新教材2023高中物理第四章电磁振荡与电磁波章末整合提升新人教版选择性必修第二册 试卷

这是一份新教材2023高中物理第四章电磁振荡与电磁波章末整合提升新人教版选择性必修第二册，共4页。
第四章 电磁振荡与电磁波 章末整合提升主题一　对电磁振荡的理解1.两类物理量.(1)振荡电流i在电感线圈中形成磁场,因此,线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律.(2)电容器极板上的电荷量q决定电场能的大小,两极板间的电压U、电场强度E和电场能E电的变化规律与电容器极板上的电荷量q的变化规律相同.振荡电流i和电容器两极板间电压U的变化不同步,规律如下图所示.2.两个过程.电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程.电容器的电荷量增加的过程为充电过程,这个过程中电路的电流减小;电容器的电荷量减少的过程为放电过程,这个过程中电路的电流增大.在任意两个过程的分界点对应的时刻,各物理量取特殊值(0或最大值).电磁振荡的一个周期内电容器经历两次充电、两次放电.3.两个初始条件.图中的电路甲和乙,分别表示电磁振荡的两个不同初始条件.图甲中开关S由1掷向2时,电磁振荡的初始条件为电容器开始放电;图乙中S由1掷向2时,电磁振荡的初始条件为电容器开始充电.甲                乙4.电磁振荡的周期和频率.(1)周期T=2π,频率f=.(2)对周期公式T=2π的定性分析.①L对T的影响:L越大,电磁振荡过程中因自感现象产生的自感电动势就越大,楞次定律中所说的“阻碍”作用也就越大,从而延缓振荡电流的变化,使振荡周期T变长.②C对T的影响:C越大,电磁振荡过程中无论是充电阶段(将电容器充至一定电压),还是放电阶段(将一定电压下的电容器中的电荷量放完),其时间都相应地变长,从而使振荡周期T变长.【典例1】(多选)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C可通过开关S与线圈L或电源相连,电路如图所示.当开关从a拨到b时,由线圈与电容器构成的电路中产生周期T=2π的振荡电流.当罐中的液面上升时              (　　)A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC电路的振荡频率减小D.LC电路的振荡频率增大解析:当罐中液面上升时,电容器的电容C增大,根据T=2π可知LC电路的振荡周期T增大,又因为f=,所以LC电路的振荡频率减小,故选项B、C正确,选项A、D错误.答案:BC【典例2】(多选)LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,则 (　　)A.若磁场正在减弱,则电容器正在充电,电流由b向aB.若磁场正在减弱,则电场能正在增大,电容器上极板带负电C.若磁场正在增强,则电场能正在减小,电容器上极板带正电D.若磁场正在增强,则电容器正在充电,电流方向由a向b解析:若磁场正在减弱,则电流在减小,是电容器的充电过程,根据安培定则可确定电流由b向a,电场能增大,上极板带负电,故选项A、B正确.若磁场正在增强,则电流在增大,是电容器的放电过程,电场能正在减小,根据安培定则可判断电流由b向a,上极板带正电,故选项C正确,选项D错误.答案:ABC【典例3】如图所示的振荡电路中,线圈自感系数L=0.5 H,电容器电容C=2 μF.现使电容器带电,从接通开关S时开始计时.(1)当t=3.0×10-2 s时,电路中电流方向如何?(2)经过多长时间,线圈中的磁场能第一次达到最大?解析:(1)LC振荡电路的周期T=2π=2π s=6.28×10-3 s,当t=3.0×10-2 s时,4T<t<5T,此时电容器正处于正向充电阶段,所以电流方向为顺时针.(2)当接通开关S时,电容器开始放电,当电场能全部转化为磁场能时,磁场能第一次达到最大,此时t==1.57×10-3 s.答案:(1)顺时针　(2)1.57×10-3 s
主题二　电磁波的传播特点及应用1.电磁波谱.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等按波长大小或频率高低排列起来,便构成了范围非常广阔的电磁波谱.2.各种不同的电磁波既有共性,又有个性.(1)共性:它们在本质上都是电磁波,都满足公式v=fλ,它们在真空中的传播速度都是c=3×108 m/s,它们的传播都不需要介质.(2)个性:不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性.波长越长越容易产生干涉、衍射现象;波长越短观察干涉、衍射现象越困难.正是这些不同的特性决定了它们不同的用途.【典例4】(多选)下列有关电磁波的说法正确的是 (　　)A.电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波B.电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线C.频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播D.雷达用的是微波,因为微波传播的直线性好解析:波长越长,越容易发生衍射现象,在电磁波谱中,无线电波波长最长,γ射线的波长最短,故选项A错误,选项B正确.波长越短,频率越大的电磁波,其衍射现象越不明显,传播的直线性越好,遇到障碍物反射性越好,故选项C、D正确.答案:BCD【典例5】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内,电磁波在空气中的传播速度c=3.0×108 m/s.(1)雷达发射电磁波的波长范围是多少?(2)能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离?解析:(1)由c=λf可得λ1== m=1.5 m,λ2== m=0.3 m,故雷达发射的电磁波的波长范围是0.3~1.5 m.(2)电磁波测距就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离,所以可根据x=确定雷达和目标间的距离.答案:(1)0.3~1.5 m　(2)能