高考物理新同步重点课件+讲义+精练 54Word文档下载推荐.docx
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[解析]选B 无论是电磁波还是声波,都可以传递能量和信息,则A项错误;
根据手机的应用易知B项正确;
太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同,则C项错误;
遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同,故它们的波长也不相同,则D项错误。
电磁振荡的三个“两”
电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高。
学习中若能抓住三个“两”,就可把握好本章的知识要点,从而使知识系统化。
1.两类物理量
考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的,因此,分析各物理量的变化规律就显得尤为重要。
这些物理量可分为两类:
一类是电流(i)。
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Ф和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。
另一类是电压(u)。
电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E的变化规律与u的相同。
电流i和电压u的变化不同步,规律如图所示。
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。
当电容器的电荷量增加时为充电过程,这个过程中电路的电流减小;
电荷量减小时为放电过程,这个过程中电路的电流增加,变化如图所示。
在任意两个过程的分界点对应的时刻,各物理量取特殊值(零或最大)。
3.两类初始条件
如图所示的电路甲和乙,表示了电磁振荡的两类不同初始条件。
图甲中开关S从1合向2时,振荡的初始条件为电容器开始放电,图乙中S从1合向2时,振荡的初始条件为电容器开始充电,学习中应注意区分这两类初始条件,否则会得出相反的结论。
[典例3] (多选)如图所示的LC振荡回路,当开关S转向右边,电路发生振荡后,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
[解析]选ABD 由LC回路电磁振荡的规律知,振荡电流最大时,即是放电刚结束时,电容器上电荷量为0,A对;
回路中电流最大时电感线圈中磁场最强,磁场能最大,B对;
振荡电流为0时充电结束,极板上电荷量最大、电场能最大,C错;
电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期,D对。
[专题训练]
1.
一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动,如图所示。
当磁感应强度均匀增大时,此粒子的( )
A.动能不变
B.动能增大
C.动能减小
D.以上情况都可能
解析:
选B 当磁场均匀增强时,根据麦克斯韦电磁场理论,将激起一稳定的电场,带电粒子将受到电场力作用,电场力对带正电的粒子做正功,所以粒子的动能将增大。
故正确答案为B。
2.如图所示,闭合开关S,待电容器充电结束后,再打开开关S,用绝缘工具使电容器两极板距离稍稍拉开一些,在电容器周围空间( )
A.会产生变化的磁场
B.会产生稳定的磁场
C.不会产生磁场
D.会产生振荡的磁场
选C 两平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势,断开电源后,电容器带电荷量不变,由电容器定义式和平行板电容器公式可得两板间电场强度E=
=
,当用绝缘工具将两极板距离稍稍拉开一些,电容器两板间的电场不发生变化,所以不会产生磁场,C正确。
3.(多选)下列有关电磁波的说法中正确的是( )
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
选BCD 波长越长,越容易发生衍射现象,在电磁波中,无线电波波长最长,γ射线的波长最短,易知A错误,B正确;
波长越短,频率越大的电磁波,其衍射现象不明显,传播的直线性越好,遇到障碍物反射性越好,故C、D正确。
(时间:
45分钟 满分:
100分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)
1.我国进行第三次大熊猫普查时,首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术,详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等,红外遥感利用了红外线的( )
A.平行性好B.相干性
C.反射性能好D.波长大,易衍射
选D 红外线的波长较长,衍射现象明显,易透过云雾、烟尘,因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影,故只有D选项正确。
2.一种电磁波入射到半径为1m的孔上,可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱(如图)中的( )
A.可见光B.γ射线
C.无线电波D.紫外线
选C 波发生明显衍射现象的条件是:
障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小。
由题图可知,电磁波中的无线电波波长范围是104~10-3m,红外线波长范围是10-3~10-7m,可见光、紫外线、γ射线的波长更短,所以只有无线电波才符合条件,C正确。
3.高原上人的皮肤黝黑的原因是( )
A.与高原上人的生活习惯有关
B.与高原上的风力过大有关
C.与高原上紫外线辐射过强有关
D.由遗传本身决定
选C 高原上紫外线辐射比较强,而紫外线对皮肤的生理作用会使人的皮肤变得黝黑。
故选项C正确,A、B、D均错误。
4.一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程( )
A.调幅和检波B.调制和检波
C.调谐和解调D.调谐和调幅
选C 调谐的过程是选出电台的过程,而解调的过程则是把声音信号从高频电流信号中“检”出的过程。
C正确。
5.古代也采用过“无线”通信的方式,如利用火光传递信息的烽火台,利用声音传递信号的鼓等,关于声音与光,下列说法中正确的是( )
A.声音和光都是机械波
B.声音和光都是电磁波
C.声音是机械波,光是电磁波
D.声音是电磁波,光是机械波
选C 声音必须在介质中传播,是一种机械波,光可以在真空中传播,是一种电磁波,C正确。
6.关于手机和BP机,下列说法中不正确的是( )
A.随身携带的手机内,只有无线电接收装置,没有无线电发射装置
B.随身携带的手机内,既有无线电接收装置,又有无线电发射装置
C.两个携带手机的人,必须通过固定的基地台转接,才能相互通话
D.无线电寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置,没有无线电发射装置
选A 手机内既有无线电接收装置又有无线电发射装置。
由于手机发射功率小,因此必须通过固定的基地台转接,两个携带手机的人才能通话。
BP机内只有接收装置,而无发射装置。
二、多项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
7.关于电磁波谱,下列说法正确的是( )
A.波长不同的电磁波在本质上完全相同
B.电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C.电磁波谱的频带很宽
D.电磁波的波长很短,所以电磁波谱的频带很窄
选AC 电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已,其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差近1020倍,所以电磁波谱的频带很宽,故A、C正确。
8.下列关于无线电波的叙述中,正确的是( )
A.无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B.无线电波在任何介质中传播速度均为3.0×
108m/s
C.无线电波不能产生干涉和衍射现象
D.无线电波由真空进入介质传播时,波长变短
选AD 波长大于1毫米(频率低于300GHz)的电磁波叫无线电波,故选项A正确;
无线电波在真空中的速度才是3.0×
108m/s;
无线电波具备波的共性,能发生干涉和衍射现象;
从真空进入介质中时频率不变,速度变小,波长变短,故选项B、C均错误,选项D正确。
9.下列关于无线电广播的叙述,正确的是( )
A.发射无线电广播信号必须采用调频方式
B.发射无线电广播信号必须进行调制
C.接收无线电广播信号必须进行调谐
D.接收到无线电广播信号必须进行解调才能由扬声器播放
选BCD 发射无线电广播信号必须经过调制,可以采用调频,也可以采用调幅方式,所以选项A错误,B正确;
接收无线电广播信号必须经过调谐,即选台,选项C正确;
由于无线电波中有高频信号,所以要经过解调将低频信号检出来,才能由扬声器播放,选项D正确。
10.关于调制器的作用,下列说法正确的是( )
A.调制器的作用是把低频信号加载到高频信号上去
B.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去
C.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去
D.调制器的作用是将低频信号变成高频信号,再放大后直接发射出去
选ABC 调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信号上去,如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化,则是调幅;
如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化,则是调频。
由于低频信号不利于直接从天线发射,所以需要将低频信号加载到高频信号上去,选项A、B、C正确,D错误。
11.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( )
A.增大电容器两极板间的距离
B.使电容器两极板的正对面积足够大
C.尽可能使电场和磁场分散开
D.增大回路中的电容和电感
选AC 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应从两个方面考虑,一是提高振荡频率,二是使电场和磁场尽可能地分散开,所以选项C正确;
由f=
可知,当增大电容器两极板间的距离时,C变小,f增大,选项A正确;
使电容器两极板的正对面积变大,C变大,f变小,选项B错误;
增大回路中的L、C,f变小,选项D错误。
12.下列关于雷达的说法中正确的是( )
A.雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备
B.电磁波遇到障碍物要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的
C.雷达要确定较远物体的位置,使用的是长波段的无线电波
D.雷达每次发射无线电波的时间约为10-6s
选ABD 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备;
电磁波遇到障碍物要反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的;
波长短的电磁波,传播的直线性好,有利于用电磁波定位,因此雷达用的是微波;
雷达每次发射无线电波的时间一般不超过1μs,A、B、D正确,C错误。
13.
如图所示为调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A.经调制后
B.经调谐后
C.经检波后
D.耳机中
选AB 为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制;
而图象表示将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化,这叫调幅,是调制的一种方法;
在接收电路中,经过调谐,回路中将出现调幅振荡电流,经检波后,低频信号从高频电流中还原出来,而在耳机中只有低频信号电流,综上分析,A、B正确。
三、非选择题(本题共4小题,共48分)
14.(8分)如图所示,一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动,当磁场均匀增大时,离子运动的周期将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
当磁场均匀增大时,在光滑轨道处产生逆时针方向的感应电场,正离子在电场力作用下做加速运动,速度增加,由T=
知,运动的周期将变小。
答案:
变小
15.(10分)“为了您和他人的安全,请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”这句警示语是乘坐过飞机的游客都听到过的。
有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用手机造成的。
某机场飞机降落时,机上有四位旅客同时使用了手机,使飞机降落偏离了8度,险些造成事故。
请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢(包括游戏机)?
由于手机或手提电脑在使用无线上网时要发射电磁波,对飞机产生电磁干扰,而飞机上的导航系统是非常复杂的,抗干扰能力不是很强。
因此为了飞行安全,飞机上的旅客不能使用手机或手提电脑。
见解析
16.(14分)如图所示为某雷达的荧光屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×
10-4s,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;
雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙,问:
雷达在何方发现了目标?
目标与雷达相距多远?
雷达向东方发射电磁波时,没有反射回来的信号,向西方发射时,有反射回来的信号,所以目标在西方。
目标到雷达的距离
d=
m=300km。
西方 300km
×
微波炉
MG-5021MW
额定电压:
220V,50Hz
额定功率:
1100W
输出功率:
700W
内腔容积:
20L
振荡频率:
2450MHz17.(16分)微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×
106Hz)。
食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的。
表中是某微波炉的部分技术参数,问:
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少?
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少?
(3)如果做一道菜,使用微波挡需要正常工作30min,则做这道菜需消耗的电能为多少?
(1)波长λ=
m≈0.12m。
(2)额定电流I=
A=5A。
(3)消耗的电能
ΔE=W=Pt=1100×
1800J=1.98×
106J。
(1)0.12m
(2)5A
(3)1.98×
106J
模块综合检测[3-4]
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)
1.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处,树枝在10s内上下振动了6次。
鸟飞走后,他把50g的砝码挂在P处,发现树枝在10s内上下振动了12次。
将50g的砝码换成500g的砝码后,他发现树枝在15s内上下振动了6次。
试估计鸟的质量最接近( )
A.50g B.200g C.500g D.550g
选B 由题意,m1=50g时,T1=
s=
s;
m2=500g时,T2=
s,可见质量m越大,周期T也越大。
鸟的振动周期T3=
s,因为T1<
T3<
T2,鸟的质量应满足m1<
m3<
m2,故选B。
2.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=10sin
tcm,则下列关于该质点运动的说法中正确的是( )
A.质点做简谐运动的振幅为5cm
B.质点做简谐运动的周期为4s
C.在t=4s时质点的速度最大
D.在t=4s时质点的位移最大
选C 由x=10sin
tcm可知,A=10cm。
由ω=
rad/s得T=8s。
t=4s时,x=0,说明质点在平衡位置,此时质点的速度最大,位移为0。
所以只有C项正确。
3.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。
设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是( )
A.紫光、黄光、蓝光和红光
B.紫光、蓝光、黄光和红光
C.红光、蓝光、黄光和紫光
D.红光、黄光、蓝光和紫光
选B 作出a、b、c、d四条光线第一次折射时的法线,可知其折射率的大小关系为na>
nb>
nc>
nd,则它们可能依次是紫光、蓝光、黄光和红光,所以选项B正确。
4.如图所示,简谐横波a沿x轴正方向传播,简谐横波b沿x轴负方向传播,波速都是10m/s,振动方向都平行于y轴。
t=0时刻,这两列波的波形如图所示。
选项图是平衡位置在x=2m处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图象,其中正确的是( )
选B 沿着波的传播方向,“上坡下,下坡上”,则两列波上平衡位置x=2m处的质点在t=0时刻都沿y轴正方向振动,由题图可知两列波的周期相同,则两列波的波峰在t=0.1s时同时到达x=2m处,此时x=2m处的质点的位移为3cm,由图可知,选项B正确。
5.两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示。
已知光线1沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;
光线2的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点。
已知玻璃截面的圆半径为R,OA=
,OP=
R,光在真空中的传播速度为c。
据此可知( )
A.光线2在圆弧面的入射角为45°
B.玻璃材料的折射率为
C.光线1在玻璃中传播速度为
D.光线1在玻璃中传播时间为
B 作出光路图如图所示,光线2沿直线进入玻璃,设在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2,由sinθ1=
得θ1=30°
,A错误;
因OP=
R,由几何关系知BP=R,故折射角θ2=60°
,由折射定律得玻璃的折射率n=
,B正确;
由n=
解得光线1在玻璃中传播速度为
,传播时间为t=
,C、D错误。
6.以下说法正确的是( )
A.真空中蓝光的波长比红光的波长长
B.天空中的彩虹是由光的干涉形成的
C.光纤通信利用了光的全反射原理
D.机械波在不同介质中传播,波长保持不变
选C 蓝光的频率大于红光的频率,在真空中两种光的速度相等,由λ=
,可得蓝光的波长小于红光的波长,选项A错误;
天空中的彩虹是由光的折射形成的,选项B错误;
光纤通信利用了光的全反射原理,选项C正确;
机械波在不同介质中传播,频率保持不变,但传播速度不同,由v=λf知波长也不同,选项D错误。
7.(北京高考)周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波( )
A.沿x轴正方向传播,波速v=20m/s
B.沿x轴正方向传播,波速v=10m/s
C.沿x轴负方向传播,波速v=20m/s
D.沿x轴负方向传播,波速v=10m/s
选B 已知P点的运动方向为沿y轴负方向,可判定波沿x轴正方向传播;
由题图可知λ=20m,又T=2.0s,则波速v=
=10m/s。
故选项B正确。
8.下列说法不正确的是( )
A.光照射遮挡物形成的影轮廓模糊,是光的衍射现象
B.自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时,反射光和折射光都是偏振光
C.经过同一双缝干涉装置所得的干涉条纹,红光条纹间距大于绿光条纹间距
D.紫外线比红外线更容易发生衍射现象
选D 由偏振光的特点知,B正确;
红光的波长比绿光的波长长,根据双缝干涉条纹间距公式Δx=
λ可知,经过同一双缝干涉装置,红光所得的干涉条纹间距大,C正确;
光绕过障碍物的现象称为光的衍射现象,衍射现象的明显程度与缝的宽度(或障碍物的尺寸)及光的波长有关,缝越窄(或障碍物的尺寸越小),波长越长,衍射现象越明显,与红外线相比,紫外线的波长更短,更不容易发生衍射现象,故A正确,D错误。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
9.(2016·
湖北联考)关于波的现象,下列说法正确的有( )
A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化
B.光波从空气进入水中后,更容易发生衍射
C.波源沿直线匀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低
D.不论机械波、电磁波,都满足v=λf,式中三参量依次为波速、波长、频率
选AD 由波的性质可知,A正确;
光波从空气进入水中,波速变小,波长变短,故不容易发生衍射,B错误;
由多普勒效应可判断,波源靠近接收者的过程中,接收者接收到波信号的频率会比波源频率高,则C错误;
波速的计算公式v=λf(v波速,λ波长,f频率)对机械波和电磁波通用,则D正确。
10.关于波动,下列说法正确的是( )
A.各种波均会发生偏振现象
B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹
C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D.已知地震波的纵波速度大于横波速度,此性质可用于横波的预警
选BD 只有横波才能发生偏振现象,故A错误;
用白光做单缝衍射与双缝干涉,都可以观察到彩色条纹,故B正确;
声波在传播过程中,介质中质点的速度并不等于声波的传播速度,故C错误;
已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警,故D正确。
11.在O点有一波源,t=0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波,t1=4s时,距离O点3m的A点第一次达到波峰;
t2=7s时,距离O点4m的B点第一次达到波谷,则以下说法正确的是( )
A.该横波的波长为2m
B.该横波的周期为4s
C.该横波的波速为1m/s
D.距离O点5m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末
选BC 根据题意分析:
由Δx=vΔt,得v4-
=3m,v7-
T=4m(v为波速,T为周期),解得v=1m/s,T=4s,故B、C两项正确;
λ=vT=4m,A项错误;
距离O点为5m的质点第一次开始向上振动的时刻为t=
=5s,D项错误。
12.在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=40m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示。
在x=800m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A.波源S开始振动时方向沿y轴正方向
B.该波的波长为25m,周期为0.5s
C.x=400m处的质点在t=9.375s时处于波峰位
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