高二物理同步测试(8)—电磁波

高中学生学科素质训练高二物理同步测试（8）—电磁波相对论简介（时间90分钟，赋分100分）一、选择题（每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）1．在LC回路产生电磁振荡的过程中（）A．从电容器放电开始计时，当LCkt时，振荡电流最大，其中k=0、l、2、3…B．当电容器中场强增大时，线圈中的自感电动势与振荡电流方向相反C．向电容器充电是磁场能转化为电场能的过程D．电容器在相邻的充、放电时间内，电流方向一定相同2．由电容为C、电感为L组成的LC振荡电路在电磁振荡过程中，所激发的电磁波以速度v向空间传播，则电磁波的波长为（）A．LC2B．LC21C．LCv2D．LCv23．在LC振荡电路中，当振荡电流逐渐减小时，以下说法正确的是（）A．电场能正在向磁场能转化B．磁场能正在向电场能转化C．电场能全部转化为磁场能D．磁场能全部转化为电场能4．某LC电路的振荡频率为520kHz，为能提高到1040kHz，以下说法正确的是（）A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍B．调节可变电容，使电容减小为原来的1／4C．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍D．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的1／25．当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（）A．磁感应强度和电场强度都达到最大值B．磁感应强度和电场强度都为零C．磁感应强度最大而电场强度是零D．磁感应强度是零而电场强度最大6．LC振荡电路振荡过程中，下列说法正确的有（）A．电流最大的时刻电压也最高B．电流增大的过程是电容器的放电过程C．电流最小的时刻电压却最高D．自感电动势最大时电容器带电量最大7．下列说法中正确的是（）A．变化电场周围空间的磁场一定是变化的B．变化的电场周围空间产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围空间产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的8．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等于真空中的光速B．电磁波和机械波一样依赖于媒质传播C．电磁波中每一处电场强度方向和磁感应强度方向总是相互垂直，并且与波的传播方向也垂直D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波9．如图所示，LC振荡电路导线及电感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且电流正在增大，则（）A．这时电容器A板带负电荷，B板带正电荷B．因电流正在增大，MN间的电势差也随之增大C．当MN间电势差随电流的变化达到最大值时磁场能刚好向电场能转化完毕D．题中所述时刻线圈中产生的感生电动势正在变大10．某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻（）A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化11．如图所示电路中，电感线圈的电阻不计，原来开关闭合，从断开开关S的瞬间开始计时，以下说法正确的是（）A．t=0时刻，电容器的左板带正电，右板带负电B．LCt2时刻，线圈L的感应电动势最大C．LCt时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左D．LCt时刻，电容器C两极板间电压最大12．如图所示，LC振荡电路正处在振荡过程中，某时刻L中的磁场和C中电场如图所示，可知（）A．电容器中的电场强度正在增大B．线圈中磁感应强度正在增大C．该时刻电容器极板上电荷最多D．该时刻振荡电流达最大值二、填空题（共24分。把正确答案填在题中的横线上）13．（4分）最简单的振荡电路简称_______电路，它产生振荡电流是按________规律变化的。14．（4分）在一个LC振荡电路中产生振荡电流时，当电容器两端电压为U时，线圈两端的电压为________，当电容器两端电压达到最大值Um时，流过线圈的电流强度为_______15．（4分）在LC振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的______场和______场都发生________变化，这种现象叫做___________。16．（4分）麦克斯韦电磁理论的两个要点是：（l）_________________；（2）________________。17．（4分）一个振荡电路发射电磁波的频率为3×107Hz，则该电磁波的最大波长是__________18．（4分）狭义相对论的两个基本假设是：（l）_________________；（2）________________。三、解答题（共28分）要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。19．（8分）有一LC振荡电路，如图所示，当电容调节为C1=200pF时，能产生频率为f1=500kHz的振荡电流，要获得频率为f2=1.0×103kHz的振荡电流，则可变容器应调为多大？（设电感L保持不变）20．（10分）静止长度为2m的物体，以0.8c的速度沿长度方向相对某观察者匀速运动时，此观察者测量该物体的长度为多少？若该物体静止时的质量为m0，那么此时它的质量为多少？21．（10分）无线电广播的中波段波长的范围是187－560m，为了避免邻近电台干扰，两个电台的频率范围至少应差104Hz，则在此波段中最多所容纳的电台数约为多少个？参考答案一、选择题（每小题4分，共48分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）1．C解析：对A由T=LC2，当LCkt时，由图象知，振荡电路电流为零，选项A错误；对B由图象可知，当场强增大时（24TT，TT43）振荡电流减小，线圈中自感电动势与振荡电流方向是相同的，B选项错误。在电容器充电时，电场能增大，磁场能减小，磁场能转化成电场能，选项C正确。相邻的充、放电过程，由图象可知，在24TT，电容器放电，i0，而在432TT电容器放电，i0，因而选项D错误。2．D3．B解析：在振荡回路中，振荡电流逐渐减小的过程是给电容器充电过程，是磁场能正在向电场能转化的过程。4．B解析：由频率LCf21要使频率提高到原来2倍，则可以减小电容变为原来的1／4，或减小自感变为原来的l／45．C解析：LC振荡电路中电流达到最大值时是振荡电容器放电刚结束时，此时磁感应强度最大；电场强度最小为零。6．BCD解析：电磁振荡过程中电流最大时是放电结束时，此时电压最小，电流增大的过程是放电的过程，电流最小时是充电刚结束时，此时电压最大，充电刚结束时电流变化率最大，自感电动势最大，电压最大。7．D解析：由麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，周期性变化的磁场周围一定能产生周期性变化的电场。8．AC解析：电磁波是电磁场由近及远在空间传播形成的，电磁波可以不依赖媒质而独立存在。在真空中传播速度等于光速，电磁波是横波，传播过程中电场强度和磁感应强度总垂直，且与波的传播方向垂直。9．AC解析：电流在增大，则电场能正向磁场能转换，电容器在放电。由放电电流的方向可判断出，B极板带正电荷。A正确；因电容器带电量正在减少，所以两极间即M、N间电势差正在减小。B错误；当M、N间电势差达最大值时，即电容器带电量最多时，恰是磁场能刚好向电场能转化完毕。C正确；因为线圈感应电动势与电流的变化率成正比，所以随着振荡电流的增大，电流的变化率在减少，线圈中产生的感应电动势在减小。D错误。10．AD解析：该题考查的就是对产生电磁振荡的过程中振荡电流，电容器极板上电量变化的规律及电场能、磁场能相互转化的认识和理解。解决该题的关键是根据电容器两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程中，由电磁振荡的规律可知：在电容器充电过程中。电流是逐渐减小的，且在充电过程中，电场能逐渐增加，磁场能逐渐减小，即磁场能正在向电场能转化。注：要善于利用回路电流方向与电容器极板上的电荷性质确定电磁振荡所处的状态。11．BC解析：作出振荡电流随时间变化的图象，t=0时刻，电容器极板间电压为零，两个极板均不带电。42TLCt电容器充电完毕，此时电流为零但变化最快，线圈L的感应电动势最大，B正确。2TLCt电容器放电完毕，通过线圈L的电流最大，方向向左，两极板间电压为零，故C对，D错。12．B解析：由安培定则知电流正流向负极板，电容器放电，A错B对，CD都错。二、填空题（共24分）13．（4分）LC振荡正弦14．（4分）U（LC振荡电路中，线圈两端的两压和电容器两极板电压相等）；015．（4分）磁；电；周期性；电磁振荡16．（4分）变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场17．（4分）10m18．（4分）狭义相对性原理；光速不变原理三、解答题（共28分）19．（8分）解析：根据公式LCf21（2分）由于电感L保持不变所以1221CCff（3分）所以122212CffC=50pF（3分）20．（10分）解：由长度的相对性公式20)(1cvll（3分）得观察者测量的长度为06.0ll=1.2m（2分）由相对论质量公式20)(1cvmm（3分）得物体运动时的质量为035mm（2分）21．（10分）解：根据fc（2分）有611106.1cfHz（3分）522104.5cfHz（3分）即中波波段频率范围为5104.5Hz～6106.1Hz由于相邻两个电台的频率范围相差Δf=104Hz，则在此波段中最多所容纳的电台数约为fffN21＝106个（2分）