2025年高考物理复习热搜题速递之电磁振荡与电磁波（2024年7月）

第1页（共1页）2025年高考物理复习热搜题速递之电磁振荡与电磁波（2024年7月）一．选择题（共10小题）1．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，对该无线电波的判断正确的是（）A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象2．各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（）A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线3．利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。公交车上的读卡机（刷卡时“滴”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（）A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流 D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息4．下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中以光速C传播 B．在空气中传播的声波是横波 C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播5．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱，达到1000W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P＝3×107W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（）A．100m25m B．100m50m C．200m100m D．200m50m6．下列关于电磁波的说法，正确的是（）A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在7．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（）A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同8．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（）A．红外线的光子能量比紫外线的大 B．真空中红外线的波长比紫外线的长 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能9．光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（）A．波长变短 B．光子能量增加 C．频率降低 D．传播速度增大10．如图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象，则（）A．0﹣t1时间内，磁场能在增加 B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态 C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小 D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大二．多选题（共4小题）（多选）11．关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失（多选）12．某半导体激光器发射波长为1.5×10﹣6m，功率为5.0×10﹣3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10﹣7m，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，该激光器发出的（）A．是紫外线 B．是红外线 C．光子能量约为1.3×10﹣18J D．光子数约为每秒3.8×1016个（多选）13．题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构成的回路中产生的周期T＝2πLC的振荡电流．当罐中液面上升时（）A．电容器的电容减小 B．电容器的电容增大 C．LC回路的振荡频率减小 D．LC回路的振荡频率增大（多选）14．梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波（）A．是横波 B．不能在真空中传播 C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×108m/s三．填空题（共1小题）15．在无限长直通电导线周围，距直导线为r处的磁感应强度为B＝kIr（在SI制中k＝2×10﹣7T•m/A）。某地地磁场的水平分量Bx＝3×10﹣5T，地面上放置一个可沿水平方向自由转动的小磁针，在小磁针的正上方5cm处有一根沿南北方向的极长的直导线，当导线通以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，则直导线中的电流方向为，（选填“由南向北”或“由北向南”），导线中的电流强度为A四．实验题（共1小题）16．在发射电磁波的实验中有一LC振荡电路其工作状态如图示。（1）下列说法中正确的是；A．电流强度正在增加B．电容器带电量正在减少C．磁场能正在转变为电场能D．电场能正在转变为磁场能（2）要提高LC振荡电路的振荡频率，下列可采用的方法是。A．将电容器极板间距增大B．增大可变电容的正对面积C．增加线圈的匝数D．线圈中插入铁芯五．解答题（共4小题）17．国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一。在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt．已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ，求该月壤层的厚度d。18．如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求：（1）此LC振荡电路的周期为多少？（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？（3）如电容器两板电压最大为10V，则在前T419．如图，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为12mv2+12kx2=E，x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度。若将v=Δx（1）如图，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（重力加速度取g；θ很小时，有cosθ≈1-1（2）如图LC谐振电路，电容大小为C，电感大小为L。现将开关S由1掷到2位置。a．通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的q﹣t图线（设LC回路中顺时针电流方向为正方向）。简谐运动（弹簧振子）电磁振荡（LC电路）振子质量m电感L任意时刻振子偏离平衡位置的位移x瞬时速度v=振子动能m线圈磁场能L振子弹性势能kb．通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量q随时间t变化的方程，并类推出LC谐振电路周期公式。20．雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10﹣4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？

2025年高考物理复习热搜题速递之电磁振荡与电磁波（2024年7月）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，对该无线电波的判断正确的是（）A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象【考点】电磁波的发射和接收；机械波及其形成与传播．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波．【答案】C【分析】电磁波能在真空中传播，机械波不能在真空中传播，干涉和衍射是波特有的现象，光可以发生反射现象。【解答】解：根据f=vλ可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米频率低，故B、无线电波不需要介质传播，故B错误；C、无线电波同光波一样会发生反射现象，故C正确；D、干涉和衍射是波特有的现象，所以无线电波能产生干涉和衍射现象，故D错误。故选：C。【点评】本题要注意机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，但是机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播。2．各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（）A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线【考点】电磁波谱．【专题】简答题；比较思想；推理法；电磁场理论和电磁波．【答案】A【分析】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线，即可确定频率的大小关系。【解答】解：波长越长、频率越小，按照波长逐渐变长，即频率逐渐变小的顺序排列，电磁波谱可大致分为：γ射线，伦琴射线，紫外线，可见光，红外线，微波，无线电波，故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题关键是明确无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用．此题属于基础题目，平时应多记、多积累．3．利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。公交车上的读卡机（刷卡时“滴”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（）A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流 D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息【考点】电磁振荡及过程分析；楞次定律及其应用．【答案】B【分析】明确题意，根据电磁感应及电谐振规律进行分析，即可明确能量及IC卡的工作原理，即可解答本题。【解答】解：A、由题意可知，该能量来自于电磁感应，即人刷卡的机械能转化为电能；故A错误；B、为了使IC卡中的感应电流达最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作；故B正确；C、若电磁波的频率偏离该频率，L中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振；故C错误；D、IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理；故D错误。故选：B。【点评】本题取材于我们身边最常用的IC卡考查电磁感应现象，要注意在学习中注意掌握物理规律在生活中的应用。4．下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中以光速C传播 B．在空气中传播的声波是横波 C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播【考点】电磁波的发射和接收；声波及其应用．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波．【答案】A【分析】电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，离不开介质；波速由介质决定．【解答】解：A、电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，故A正确；B、空气中的声波是纵波，故B错误；C、声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播，但不能在真空中传播，故C错误；D、光可以在真空中的传播，不需要介质，故D错误；故选：A。【点评】本题考查了电磁波的传播条件、传播速度，涉及的是基础知识，还有要明确声波是机械波，然后结合机械波的波速、波长、频率关系公式列式求解．5．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱，达到1000W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P＝3×107W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（）A．100m25m B．100m50m C．200m100m D．200m50m【考点】电磁波的发射和接收；功率的定义、物理意义和计算式的推导．【专题】定量思想；模型法；功率的计算专题；理解能力．【答案】B【分析】根据单位面积接收的微波功率求出接触的面积，抓住发射的微波为球面波，结合球面面积公式求出球的半径，即有效的攻击距离。【解答】解：引起神经混乱时，单位面积接收的微波功率达到250W/m2，则接触面积：S=P因为发射的微波可视为球面波，所以接触面积：S＝4πR代入数据解得：R1≈100m；当心肺功能衰竭时，单位面积接收的微波功率达到1000W/m2，则接触面积：S'=因为发射的微波可视为球面波，所以接触面积：S′=4π代入数据解得：R2≈50m，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离分别约为100m和50m，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题是信息题，通过引起神经混乱和心肺功能衰竭时单位面积接受功率，求出接触面积是解决本题的关键，能够正确建立物理模型，知道球形半径即为有效的攻击距离。6．下列关于电磁波的说法，正确的是（）A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在【考点】电磁波的产生．【答案】C【分析】解答本题应抓住电磁波在介质中也能传播；变化的电场不一定能产生电磁波；做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在．【解答】解：A、电磁波在介质中也能传播，比如光是一种电磁波，在水和玻璃等介质中也传播；故A错误。B、均匀变化的电场产生稳定的磁场，不能再产生电场，从而不能产生电磁波；故B错误。C、做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波；故C正确。D、麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。故D错误。故选：C。【点评】本题考查对电磁波的形成条件、传播特点等基本知识及物理学史掌握情况，基础题．7．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（）A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同【考点】电磁波的发射和接收．【答案】B【分析】电磁波是电磁场的一种运动形态，可以传递信息；声波是机械波，也可以传递信息．【解答】解：A、电磁波可以传递信息，如电视信号；声波也可以传递信息，如人说话；故A错误；B、手机用电磁波传递信息，人用声波说话，故B正确；C、太阳光中的可见光是电磁波，真空中为3×108m/s；“B超”中的超声波是声波，常温下，空气中大约为340m/s；故C错误；D、遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线频率不同，波速相同，根据c＝λf，波长不同，故D错误；故选：B。【点评】本题关键要能区分电磁波和机械波的不同点，熟悉电磁波应用，基础题．8．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（）A．红外线的光子能量比紫外线的大 B．真空中红外线的波长比紫外线的长 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能【考点】电磁波与信息化社会．【专题】应用题；定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】B【分析】光子能量公式E＝hν判断；根据电磁波谱可知真空中红外线的波长比紫外线的长；红外线和紫外线在真空中传播速度都为c；根据偏振现象是横波特有的现象判断。【解答】解：A、红外线的频率比紫外线的小，根据光子能量公式E＝hν，可知红外线的光子能量比紫外线的小，故A错误；B、根据电磁波谱可知，真空中红外线的波长比红光要长，而紫外线的波长比紫光要短，所以真空中红外线的波长比紫外线的长，故B正确；C、因为红外线和紫外线都属于电磁波，所以在真空中红外线的传播速度与紫外线的一样大，都是光速c，故C错误；D、因为红外线和紫外线都属于电磁波，而电磁波是横波，所以红外线和紫外线都能发生偏振现象，故D错误。故选：B。【点评】本题以新冠肺炎疫情中非接触式体温测量仪，紫外线灯在无人的环境下消杀病毒为背景，考查了红外线和紫外线的特点与应用；此题非常符合新高考的理念，物理来源于生活，要求同学们能够用所学知识去解释生活中的一些物理现象。9．光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（）A．波长变短 B．光子能量增加 C．频率降低 D．传播速度增大【考点】电磁波与信息化社会．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；理解能力．【答案】A【分析】紫外线在传播过程中无论进入何种介质，其频率ν不变；根据E＝hν判断光子能量；根据v=cn分析传播速度的变化；根据v＝ν【解答】解：BC、紫外线在传播过程中无论进入何种介质，其频率ν不变；根据E＝hν可知，光子能量不变，故BC错误；AD、设该液体对紫外线的折射率为n＞1，根据v=c根据v＝νλ可知，ν不变、v减小、则波长λ变短，故A正确、D错误。故选：A。【点评】本题主要是考查光的折射，知道光的频率是由光本身决定的，与介质无关，掌握波速、波长和频率的关系。10．如图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象，则（）A．0﹣t1时间内，磁场能在增加 B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态 C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小 D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大【考点】电磁波的波长、频率和波速的关系．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】B【分析】电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程。q体现电场能，i体现磁场能。根据i﹣t图象中电流的变化进行判断即可。图象的斜率表示线圈中电流的变化率。【解答】解：A、0﹣t1时间内电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则磁场能向电场能转化，磁场能在减小，故A错误；B、在t1到t2时刻电路中的i不断增大，说明电容器在不断放电，故B正确；C、在t2到t3时刻，电路中的i不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，故C错误；D、电流变化率就是i﹣t图象的斜率，由图可知，在t3﹣t4时间内，图象的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，故D错误；故选：B。【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电路中的电流不断减小时，电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电路中的电流不断增大时，电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能二．多选题（共4小题）（多选）11．关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失【考点】电磁波的产生；电磁波的发射和接收．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波．【答案】ABC【分析】电磁波在真空中的传播速度都是光速，与频率、能量无关，而在介质中的传播速度要小于在真空中的传播速度。一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失。【解答】解：A、电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；B、周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；C、电磁波为横波，它在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直；故C正确；D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播。故D错误；E、电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播，故E错误。故选：ABC。【点评】本题考查电磁波基本特性的了解程度。电磁波与声波不同，电磁波在真空中的速度最大，在介质中速度较小；同时注意明确电磁波的传播性质，知道电磁波可以在真空中传播。（多选）12．某半导体激光器发射波长为1.5×10﹣6m，功率为5.0×10﹣3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10﹣7m，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，该激光器发出的（）A．是紫外线 B．是红外线 C．光子能量约为1.3×10﹣18J D．光子数约为每秒3.8×1016个【考点】电磁波谱；光子的动量．【答案】BD【分析】根据波长的大小判断激光器发射的是哪种电磁波．根据E＝hcλ求出光子能量，根据E＝Pt＝nhc【解答】解：A、波长的大小大于可见光的波长，属于红外线。故A错误，B正确。C、光子能量E=hcλ=6.63×10-34×3×10D、每秒钟发出的光子数n=PtE=3.8×1故选：BD。【点评】解决本题的关键熟悉电磁波谱中波长的大小关系，以及掌握光子能量与波长的大小关系．（多选）13．题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构成的回路中产生的周期T＝2πLC的振荡电流．当罐中液面上升时（）A．电容器的电容减小 B．电容器的电容增大 C．LC回路的振荡频率减小 D．LC回路的振荡频率增大【考点】电磁振荡及过程分析；电容器的动态分析（U不变）——板间距离变化．【专题】压轴题．【答案】BC【分析】两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，故电容器的电容C的大小与液体的高度有关（电介质）：高度越高，相当于插入的电介质越多，电容越大．之后根据T=2πLC，f【解答】解：AB：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，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容越大。故A错误，B正确；CD：根据T=2πLC，电容C增大时，振荡的周期T增大，由f=1T可以判定，LC回路的振荡频率故选：BC。【点评】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．（多选）14．梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波（）A．是横波 B．不能在真空中传播 C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×108m/s【考点】电磁波的产生．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波．【答案】AD【分析】电磁波是横波，它的传播不需要介质；电磁波中电场和磁场的方向相互垂直，电磁波传播的速度在真空中为光速。【解答】解：A、根据电磁波的特点可知，电磁波为横波。故A正确；B、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。故B错误；C、电磁波产生后，可以在任意方向传播。故C错误；D、电磁波传播的速度在真空中等于光速，在空气中的传播速度约为3×108m/s。故D正确。故选：AD。【点评】本题考查了有关电磁场和电磁波的基本知识，对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用。三．填空题（共1小题）15．在无限长直通电导线周围，距直导线为r处的磁感应强度为B＝kIr（在SI制中k＝2×10﹣7T•m/A）。某地地磁场的水平分量Bx＝3×10﹣5T，地面上放置一个可沿水平方向自由转动的小磁针，在小磁针的正上方5cm处有一根沿南北方向的极长的直导线，当导线通以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，则直导线中的电流方向为由南向北，（选填“由南向北”或“由北向南”），导线中的电流强度为10A【考点】麦克斯韦电磁场理论．【专题】计算题；定量思想；推理法；电磁感应与电路结合．【答案】见试题解答内容【分析】根据小磁针的偏转方向判断出通电导线在小磁针位置产生的磁场方向，根据右手定则判断出电流方向，对磁场进行分析，即可判断出通电导线产生的磁场大小，根据公式求得电流【解答】解：当导线通以恒定电流后，小磁针的N极指向北偏西53°而静止，说明通电导向产生的磁场在小磁针位置向西，根据右手定则可知通电电流方向由南向北小磁针位置通电导线产生的磁场强度为：B=B根据B=k=Ir故答案为：由南向北10【点评】本题主要考查了通电导线产生磁场，利用好右手定则和正交分解即可判断四．实验题（共1小题）16．在发射电磁波的实验中有一LC振荡电路其工作状态如图示。（1）下列说法中正确的是C；A．电流强度正在增加B．电容器带电量正在减少C．磁场能正在转变为电场能D．电场能正在转变为磁场能（2）要提高LC振荡电路的振荡频率，下列可采用的方法是A。A．将电容器极板间距增大B．增大可变电容的正对面积C．增加线圈的匝数D．线圈中插入铁芯【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】实验题；实验探究题；定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；实验能力．【答案】（1）C；（2）A。【分析】（1）充电时，充电电流流向电容器的正极板，充电过程中电流逐渐减小，电容器所带电荷量逐渐增大，磁场能转化为电场能；（2）根据LC振荡电路的振荡频率公式和电容器的决定式分析作答。【解答】解：（1）由图像可知LC振荡电路其工作状态为充电过程，电容器所带电量正在增加，电流强度在减小，电场能在增加，磁场能在减小，故磁场能正在转变为电场能，故C正确，ABD错误。故选：C。（2）A．LC振荡电路的振荡周期表达式为T振荡频率为f根据电容器的决定式C=ɛrS4πkd可知，将电容器极板间距B.根据电容器的决定式C=ɛrS4C．增加线圈的匝数，使自感系数增大，可以LC振荡电路的振荡频率减小，故C错误；D．线圈中插入铁芯，增大了线圈的自感系数，可以LC振荡电路的振荡频率减小，故D错误。故选：A。故答案为：（1）C；（2）A。【点评】LC振荡电路中，充电过程是磁场能转化为电场能的过程，要注意充电过程电路中的电流是逐渐减小的，放电时电流是逐渐增大的。五．解答题（共4小题）17．国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一。在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt．已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ，求该月壤层的厚度d。【考点】电磁波的波长、频率和波速的关系．【专题】计算题；定性思想；推理法；直线运动规律专题；分析综合能力．【答案】见试题解答内容【分析】根据波长与频率的关系求出波的传播速度，已知反射波回到玉兔二号的时间差，根据运动学公式可以求出月壤层的厚度。【解答】解：电磁波在月壤层的传播速度为：v＝λf电磁波在Δt时间内传播的距离为：2d＝vΔt解得月壤层的厚度为：d=12λf答：该月壤层的厚度d为12λfΔt【点评】本题考查了求月壤层厚度问题，分析清楚电磁波的传播过程是解题的前提，根据波长、波速与频率的关系求出电磁波在月壤层中的传播速度，应用运动学公式即可解题。18．如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求：（1）此LC振荡电路的周期为多少？（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？（3）如电容器两板电压最大为10V，则在前T4【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】计算题；定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．【答案】见试题解答内容【分析】（1）由振荡电路电流的变化周期T＝2πLC，即可求解周期；（2）由周期公式来确定在某时刻，线圈和电容器C的电流、电压的情况，从而确定电流方向与带何种电荷；（3）根据电容定义式，结合q＝It，即可求解。【解答】解：（1）根据T＝2πLC=2×3.14×0.25×4×10-6=（2）t＝2.0×10﹣3s在T4到T因此电流方向为逆时针。（3）电容器两板电压最大为10V，电容C＝4μF，根据Q＝CU，结合Q＝It，则有：I=CUT4=4×4×1答：（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s；（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带负电荷，电流方向是逆时针；（3）如电容器两板电压最大为10V，则在前T4内的平均电流为2.55×10﹣2A【点评】考查LC振荡电路中，线圈与电容器之间的充放电过程中，电流大小方向的变化情况，注意放电过程中电流增大，电荷量减小，放电电流由正极板流向负极板；充电过程电流减小，电荷量增大，充电电流由负极板流向正极板。19．如图，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为12mv2+12kx2=E，x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度。若将v=Δx（1）如图，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（重力加速度取g；θ很小时，有cosθ≈1-1（2）如图LC谐振电路，电容大小为C，电感大小为L。现将开关S由1掷到2位置。a．通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的q﹣t图线（设LC回路中顺时针电流方向为正方向）。简谐运动（弹簧振子）电磁振荡（LC电路）振子质量m电感L任意时刻振子偏离平衡位置的位移x电容器电荷量q瞬时速度v=电路电流i=ΔqΔt振子动能m线圈磁场能L振子弹性势能k电容器电场能q22b．通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量q随时间t变化的方程，并类推出LC谐振电路周期公式。【考点】电磁振荡及过程分析；简谐运动的定义、运动特点与判断；简谐运动的回复力；单摆及单摆的条件．【专题】定性思想；推理法；简谐运动专题；推理能力．【答案】（1）见解析；（2）见解析【分析】（1）根据单摆的能量公式结合数学知识完成分析；（2）用类比的方法得出电磁振荡的相关知识，结合简谐运动的周期公式完成分析。【解答】解：（1）单摆的能量方程为12在θ很小的时候cosθ≈1-又x＝lθ将v=12由此可得单摆的振动系数为k=所以单摆的周期为T=2（2）a、类比简谐运动中一些状态描述参量的变化规律可得：如上述的表格所示。b、类似简谐运动的能量变化规律12m(12可知k则LC谐振电路周期公式为T=2故答案为：（1）见解析；（2）见解析【点评】本题中主要考查了简谐运动的回复力和能量的关系，需要学生理解类比法的应用，对学生的学习对比能力有一定的要求。20．雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10﹣4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？【考点】电磁波的发射和接收．【专题】应用题．【答案】见试题解答内容【分析】根据图象可以知道发射和接收的时间差，已知电磁波的速度为3×105Km/s即3×108m/s，因电磁波的所走的距离等于2倍的被监视目标与雷达的距离，所以由公式s=1【解答】解：设目标前后两个位置到雷达站距离分别为s1、s2，目标飞行速度为v，无线电波的速度c＝3×108m/s。第一次测距时：s1=12vt1=12×3×108×4×10第二次测距时：s2=12vt2=12×3×108则该飞机的飞行速度约为：v=S1-S答：被监视目标飞行五速度地176.5m/s。【点评】这是通过实际问题，结合雷达图象考查对速度公式的理解，特别注意电磁波的所走的距离等于2倍的被监视目标与雷达的距离。

考点卡片1．功率的定义、物理意义和计算式的推导2．简谐运动的定义、运动特点与判断【知识点的认识】简谐运动1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动。2．简谐运动的描述（1）描述简谐运动的物理量①位移x：由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，是矢量。②振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。③周期T和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数，它们是表示振动快慢的物理量。二者互为倒数关系。（2）简谐运动的表达式x＝Asin（ωt+φ）。（3）简谐运动的图象①物理意义：表示振子的位移随时间变化的规律，为正弦（或余弦）曲线。②从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图1所示。从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图2所示。3．简谐运动的回复力（1）定义：使物体返回到平衡位置的力。（2）方向特点：回复力的大小跟偏离平衡位置的位移大小成正比，回复力的方向总指向平衡位置，即F＝﹣kx。4．简谐运动的能量简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大。5．简谐运动的两种基本模型弹簧振子（水平）单摆模型示意图条件忽略弹簧质量、无摩擦等阻力细线不可伸长、质量忽略、无空气等阻力、摆角很小平衡位置弹簧处于原长处最低点回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直（即切向）方向的分力周期公式T＝2πmkT＝2πl能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒【命题方向】常考题型是考查简谐运动的概念：简谐运动是下列哪一种运动（）A．匀变速运动B．匀速直线运动C．变加速运动D．匀加速直线运动分析：根据简谐运动的加速度与位移的关系，分析加速度是否变化，来判断简谐运动的性质，若加速度不变，是匀变速直线运动；若加速度变化，则是变加速运动。解：根据简谐运动的特征：a=-kx故选C。点评：简谐运动是变加速运动，不可能是匀速直线运动，也不是匀变速直线运动。3．简谐运动的回复力【知识点的认识】一、单摆1．定义：如图所示，在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸长和质量都不计，球的直径比摆线短得多，这样的装置叫做单摆。2．视为简谐运动的条件：摆角小于5°。3．回复力：小球所受重力沿圆弧切线方向的分力，即：F＝G2＝Gsinθ=mglx，F的方向与位移4．周期公式：T＝2πl5．单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子（小球）质量都没有关系。二、弹簧振子与单摆弹簧振子（水平）单摆模型示意图条件忽略弹簧质量、无摩擦等阻力细线不可伸长、质量忽略、无空气等阻力、摆角很小平衡位置弹簧处于原长处最低点回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直（即切向）方向的分力周期公式T＝2πmkT＝2πl能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒【命题方向】（1）第一类常考题型是对单摆性质的考查：对于单摆的振动，以下说法中正确的是（）A．单摆振动时，摆球受到的向心力大小处处相等B．单摆运动的回复力就是摆球受到的合力C．摆球经过平衡位置时所受回复力为零D．摆球经过平衡位置时所受合外力为零分析：单摆振动时，径向的合力提供向心力，回复力等于重力沿圆弧切线方向的分力，通过平衡位置时，回复力为零，合力不为零。解：A、单摆振动时，速度大小在变化，根据Fn=mB、单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。故B错误。C、摆球经过平衡位置时所受的回复力为零。故C正确。D、摆球经过平衡位置时，合力提供向心力，合力不为零。故D错误。故选：C。点评：解决本题的关键知道单摆做简谐运动的回复力的来源，知道经过平衡位置时，回复力为零，合力不为零。（2）第二类常考题型是单摆模型问题：如图所示，单摆摆球的质量为m，做简谐运动的周期为T，摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B时的速度为v，则（）A．摆球从A运动到B的过程中重力做的功为1B．摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率为mC．摆球运动到B时重力的瞬时功率是mgvD．摆球运动到B时重力的瞬时功率是零分析：某个力的功率应用力乘以力方向上的速度，重力做功与路径无关只与高度差有关，也可以运用动能定理求解。由动量定理，合外力的冲量等于物体动量的改变量。解：A、摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B，根据动能定理得：WG=12mv2﹣0，故B、摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率p=WGt，由A知WG=12mv2，A到B所用时间为四分之一周期，即t=TC、某个力的功率应用力乘以力方向上的速度，摆球运动到B时的速度方向是水平的，所以重力的瞬时功率是0，故C错误。D、由动量定理，合外力的冲量等于物体动量的改变量。所以摆球从A运动到B的过程中合力的冲量为mv，故D正确。故选：AD。点评：区分平均功率和瞬时功率的求解方法，掌握运用动量定理求解合外力的冲量。【解题方法点拨】单摆及其振动周期1．受力特征：重力和细线的拉力（1）回复力：摆球重力沿切线方向上的分力，F＝﹣mgsinθ=-mglx＝﹣kx，负号表示回复力F与位移（2）向心力：细线的拉力和重力沿细线方向的分力的合力充当向心力，F向＝FT﹣mgcosθ。注意：①当摆球在最高点时，F向=mv2R=0，F②当摆球在最低点时，F向=mv2maxR，F向最大，F2．周期公式：T＝2πlg，f（1）只要测出单摆的摆长l和周期T，就可以根据g＝4π2lT2，求出当地的重力加速度（2）l为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离，要区分摆长和摆线长，悬点实质为摆球摆动所在圆弧的圆心。（3）g为当地的重力加速度。4．单摆及单摆的条件5．机械波及其形成与传播【知识点的认识】机械波的产生（1）定义：机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波．（2）产生条件：波源和介质．（3）产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做受迫振动，对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都相同，各质点只在自己的平衡位置附近振动．【命题方向】常考题型：关于机械振动和机械波，下列说法中，正确的是（）A．有机械振动必有机械波B．有机械波必有机械振动C．波的频率等于该波中质点振动的频率D．波的传播速度等于该波中质点振动的速度【分析】有机械振动才有可能有机械波，波的传播速度与质点振动速度没有直接关系．解：A、有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波．故A不正确；B、有机械振动若没介质不会形成机械波，而有机械波必有机械振动，故B正确；C、机械振动产生的机械波，两者的频率是相同的，故C正确；D、波的传播速度与介质有关，而质点的振动速度与波的传播速度无关．故D不正确；故选：BC．【点评】机械波产生的条件是振源与介质．6．声波及其应用【知识点的认识】1.声波是物理学中一种常见的机械波，其产生和传播需要介质。2.声波的频率、波长和速度是描述声波的三个主要物理量。3.在声波的应用方面，以下是几个常见的领域：①非破坏性检测：在工业领域中，声波被广泛用于非破坏性检测。通过向材料发送声波脉冲，可以检测材料内部的缺陷或裂纹。这种技术在航空航天、汽车制造和建筑工程中被广泛使用，可以确保产品的质量和安全性。②医学成像：声波在医学领域中的应用被称为超声波成像。通过向人体组织中发送高频声波，并接收反射回来的声波信号，医生可以生成人体内部结构的图像。超声波成像在妇产科、心脏病学和肿瘤学等领域中发挥着重要作用。③通信和声音传输：声波是我们日常生活中的主要通信媒介之一。从电话通信到语音助手，我们使用声波进行语音交流和信息传递。声波也被用于水下通信，例如声纳系统用于海洋勘探和潜水器通信。④声学设计：声波在建筑和音频工程中用于声学设计。通过调整房间的形状和材料，可以改变声波的反射和吸收，以优化音质和声学性能。这在音乐厅、录音棚和剧院等场所中非常重要。除了上述领域，声波在物质特性研究中也具有应用价值。声波的传播速度和衰减特性与物质的物理和化学性质相关，因此可以利用声波对物质的性质进行研究和检测。7．电容器的动态分析（U不变）——板间距离变化8．楞次定律及其应用9．电磁振荡及过程分析【知识点的认识】1.振荡电流与振荡电路大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。2.电路图如下：3.电磁振荡的周期和频率电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期。周期的倒数叫作频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。LC电路的周期T与电感L、电