UAB=φA−ϕB故答案为(1)能；紫外线；(2)3×10

15.【答案】A.电磁

20B.16

2.4

【解析】A.【分析】无线通信应用了电磁波，根据波速公式可计算波长；本题根据波速公式进行求解，简单题。【解答】两只手机在间距小于10 cm传输信息，是无线通讯，应用的是电磁波，应填“电磁”；根据C=λγ，代入数值可解得λ=20m，应填“20”；故填：电磁，20；B.【分析】电风扇正常工作的电功率是消耗的总功率，应用P=IU可计算；热功率应用焦耳定律计算即P热本题考查电功率公式，对于非纯电阻用电器注意P=P【解答】根据P=IU，代入数值可解得电风扇正常工作时的电功率P=16W，根据P热P热故填：16，2.4。

16.【答案】欧姆

减小

【解析】解：(1)测电阻要用欧姆档；

(2)电表指针偏大，说明热敏电阻的阻值减小，所以电表的倍率应减小。

故答案为：(1)欧姆

(2)减小

用欧姆档测电阻时，若指针偏角较大，说明阻值较小，应当换用较小的倍率。

本题考查了欧姆表的使用方法，题目考查的较新颖，但是难度不大。

17.【答案】解：(1)根据法拉第电磁感应定律有：

E感=△Φ△t=△B△t⋅πr2=kπr2

根据欧姆定律有：I=E感R=kπr2R

(2)a.设金属环中自由电子的电荷量为e。一个自由电子在电场力的作用下沿圆环运动一周，电场力做的功为：

W=eE⋅2r

所以有：E感=We=eE⋅2πre=2πrE

又因为

E感=kπr2

所以E=12kr；

b.假设电子以速度v沿金属环做匀速圆周运动，导体对电子的阻力f=bv.沿切线方向，根据牛顿第二定律有：

bv−eE=0

又因为E=12kr

所以v=ker2b

电子做匀速圆周运动的周期T=2πrv=4πbke

所以I=NeT=kNe24πb

(3)由【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律求金属环的感应电动势E感，由欧姆定律求感应电流I；