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物理选择性必修 第二册2 电磁场与电磁波精品课时作业
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这是一份物理选择性必修 第二册2 电磁场与电磁波精品课时作业，文件包含42电磁场与电磁波同步练习人教版高中物理选修二-解析版docx、42电磁场与电磁波同步练习人教版高中物理选修二-原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
第2课时 电磁场与电磁波
第四章 电磁振荡与电磁波
一、单选题：
１.(2021·东城区高二检测)2021年我国全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3 300～5 000 MHz(1 M＝106)频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1 880～2 635 MHz。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是( )
A．4G信号和5G信号都是纵波
B．4G信号更容易发生衍射现象
C．4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
D．5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
【答案】B
【解析】电磁波均为横波，选项A错误；因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，选项B正确；两种不同频率的波不能发生干涉，选项C错误；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，选项D错误。
故选B。
２.(2021·三亚高二检测)LC振荡电路中，电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，由图线可知( )
A．在t1时刻，电路中的电流最大
B．在t2时刻，电路中磁场能最小
C．在t2～t3时间内，电容器的电场能不断增大
D．在t3～t4时间内，电容器的电量不断增大
【答案】A
【解析】在t1时刻，LC回路中电容器两极板间的电压最大，电场能最大，磁场能为零，对应电流为零，A错误；在t2时刻，电压为零，电场能为零，磁场能最大，B错误；在t2～t3时间内，电容器两极板间电压增大，电场能不断增大，C正确；在t3～t4时间内，电压变小，电容器的电荷量不断减小，D错误。
故选A。
３．(2021·菏泽高二检测)要增大LC振荡电路的频率，可采取的办法是( )
A．增大电容器两极板正对面积
B．减少极板所带的电荷量
C．在线圈中放入软铁棒
D．减少线圈匝数
【答案】D
【解析】由LC振荡电路的频率公式f＝和平行板电容器电容公式C＝知，当增大电容器两极板正对面积时，C增大，f减小。减少极板所带的电荷量，不影响C，即f不变。在线圈中放入软铁棒，L增大，f减小。减少线圈匝数，L减小，f增大。
故选D。
4.某实验小组探究电磁波和声波的传播的特点,实验一:空气中手机A的号码是178××××3810,手机B的号码是155××××2558。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“178××××3810”;实验二:将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A ( )
A.发出响声,并显示手机B的号码“155××××2558”
B.不发出响声,但显示手机B的号码“155××××2558”
C.不发出响声,但显示手机A的号码“178××××3810”
D.既不发出响声,也不显示号码
【答案】B
【解析】声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播,光波、手机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播,故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
5．如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( )
A．a点电势比b点高
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电容器中储存的电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
【答案】B
【解析】磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极板带正电，上极板带负电，a点电势比b点低，故A错误；由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电路中电场能正在减小，故B正确，C错误；电容器放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。
故选B。
6．关于电磁波，下列说法中正确的是( )
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长将变长
D．电磁波只能在真空中传播
【答案】A
【解析】电磁波是交替变化的电磁场由发生区域向远处的传播，在真空中的传播速度是3×108 m/s。在其他介质中的传播速度小于3×108 m/s。电磁波在传播的过程中，频率f不变，由v＝λf可知传播速度变小时，波长变短，故B、C、D均错误。
故选A。
7.LC振荡电路中，在电容器充电完毕但未开始放电的瞬间，下述说法正确的是( )
A．线圈中的电流最大
B．电容器两极板间的电场能最强
C．线圈中的磁场能最强
D．电容器极板上的电荷量为零
【答案】B
【解析】电容器充电完毕但未开始放电的瞬间，振荡电流为零，磁场能为零，电容器极板上的电荷量最多，电场能最强，故B正确。
故选B。
8.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 ( )
A.电场一定能产生磁场,磁场也一定能产生电场
B.变化的电场一定产生变化的磁场
C.稳定的电场也可以产生磁场
D.变化的磁场一定产生电场
【答案】D
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,形成一个统一的、不可分割的电磁场,变化的电场一定产生磁场,但不一定是变化的磁场,稳定的电场不产生磁场,故A、B、C项错误,D正确。
故选D。
9.关于电磁波,下列说法正确的是 ( )
A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
B.电磁波在真空和介质中传播速度相同
C.均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
D.赫兹证明了电磁波的存在
【答案】D
【解析】若只有电场和磁场,而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波,A、C错;光也是电磁波,在真空和介质中传播的速度不同,可判断B错误;赫兹证明了电磁波的存在,D项正确。
故选D。
10.某同学对机械波和电磁波进行对比,总结出下列内容,其中错误的是( )
A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波只有横波
【答案】D
【解析】机械波和电磁波有相同之处,也有本质区别,但v=λf都适用,A说法对;机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象,B说法对;机械波的传播依赖于介质,电磁波可以在真空中传播,C说法对;机械波有横波和纵波,而电磁波是横波,D说法错。
故选D。
11.关于麦克斯韦的电磁场理论及其成就,下列说法错误的是 ( )
A.变化的电场可以产生磁场
B.变化的磁场可以产生电场
C.证实了电磁波的存在
D.预见了真空中电磁波的传播速度等于光速
【答案】C
【解析】在LC振荡电路中，电容器放电的过程是电场能转化为磁场能的过程，电容器放电完毕，则电场能向磁场能转化完毕，故选项C正确。
故选C。
12.如图所示的四种变化电场，能发射电磁波的是( )
【答案】D
【解析】图A是稳定的电场，不能产生磁场；图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定的磁场，也不能形成电磁波；图D是周期性变化的电场，会产生同频率周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波，选项D正确，A、B、C错误。
故选D。
13.关于电磁波，下列叙述中正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速
B．电磁波可以发生衍射现象
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
【答案】B
【解析】电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故C、D错误。
故选B。
14.如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( )
A．a点电势比b点高
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电容器中储存的电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
【答案】B
【解析】磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极板带正电，上极板带负电，a点电势比b点低，故A错误；由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电路中电场能正在减小，故B正确，C错误；电容器放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。
故选B。
15.如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0。与此同时，有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度B的大小跟时间成正比，方向竖直向下。设小球在运动过程中所带电荷量不变，那么( )
A．小球受到的向心力大小不变
B．小球受到的向心力大小不断增加
C．洛伦兹力对小球做了功
D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比
【答案】B
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间线性增大时将产生稳定的感应电场，根据楞次定律可知感应电场的方向与小球运动方向相同，因小球带正电，故电场力对小球做正功，其速率增大，向心力的大小(m)随之增大，A错误，B正确。带电小球所受的洛伦兹力F＝qBv，因为速率v随时间逐渐增大，且B∝t，故F与t不成正比，故D错误。因洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误。
故选：B。
二．多选题：
16.无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器(可见光和红外摄像头)、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是( )
A．超声波和毫米波一样都能在真空中传播
B．红外线的光子能量比可见光的小
C．真空中激光的传播速度比毫米波的大
D．可见光能发生偏振现象，而超声波不能
【答案】BD
【解析】毫米波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故A错误；红外线的频率比可见光的小，所以红外线的光子能量比可见光的小，故B正确；真空中激光的传播速度与毫米波的速度相等，故C错误；可见光是横波，所以能发生偏振现象，而超声波是纵波，所以不能发生偏振现象，故D正确。
故选：BD。
17．(2020·重庆高二检测)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】ABD
【解析】由LC电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是电容器放电刚结束时，电容器上电荷量为零，A正确；回路中电流最大时螺线管中磁场最强，磁场能最大，B正确；振荡电流为零时充电结束，极板上电荷量最大、电场能最大，C错误；由图可知电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D正确。
故选：ABD。
18．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】BC
【解析】由t2－t1＝知t2－t1＝，从题图可看出t1、t2两个时刻自感线圈处的电流都是从左向右穿过自感线圈，t1时刻与电容器放电电流方向相同，故电容器处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，A错误，C正确；t2时刻，电流从左向右通过自感线圈，与电容器放电电流方向相反，所以t2时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两极板间电场增强，B正确；又由于充电过程振荡电流总是减小的，故线圈中磁场也减弱，D错误。
故选：BC。
19.已知一理想的LC振荡电路中电流变化规律与单摆振动的变化规律同步，若在电容器开始放电时计时，则( )
A．单摆势能最大时，LC振荡电路中的电场能最大，磁场能为零
B．单摆速度逐渐增大时，LC振荡电路中的电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大
C．单摆动能最大时，LC振荡电路的电容器刚放完电，电场能为零，电路中电流为零
D．单摆速度逐渐减小时，LC振荡电路的电容器处于充电过程，电路中电流逐渐增大
【答案】AB
【解析】由电场能为零时，磁场能达到最大，电路中电流最大，判断C错误；又因为电容器处于充电过程，电路中电流逐渐减小，所以D错误。对于A、B，首先要明确电路中的电流与单摆的速度相对应，则一个周期内的变化情况如表：
由表可知，第一组同步变化的是电流、磁场能和速度、动能；第二组同步变化的是电场能和单摆的势能。
故选：AB。
20.如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R；有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中。要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是( )
A．匀强磁场
B．均匀增加的磁场
C．均匀减少的磁场
D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子运动
【答案】BC
【解析】恒定的磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力作用下可以产生加速度，使其沿管做圆周运动，选项B、C正确。
故选：BC。
21.应用麦克斯韦电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)正确的是( )
【答案】BC
【解析】A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，故A错误；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，故B正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，当磁感应强度的变化率最大时，感应电场最强。，故C正确；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，当电场强度的变化率最大时，则感应磁场应最强，故D错误。
故选：BC。
三． 计算题：
22.(2020·江苏高考)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”任务团队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。
【答案】Δt
【解析】电磁波在月壤层中的传播速度满足v＝λf
根据题意可知2d＝v·Δt
解得月壤层厚度为d＝Δt。
23.如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V 2 W”。开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流。若从S断开开始计时，求：
(1)当t＝×10－3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
(2)当t＝π×10－3 s时，LC回路中的电流大小。
【答案】(1)正电荷 (2)0.5 A
【解析】(1)S断开后，LC中产生振荡电流，
振荡周期为T＝2π＝2π s＝2π×10－3 s，则t＝×10－3 s＝时，电容器充电完毕，右极板带正电荷。
(2)开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流I＝＝ A＝0.5 A，
当t＝π×10－3 s＝时，LC回路中的电流反向达到最大，即I＝0.5 A。
24.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。
第2课时 电磁场与电磁波
第四章 电磁振荡与电磁波
一、单选题：
１.(2021·东城区高二检测)2021年我国全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3 300～5 000 MHz(1 M＝106)频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1 880～2 635 MHz。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍。下列说法正确的是( )
A．4G信号和5G信号都是纵波
B．4G信号更容易发生衍射现象
C．4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
D．5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
【答案】B
【解析】电磁波均为横波，选项A错误；因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，选项B正确；两种不同频率的波不能发生干涉，选项C错误；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，选项D错误。
故选B。
２.(2021·三亚高二检测)LC振荡电路中，电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，由图线可知( )
A．在t1时刻，电路中的电流最大
B．在t2时刻，电路中磁场能最小
C．在t2～t3时间内，电容器的电场能不断增大
D．在t3～t4时间内，电容器的电量不断增大
【答案】A
【解析】在t1时刻，LC回路中电容器两极板间的电压最大，电场能最大，磁场能为零，对应电流为零，A错误；在t2时刻，电压为零，电场能为零，磁场能最大，B错误；在t2～t3时间内，电容器两极板间电压增大，电场能不断增大，C正确；在t3～t4时间内，电压变小，电容器的电荷量不断减小，D错误。
故选A。
３．(2021·菏泽高二检测)要增大LC振荡电路的频率，可采取的办法是( )
A．增大电容器两极板正对面积
B．减少极板所带的电荷量
C．在线圈中放入软铁棒
D．减少线圈匝数
【答案】D
【解析】由LC振荡电路的频率公式f＝和平行板电容器电容公式C＝知，当增大电容器两极板正对面积时，C增大，f减小。减少极板所带的电荷量，不影响C，即f不变。在线圈中放入软铁棒，L增大，f减小。减少线圈匝数，L减小，f增大。
故选D。
4.某实验小组探究电磁波和声波的传播的特点,实验一:空气中手机A的号码是178××××3810,手机B的号码是155××××2558。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“178××××3810”;实验二:将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A ( )
A.发出响声,并显示手机B的号码“155××××2558”
B.不发出响声,但显示手机B的号码“155××××2558”
C.不发出响声,但显示手机A的号码“178××××3810”
D.既不发出响声,也不显示号码
【答案】B
【解析】声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播,光波、手机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播,故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
5．如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( )
A．a点电势比b点高
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电容器中储存的电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
【答案】B
【解析】磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极板带正电，上极板带负电，a点电势比b点低，故A错误；由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电路中电场能正在减小，故B正确，C错误；电容器放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。
故选B。
6．关于电磁波，下列说法中正确的是( )
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长将变长
D．电磁波只能在真空中传播
【答案】A
【解析】电磁波是交替变化的电磁场由发生区域向远处的传播，在真空中的传播速度是3×108 m/s。在其他介质中的传播速度小于3×108 m/s。电磁波在传播的过程中，频率f不变，由v＝λf可知传播速度变小时，波长变短，故B、C、D均错误。
故选A。
7.LC振荡电路中，在电容器充电完毕但未开始放电的瞬间，下述说法正确的是( )
A．线圈中的电流最大
B．电容器两极板间的电场能最强
C．线圈中的磁场能最强
D．电容器极板上的电荷量为零
【答案】B
【解析】电容器充电完毕但未开始放电的瞬间，振荡电流为零，磁场能为零，电容器极板上的电荷量最多，电场能最强，故B正确。
故选B。
8.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 ( )
A.电场一定能产生磁场,磁场也一定能产生电场
B.变化的电场一定产生变化的磁场
C.稳定的电场也可以产生磁场
D.变化的磁场一定产生电场
【答案】D
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,形成一个统一的、不可分割的电磁场,变化的电场一定产生磁场,但不一定是变化的磁场,稳定的电场不产生磁场,故A、B、C项错误,D正确。
故选D。
9.关于电磁波,下列说法正确的是 ( )
A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
B.电磁波在真空和介质中传播速度相同
C.均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
D.赫兹证明了电磁波的存在
【答案】D
【解析】若只有电场和磁场,而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波,A、C错;光也是电磁波,在真空和介质中传播的速度不同,可判断B错误;赫兹证明了电磁波的存在,D项正确。
故选D。
10.某同学对机械波和电磁波进行对比,总结出下列内容,其中错误的是( )
A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波只有横波
【答案】D
【解析】机械波和电磁波有相同之处,也有本质区别,但v=λf都适用,A说法对;机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象,B说法对;机械波的传播依赖于介质,电磁波可以在真空中传播,C说法对;机械波有横波和纵波,而电磁波是横波,D说法错。
故选D。
11.关于麦克斯韦的电磁场理论及其成就,下列说法错误的是 ( )
A.变化的电场可以产生磁场
B.变化的磁场可以产生电场
C.证实了电磁波的存在
D.预见了真空中电磁波的传播速度等于光速
【答案】C
【解析】在LC振荡电路中，电容器放电的过程是电场能转化为磁场能的过程，电容器放电完毕，则电场能向磁场能转化完毕，故选项C正确。
故选C。
12.如图所示的四种变化电场，能发射电磁波的是( )
【答案】D
【解析】图A是稳定的电场，不能产生磁场；图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定的磁场，也不能形成电磁波；图D是周期性变化的电场，会产生同频率周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波，选项D正确，A、B、C错误。
故选D。
13.关于电磁波，下列叙述中正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速
B．电磁波可以发生衍射现象
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
【答案】B
【解析】电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故C、D错误。
故选B。
14.如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( )
A．a点电势比b点高
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电容器中储存的电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
【答案】B
【解析】磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极板带正电，上极板带负电，a点电势比b点低，故A错误；由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电路中电场能正在减小，故B正确，C错误；电容器放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。
故选B。
15.如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0。与此同时，有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度B的大小跟时间成正比，方向竖直向下。设小球在运动过程中所带电荷量不变，那么( )
A．小球受到的向心力大小不变
B．小球受到的向心力大小不断增加
C．洛伦兹力对小球做了功
D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比
【答案】B
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间线性增大时将产生稳定的感应电场，根据楞次定律可知感应电场的方向与小球运动方向相同，因小球带正电，故电场力对小球做正功，其速率增大，向心力的大小(m)随之增大，A错误，B正确。带电小球所受的洛伦兹力F＝qBv，因为速率v随时间逐渐增大，且B∝t，故F与t不成正比，故D错误。因洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误。
故选：B。
二．多选题：
16.无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器(可见光和红外摄像头)、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是( )
A．超声波和毫米波一样都能在真空中传播
B．红外线的光子能量比可见光的小
C．真空中激光的传播速度比毫米波的大
D．可见光能发生偏振现象，而超声波不能
【答案】BD
【解析】毫米波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故A错误；红外线的频率比可见光的小，所以红外线的光子能量比可见光的小，故B正确；真空中激光的传播速度与毫米波的速度相等，故C错误；可见光是横波，所以能发生偏振现象，而超声波是纵波，所以不能发生偏振现象，故D正确。
故选：BD。
17．(2020·重庆高二检测)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】ABD
【解析】由LC电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是电容器放电刚结束时，电容器上电荷量为零，A正确；回路中电流最大时螺线管中磁场最强，磁场能最大，B正确；振荡电流为零时充电结束，极板上电荷量最大、电场能最大，C错误；由图可知电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D正确。
故选：ABD。
18．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】BC
【解析】由t2－t1＝知t2－t1＝，从题图可看出t1、t2两个时刻自感线圈处的电流都是从左向右穿过自感线圈，t1时刻与电容器放电电流方向相同，故电容器处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，A错误，C正确；t2时刻，电流从左向右通过自感线圈，与电容器放电电流方向相反，所以t2时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两极板间电场增强，B正确；又由于充电过程振荡电流总是减小的，故线圈中磁场也减弱，D错误。
故选：BC。
19.已知一理想的LC振荡电路中电流变化规律与单摆振动的变化规律同步，若在电容器开始放电时计时，则( )
A．单摆势能最大时，LC振荡电路中的电场能最大，磁场能为零
B．单摆速度逐渐增大时，LC振荡电路中的电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大
C．单摆动能最大时，LC振荡电路的电容器刚放完电，电场能为零，电路中电流为零
D．单摆速度逐渐减小时，LC振荡电路的电容器处于充电过程，电路中电流逐渐增大
【答案】AB
【解析】由电场能为零时，磁场能达到最大，电路中电流最大，判断C错误；又因为电容器处于充电过程，电路中电流逐渐减小，所以D错误。对于A、B，首先要明确电路中的电流与单摆的速度相对应，则一个周期内的变化情况如表：
由表可知，第一组同步变化的是电流、磁场能和速度、动能；第二组同步变化的是电场能和单摆的势能。
故选：AB。
20.如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R；有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中。要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是( )
A．匀强磁场
B．均匀增加的磁场
C．均匀减少的磁场
D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子运动
【答案】BC
【解析】恒定的磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力作用下可以产生加速度，使其沿管做圆周运动，选项B、C正确。
故选：BC。
21.应用麦克斯韦电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)正确的是( )
【答案】BC
【解析】A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，故A错误；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，故B正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，当磁感应强度的变化率最大时，感应电场最强。，故C正确；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，当电场强度的变化率最大时，则感应磁场应最强，故D错误。
故选：BC。
三． 计算题：
22.(2020·江苏高考)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”任务团队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。
【答案】Δt
【解析】电磁波在月壤层中的传播速度满足v＝λf
根据题意可知2d＝v·Δt
解得月壤层厚度为d＝Δt。
23.如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V 2 W”。开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流。若从S断开开始计时，求：
(1)当t＝×10－3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
(2)当t＝π×10－3 s时，LC回路中的电流大小。
【答案】(1)正电荷 (2)0.5 A
【解析】(1)S断开后，LC中产生振荡电流，
振荡周期为T＝2π＝2π s＝2π×10－3 s，则t＝×10－3 s＝时，电容器充电完毕，右极板带正电荷。
(2)开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流I＝＝ A＝0.5 A，
当t＝π×10－3 s＝时，LC回路中的电流反向达到最大，即I＝0.5 A。
24.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。
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