高考物理一轮复习【分层练习】 第19章 电磁振荡与电磁波

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高考物理一轮复习策略
首先，要学会听课：
1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;
2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次，要学会记忆：
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：
一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。
1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活


第十九章 电磁振荡与电磁波分层训练

课标解读
1. 初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。例如结合牛顿万有引力定律和麦克斯韦电磁场理论，体会物理学发展过程中对统一性的追求。
2.通过实验，了解电磁振荡。
3. 知道电磁波的发射、传播和接收。例如演示赫兹实验，体会理论预言在科学发展中的作用，以及实验证据对新理论的支撑作用。
4.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。

基础过关练

考点一：电磁振荡

1．“救命神器”——自动体外除颤仪（AED），现在已经走入了每个校园，它是一种便携式的医疗设备，可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颜，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。其结构如图所示，低压直流经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，其他条件不变时，下列说法正确的是（　　）

A．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同
B．放电过程中，电流大小不变
C．电容C越小，电容器的放电时间越长
D．自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越短
【答案】D
【解析】A．脉冲电流作用于不同人体时，不同人体的导电性能不同，故电流大小不同，A错误；B．电容器放电过程中，开始时电流较大，随着带电量的减小，放电电流逐渐减小，不是恒定的，B错误；CD．振荡电路的振荡的振荡周期为

电容器在时间内放电至两极板间的电压为0，即

则线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越短；电容器的电容C越大，放电脉冲电流的放电时间越长，故C错误D正确。故选D。
2．如图所示是LC振荡电路中能量E随时间t变化的图像，实线表示电场能随时间变化的曲线，虚线表示磁场能随时间变化的曲线，由图像可知（　　）

A．该LC振荡电路的周期大小为
B．在时刻振荡电路中的电流为0
C．在到的过程中，电容器正在放电
D．在和时刻，电容器极板带电情况完全相同
【答案】C
【解析】A．在一个周期内电场能和磁场能都两次达到最大，可知该LC振荡电路的周期大小为，选项A错误；B．在时刻磁场能最大，则振荡电路中的电流最大，选项B错误；C．在到的过程中，电场能减小，则电容器正在放电，选项C正确；D．在和时刻，电场能都是最大，电容器极板带电量相等，但是极板极性相反，选项D错误。故选C。
3．如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t=0时刻，回路中电容器的M板带正电，下列说法中正确的是（　　）

A．o-a阶段，电容器正在充电，电场能正在向磁场能转化
B．a-b阶段，电容器正在放电，磁场能正在向电场能转化
C．b-c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向
D．c-d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿逆时针方向
【答案】C
【解析】A．o-a阶段，电容器正在放电，电流不断增加，电场能正在向磁场能转化，选项A错误；B．a-b阶段，电容器正在充电，电流逐渐减小，磁场能正在向电场能转化，选项B错误；C．b-c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向，选项C正确；D．c-d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿顺时针方向，选项D错误。故选C。
考点二：电磁场与电磁波

1．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应
C．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
D．普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，从而开始揭开了微观世界物理规律的面纱
【答案】D
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．奥斯特坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应，突破了对电与磁认识的局限性，B错误；C．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，C错误；D．普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，从而开始揭开了微观世界物理规律的面纱，D正确。故选D。
2．下列说法正确的是（　　）

A．电磁波传播需要介质
B．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
C．图为地面附近单摆作受迫振动时，共振振幅与驱动力频率的关系，则此单摆摆长约为
D．杨氏双缝干涉实验中，屏上A点恰好位于第二条暗纹处，已知单色光波长为，则A点到双缝的距离差为
【答案】C
【解析】A．电磁波可以在真空传播，不需要介质，故A错误；B．发生多普勒效应时，波源的频率不发生变化，故B错误；C．根据共振曲线可知，单摆的固有频率为

因为

所以

得

故C正确；D．A点恰好位于第二条暗纹处，则A点到双缝的距离差为半波长的3倍，即

故D错误。故选C。
3．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了突出贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究
B．安培坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应，突破了对电与磁认识的局限性
C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤首先较准确地测定了静电力常量
D．卡文迪许发现了变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可产生磁场
【答案】A
【解析】A. 法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究，A正确；B. 奥斯特坚信电和磁之间一定存在着联系，发现了电流的磁效应，突破了对电与磁认识的局限性，B错误；C. 静电力常量不是卡文迪许测量的也不是库伦测量的，而是麦克斯韦方程组理论推导出的，C错误；D. 麦克斯韦发现了变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可产生磁场，D错误。故选A。
考点三：无线电波的发射和接收

1．手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成，信号通过电磁波传播。下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波
B．电磁波跟机械波一样，只能在介质中传播
C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播
D．电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播
【答案】D
【解析】A．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围不会产生电场，不能产生电磁波，故A错误；B．电磁波能在真空中传播，且在真空中传播速度最大，故B错误；C．基站停止工作，发射出去的电磁波会继续传播，故C错误；D．电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播，故D正确。故选D。
2．下列说法正确的是（　　）
A．电视机遥控器是利用遥控器发出的红光脉冲信号来换频道的
B．电磁波与声波由空气进入水中时，波长都变短
C．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到红灯距水面最近
D．照相机镜头前的增透膜是利用了光的干涉原理
【答案】D
【解析】A．电视机遥控器是利用遥控器发出的红外线脉冲信号来换频道的，选项A错误；B．电磁波由空气进入水中时，波速减小，波长变短；声波由空气进入水中时，波速变大，波长变长；选项B错误；C．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，由于绿光的折射率最大，绿光从水中射到水面时折射角最大，人逆着折射光线的方向看时，感觉绿灯距水面最近，红灯最远，故C错误；D．照相机镜头前的增透膜是利用了光的干涉原理，选项D正确。故选D。

3．高原冰雪探测雷达系统简称为雪深雷达，是2020珠峰高程测量的主力设备之一，主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深。通过雪深雷达探测获得珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波从空气进入冰雪层，传播速度会变大
C．电磁波从空气进入冰雪层，频率会减小
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
【答案】D
【解析】A．电磁波和声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；B．电磁波在空气中的传播速度大于在冰雪中的传播速度，故B错误；C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确。故选D。
考点四：电磁波谱

1．“4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8～2.7 GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（　　）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．5G信号比4G信号波长更长
C．在真空中，5G信号比4G信号传播速度更快
D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播
【答案】A
【解析】A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；BD．5G信号比4G信号频率高，波长要比4G信号短，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，便于远距离传播，故BD错误；C．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故C错误。故选A。
2．光现象在生活和科技中有广泛的应用，下列关于光现象，说法正确的是（　　）
A．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象
B．电视机遥控器和验钞机发出的是同一种电磁波
C．一束单色光由空气射入玻璃后速度不变，波长变短
D．照相机镜头上涂增透膜利用了光的干涉现象
【答案】D
【解析】A．当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播，所以光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，故A错误；B．电视机遥控器发出的是红外线，验钞机发出的是紫外线，故B错误；C．一束单色光由空气射入玻璃后，根据可知速度变小，而光的频率不变，根据可知波长变短，故C错误；D．通过在照相机镜头表面镀一层特定厚度的薄膜，使某种需要加强透射的光在膜的前表面的反射光和镜头的前表面的反射光发生干涉减弱，从而增强其透射而减少其反射，即利用了薄膜干涉的原理，故D正确。故选D。
3．为了做好新冠疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。下列关于红外测温枪的说法中正确的是（　　）

A．红外测温枪接收到的是身体的热量信号
B．体温越高，测温枪接受到最强辐射频率越低
C．体温越高，测温枪接受到最强辐射波长越短
D．红外线属于电磁波，其波长小于紫外线的波长
【答案】C
【解析】A．红外测温枪接收到的是人体辐射出的红外线，通过波长、强度与温度的关系，就可以得到人体的温度，并不是直接接收人体的热量信号，故A错误；B．温越高，测温枪接受到最强辐射频率越高，故B错误；C．体温越高，测温枪接受到最强辐射波长越短，故C正确；D．红外线属于电磁波，根据电磁波谱的排列顺序可知，红外线的波长大于紫外线的波长，故D错误。故选C。
能力提升练

一、单选题
1．如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为5.53×1014
Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的。下列说法正确的是（　　）

A．大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出4种不同频率的光
B．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应
C．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大
D．将自感系数为30的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应
【答案】B
【解析】A．由可知大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出10种不同频率的光，故A错误；B．从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，小于逸出功，不能使K极金属发生光电效应；从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，大于逸出功，可以使K极金属发生光电效应。从能级n=6、5跃迁至n=2产生的光的光子能量大于，大于逸出功，能使K极金属发生光电效应。所以氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应。故B正确；C．若K极发射的光电子未全部被A极吸收时，则将P向右滑动时，AK两极的电压增大，有更多的光电子被A极吸收，电流计示数增大；若K极发射的光电子已全部被A极吸收时，此时的电流已达到饱和电流，则将P向右滑动时，电流计示数不变。故C错误；D．回路中产生的电磁波的频率为

所以产生的电磁波照射K极不能发生光电效应，故D错误。故选B。
2．为了测量储液罐中液体的液面高度，有人设计了如图甲所示装置。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波，再使用乙图中的调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率，进而再通过振荡电路的振荡频率公式
即可获知电容C的值（L值已知），从而测量油罐内的液面高度。已知平行板电容器正对面积、间距一定的条件下，电容C两极板间充入电介质增加（液面上升）时，电容C增大。则下列分析判断正确的是（　　）

A．该装置适用于测量任意种类液体的液面高度
B．当储物罐内的液面高度降低时，所测到的回路中电流的振荡频率变小
C．当装置使用过久电源电动势减小时，测量的液面高度比真实值偏小
D．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关。
【答案】D
【解析】A．该装置适用于测量不导电液体的液面高度，选项A错误；B．当储物罐内的液面高度降低时，根据

正对面积减小，则C减小，根据

所测到的LC回路中电流的振荡频率变大，选项B错误；CD．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关，则当装置使用过久电源电动势减小时，振荡电路的周期和频率不变，则测量的液面高度比真实值不变，选项C错误，D正确。故选D。
3．利用电磁感应驱动的电磁炮，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。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内线圈右侧。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化规律如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去（时刻刚好运动到右侧管口）。下列关于该电磁炮的说法正确的是（　　）

A．小球在塑料管中的加速度随线圈中电流的增大而增大
B．在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能
C．适当加长塑料管可使小球获得更大的速度
D．在的时间内，顺着发射方向看小球中产生的涡流沿逆时针方向
【答案】D
【解析】A．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，线圈中的磁感应强度变化情况与电流的变化情况相同，在时间内，电流i在增大，但变化率却逐渐减小，线圈的磁通量变化率也逐渐减小，由法拉第电磁感应定律

可知，感应电动势逐渐减小，所以小球受到的感应电场的电场力也逐渐较小，由牛顿第二运动定律可知，小球的加速度逐渐减小，故A错误；B．电容器的放电过程中，变化的磁场在空间产生了变化的电场，然后以电磁波的形式传递出去，散失了一部分能量，所以时间内，电容器储存的电能没有全部转化为小球的动能，故B错误；C．适当增加塑料管的长度，增长后，小球会在电流减小的过程中离开塑料管，当电流减小时，磁场也会减小，通过楞次定律判断可知，此时线圈的作用力向左，阻碍小球运动，所以适当加长塑料管，小球速度会在减小，故C错误；D．时间内，电流逐渐增大，产生的磁场也会增强，通过楞次定律判断可知，原磁场增大，感应磁场与原磁场方向相反，由右手螺旋定则判断可得，小球中产生的涡流是逆时针方向的，故D正确。故选D。
4．随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有发射线圈和电源）将电能传送至电动车底部的感应装置（主要装置是接收线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传送效率只能达到90%左右。下列说法正确的是（　　）

A．只有将地面供电装置接到直流电源上才能对电动车进行充电
B．车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化
C．车身接收线圈中感应电流磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D．若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到100%
【答案】B
【解析】A．大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。所以只有将地面供电装置接到周期性变化的交流电源上，才能使车身接收线圈中有感应电流产生，对电动车充电，A错误；B．由楞次定律可知，车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化，B正确；C．地面装置线圈中电流增加时，车身接收线圈中的磁通量也增加，由楞次定律可知，车身接收线圈中感应电流的磁场与地面装置线圈中电流的磁场方向相反，当地面线圈中电流减小时，车身接收线圈中的磁通量也减小，由楞次定律可知，此时车身接收线圈中感应电流的磁场与地面线圈中电流的磁场方向相同，C错误；D．由于无线电波传播时有电磁辐射，所以地面装置线圈和车身接收线圈中的能量传输不能达到百分之百，D错误。故选B。
5．如图所示为手机无线充电的原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。在充电过程中（　　）

A．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C．受电线圈中感应电流的大小不变
D．受电线圈中感应电流的方向不变
【答案】B
【解析】A．无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有电能量损失，A错误；B．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；CD．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，产生的磁场也是周期性变化的，CD错误。故选B。
6．以下关于电场和磁场的理解正确的是（　　）
A．一定条件下，两种场可以互相激发产生
B．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力
C．静电场、涡旋电场、恒定磁场和变化磁场都可以定义势和势能的概念
D．场和场线都是人们为了研究问题方便引入的理想物理模型，并非客观存在
【答案】A
【解析】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，即一定条件下，两种场可以互相激发产生，故A正确；B．试探电荷在电场中一定受电场力，而电流元（一小段通电导线）在磁场中，若电流与磁感应强度平行，则不受安培力，故B错误；C．静电场定义势和势能的概念，涡旋电场不能引入势的概念，它是由磁场变化率和空间位置决定的，磁场不是有势场，而是涡旋场，故恒定磁场和变化磁场也不能定义势和势能，故C错误；D．电场和磁场是法拉第第一次提出的，是客观存在的物质，而电场线和磁感应线是法拉第为了形象的描述场而假想引入的，并非客观存在，故D错误；故选A。
7．为了体现高考的公平公正，很多地方高考时在考场上使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由信道的低端频率向高端扫描。该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立联接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。根据你学过的知识可以判断（　　）
A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的
B．手机信号必须在介质中才能传播
C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的
【答案】D
【解析】A．手机信号屏蔽器是利用屏蔽器发出的信号去干扰从基站发出的正常信号，从而起到屏蔽作用，不是利用静电屏蔽原理来工作的，A错误；B．手机信号属于电磁波，可以不借助介质传播，B错误；
C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波能传播到考场内，干扰从基站传过来的信号，C错误；D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的，D正确。故选D。
8．哈尔滨工程大学科研团队研发的“悟空号”全海深AUV，于当地时间2021年11月6日15时47分，在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜，最大下潜深度达10896米，再次刷新下潜深度纪录。在幽深的海底，要想知道潜水器所在位置并不容易，因为海水是导电媒质，电磁波在海水中的传播衰减很大，且频率越高衰减越大，导致使用无线电波的GPS的定位手段无计可施。声波是最有效的水下远距离传播信息的载体。“悟空号”AUV就是通过装载的高速水声通信系统来传输信息的。声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分，而且频率越高吸收就越厉害，对于频率低的声波海水反而吸收少。结合以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．无线电波在海水中传播时，不会使海水产生感应电流
B．若海水清澈，光波在海水中的传播衰减就会很小
C．无线电波在介质中的传播速度，除了与介质有关外，还与本身的频率有关
D．声波的频率越低，在海水中传播的距离越远，但传播的速度越小
【答案】C
【解析】A．因为海水是导电媒质，无线电波在海水中传播时，会使海水产生感应电流，故A错误；B．光波在海水中的传播衰减，主要是由于产生感应电流而导致的，故B错误；C．根据折射率与速度公式可知无线电波在介质中的传播速度，除了与介质有关外，还与本身的频率有关，故C正确；D．根据声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分，而且频率越高吸收就越厉害，对于频率低的声波海水反而吸收少，可知频率越低，在海水中传播的距离越远，但传播的速度不变，故D错误。故选C。
9．超材料是一种人造材料，其性质不仅取决于组成成分，还取决于其基本单元结构。通过在关键物理尺度上单元结构的有序设计，超材料能实现自然材料所无法达到的超常电磁特性。人工电磁黑洞由谐振和非谐振的超材料组成，能够螺旋式地吸收电磁波。如图甲所示，电磁黑洞直径约22厘米，包含60个同轴环，每个同轴环都由结构复杂的电路板构成。虚线外是由40个同轴环组成装置外壳，虚线内是由20个同轴环构成吸收器（中心核），光线在中心核里被转化成热能。该装置只吸收微波频段（300MHz-300GHz）的电磁波，吸收效果如图乙所示。通过电磁波在非均匀介质中的传播光路来类比光在引力场中的运动轨迹，电磁黑洞能够模拟黑洞的部分特性。下列说法正确的是（　　）

A．人工电磁黑洞可以吸收波长范围0.1mm～0.1m的电磁波
B．进入该装置中心核的微波在内表面不断被全反射
C．装置外壳越靠近轴心的位置折射率越大
D．速度小于光速c的射线无法从该装置表面逃逸出去
【答案】C
【解析】A．该装置只吸收微波频段（300MHz-300GHz）的电磁波，对应波长为


人工电磁黑洞可以吸收波长范围1mm～1m的电磁波，故A错误；B．进入该装置中心核的微波在非均匀介质中不断折射传播，将光线引至中心核，在中心核里被转化成热能，从而达到螺旋式地吸收电磁波，故B错误；C．为将电磁波引至中心核，由于越靠近轴心位置介质的弯折程度越大，电磁波的偏折角越大，故折射率应越大，故C正确；D．该装置只吸收的电磁波频率为波段（300MHz-300GHz）的电磁波，射线能够逃出，故D错误。故选C。
10．2021年5月15日，我国“天问”一号火星探测器在火星上成功软着陆，这是我国航天事业又一个具有里程碑意义的进展，图中甲，乙是“天问”一号着陆器的运动示意图，关于“天问”一号探测器的发射和着陆，下列说法正确的是（　　）

A．着陆器按如图乙的样子沿箭头方向飞向火星比按如图甲更能有效减速
B．火星探测器的发射速度在第一宇宙速度至第二宇宙速度之间
C．着陆器向火星着陆的过程中使用降落伞，说明火星上有大气层
D．尽管地球距火星非常遥远，科学家们还是可以同步操控火星着陆器着陆
【答案】C
【解析】A．着陆器按如图甲的样子沿箭头方向飞向火星，空气阻力垂直于接触面，沿着陆器运动的反方向即空气阻力与重力的合力向上起减速的效果，图乙的阻力垂直于接触面，其阻力竖直方向上的分力与重力的合力起减速效果，相对比可知图甲更能有效减速，A错误；B．由于“天问”一号火星探测器需要到达火星，因此最终会脱离地球的引力束缚，其发射速度应大于第二宇宙速度，B错误；C．着陆器向火星着陆的过程中使用降落伞，根据牛顿第二定律可知，减速下降是利用了大气层的阻力，说明火星上有大气层，C正确；D．地球与火星距离遥远，只能靠着陆巡视器全程自主控制：着陆时，火星和地球的距离达到3.2亿千米，无线电信号一来一往大约35分钟，地面不可能直接遥控，所有动作触发条件的测量、判断，所有动作的执行，包括最后阶段通过拍摄着陆区的图像并选择满足条件的着陆点，均是自主测量、自主判断、自主控制，D错误。故选C。
二、多选题
11．关于简谐运动和波的现象,下列说法正确的有(　 　)
A．做简谐运动的物体的运动轨迹不一定是直线
B．波源沿直线匀加速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高
C．光波从空气中进入玻璃中后，速度变小，频率变小
D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波可以继续传播
E．声波是横波，具有偏振现象
【答案】ABD
【解析】A．做简谐运动的物体的运动轨迹不一定是直线如单摆，故A正确；B．根据多普勒效应可知,当波源与接收者之间的相对距离减小，则接收到波信号的频率升高，B正确；C．光从空气中进入玻璃中后，频率不变，C错误；D．电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，D正确；E．声波是纵波，不具有偏振现象，E错误。故选ABD。
12．下列说法正确的是（     ）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度等于光速
B．单摆做简谐振动的回复力是摆球受到的重力和拉力的合力提供
C．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
D．杨氏双缝干涉实验中，红光的条纹间距比紫光的条纹间距大
E．5G（即第五代移动通信技术）采用3300—5000MHZ频段，4G（即第四代移动通信技术）采用1880—2635MHZ频段，5G信号比4G信号更容易发生明显衍射
【答案】ACD
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度等于光速，A正确；B．单摆的运动为简谐运动，回复力由重力沿切线方向的分力提供，B错误；C．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，C正确；D．根据条纹间距公式

由于
λ红 > λ紫
则有
Dx红 > Dx紫
D正确；E．因4G信号波长较长，则4G信号更容易发生明显行射，E错误。故选ACD。
13．关于振动和波，以下看法正确的是（　　）
A．在所有的参考系中光波的速度都相同是狭义相对论的基本原理之一
B．利用地球接收到遥远天体发出的光波的频率变化来判断遥远天体相对于地球的运动速度这是利用了光波的多普勒效应
C．机械波在传播的过程中所有质点的振动频率都与波源的频率相同，这是由于所有传播机械波的质点都是在相同频率的驱动力的作用下做受迫振动
D．使接收电路的固有频率与待接收的电磁波的频率相等叫检波
E．在空气中传播的声波的波长与其频率成反比
【答案】ABCE
【解析】A．在所有的参考系中光波的速度都相同是狭义相对论的基本原理之一，A正确；B．观察者与波源相互靠近或远离时，观察者收到波源的频率会升高或降低，产生多普勒效应，因此利用地球接收到遥远天体发出的光波的频率变化来判断遥远天体相对于地球的运动速度这是利用了光波的多普勒效应，B正确；C．机械波在传播的过程中所有质点的振动频率都与波源的频率相同，这是由于所有传播机械波的质点都是在相同频率的驱动力的作用下做受迫振动，C正确；D．使接收电路的固有频率与待接收的电磁波的频率相等叫电谐振，D错误；E．在空气中传播声波时有v=λf，声速不变，波长与其频率成反比，E正确。故选ABCE。
14．下列说法正确的是（　　）

A．图甲中行李安检仪采用射线来透视安检物品
B．用光子能量为1.89eV的光直接照射大量处于激发态的氢原子，可以产生3种不同频率的电磁波
C．图丙所示的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个
D．图丁是利用金属晶格作为障碍物得到的电子衍射图样，则电子动能越大衍射现象越不明显
【答案】ABD
【解析】A．行李安检仪采用射线来透视安检物品，A正确；B．用光子能量为1.89eV的光直接照射大量处于激发态的氢原子，氢原子可以吸收光子跃迁到能级，大量处于能级的氢原子可以释放出不同频率的光子种数为，故B正确；C．半衰期描述的是大量原子核的统计规律，不适用于少数原子核的衰变，故C错误；D．图丁是利用金属晶格作为障碍物得到的电子衍射图样，则电子动能越大，则电子的动量越大，根据可知波长越小，衍射现象越不明显，D正确。故选ABD。