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Page2025年高考物理解密之電磁振蕩與電磁波一.選擇題(共10小題)1.(2024?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬)量子雷達(dá)是隱身戰(zhàn)機(jī)的克星,可以捕捉到普通雷達(dá)無法探測(cè)到的目標(biāo)。有一類量子雷達(dá),仍采用發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波,但在接收機(jī)處使用量子增強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)以提升雷達(dá)系統(tǒng)的性能。下列說法正確的是A.量子就是粒子 B.隱身戰(zhàn)機(jī)不向外輻射紅外線 C.電磁波在真空中的傳播速度與其頻率無關(guān) D.量子雷達(dá)是利用目標(biāo)物體發(fā)射的電磁波工作的2.(2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示電路中,線圈的直流電阻可忽略不計(jì)。閉合開關(guān),待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān),電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定線圈中的電流方向從到為正,則從斷開開關(guān)開始線圈中電流隨時(shí)間變化的圖像是A. B. C. D.3.(2024?香坊區(qū)校級(jí)四模)如圖為理想振蕩電路工作中的某時(shí)刻,電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)的方向與線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖所示,是電路中的一點(diǎn)。下列說法中正確的是A.電路中的磁場(chǎng)能在增大 B.流過點(diǎn)的電流方向向右 C.電路中電流正在減小 D.電容器所帶電荷量正在減少4.(2024?海淀區(qū)校級(jí)模擬)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。利用時(shí)間測(cè)距方法進(jìn)行導(dǎo)航定位。時(shí)間測(cè)距是通過定位衛(wèi)星與用戶間發(fā)出信號(hào)和接受信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出用戶與衛(wèi)星間的距離,為了準(zhǔn)確測(cè)定用戶的三維空間坐標(biāo),這就至少需要3顆定位衛(wèi)星。而要做到實(shí)時(shí)定位,需處理3顆衛(wèi)星同一時(shí)間的信息,這就再需要一顆時(shí)間校準(zhǔn)衛(wèi)星。為了獲得準(zhǔn)確的時(shí)間信息,衛(wèi)星中會(huì)搭載高精度的原子鐘,目前中使用的氫原子鐘由我國自主研制,其精度可達(dá)到3000萬年的誤差在1秒以內(nèi)。的空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成的混合導(dǎo)航星座。同時(shí),加入主控站、時(shí)間同步和監(jiān)測(cè)站等若干地面站和用戶終端實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。通常導(dǎo)航信號(hào)傳輸使用的是頻率范圍為的波段電磁波。根據(jù)以上材料,下列說法正確的是A.只需在時(shí)間校準(zhǔn)衛(wèi)星上搭載氫原子鐘就可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶實(shí)時(shí)定位 B.地球靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量、軌道半徑必須一樣 C.為盡可能減少障礙物對(duì)信號(hào)的遮擋,可更換為頻率范圍為的遠(yuǎn)紅外線波段電磁波 D.左右的時(shí)間偏差會(huì)造成用戶和衛(wèi)星間的距離測(cè)量誤差達(dá)到幾米的量級(jí)5.(2024?海淀區(qū)校級(jí)模擬)關(guān)于電磁波,下列說法正確的是A.射線在醫(yī)院可用于對(duì)病房消毒殺菌 B.射線在工業(yè)上可用于檢查金屬部件內(nèi)部有無裂縫 C.無線電波從空氣進(jìn)入水中后波速會(huì)變大 D.電磁通訊信號(hào)無法在真空中傳輸6.(2024?金東區(qū)校級(jí)模擬)某物理學(xué)習(xí)小組成員把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照?qǐng)D甲連成電路。將電壓傳感器的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。光把開關(guān)置于電源一側(cè),為電容器充電;稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè),使電容器通過線圈放電。傳感器在電腦上顯示的電壓波形如圖乙所示,則下列說法正確的是A.若電路中的電阻忽略不計(jì),電壓一定隨時(shí)間等幅振蕩 B.若增大,則的值將減小 C.在時(shí)間段,電流方向?yàn)閳D甲中的逆時(shí)針方向 D.在時(shí)間段,線圈中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能在逐漸增大7.(2024?泰州模擬)微波爐是利用微波(高頻電磁波)進(jìn)行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器,遇到金屬爐壁會(huì)反射,遇到水和食物等會(huì)被吸收,并使食物內(nèi)水分子劇烈振動(dòng)而達(dá)到加熱目的。某次利用微波爐加熱食物時(shí)出現(xiàn)了受熱不均的情況,造成該現(xiàn)象的主要原因是A.電磁波在食物內(nèi)部發(fā)生了干涉 B.電磁波在食物內(nèi)部發(fā)生了折射 C.電磁波在食物表面發(fā)生了反射 D.電磁波經(jīng)過食物時(shí)發(fā)生了衍射8.(2024?道里區(qū)校級(jí)模擬)振蕩電路如圖所示,已知、,開關(guān)斷開時(shí)電容器極板間有一帶負(fù)電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),時(shí)將開關(guān)閉合,已知油滴始終沒有碰到兩板,則A.時(shí),電容器上極板帶負(fù)電荷 B.在的時(shí)間內(nèi)電路電流減小 C.在的時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)能不斷增大 D.在的時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)能不斷增大9.(2024?海淀區(qū)校級(jí)三模)在經(jīng)典核式結(jié)構(gòu)模型中,氫原子的電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)典的電磁理論表明電子做加速運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)射電磁波,同時(shí)電子的軌道半徑逐漸減?。僭O(shè)電子的每一圈運(yùn)動(dòng)軌道可近似視為圓周),電磁波的發(fā)射功率可表示為(拉莫爾公式),其中為電子的加速度,為真空光速,為靜電力常數(shù),為電子電荷量。根據(jù)經(jīng)典電磁理論,在電子落到原子核上之前,下列說法正確是A.電磁波發(fā)射功率越來越小 B.電子的動(dòng)能變化量大于電勢(shì)能的變化量 C.電子發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)越來越短 D.電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)越來越長(zhǎng)10.(2024?湖南模擬)我國2016年在貴州落成啟用的世界最大的口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡如圖所示,它被譽(yù)為“中國天眼”,它可以接收來自宇宙深處的電磁波。關(guān)于電磁波,下列說法正確的是A.電磁波可以在真空中傳播 B.麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波 C.頻率越高的電磁波,波長(zhǎng)越長(zhǎng) D.電磁波不能傳遞信息和能量二.多選題(共6小題)11.(2024?中山市校級(jí)模擬)在超聲波懸浮儀中,由振蕩電路產(chǎn)生高頻電信號(hào),通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的超聲波,利用超聲波最終實(shí)現(xiàn)小水珠的懸浮。若振蕩電路某時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)及電容器兩極板所帶的電荷如圖所示,下列說法正確的是A.此時(shí)電容器的電壓正在增大 B.此時(shí)電場(chǎng)能正向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 C.在線圈中插入鐵芯,振蕩電路的頻率減小 D.增大平行板電容器極板間的距離,振蕩電路的頻率減小12.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,為測(cè)量?jī)?chǔ)物罐中不導(dǎo)電液體的高度,有人設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)液面高度變化的傳感器。將與儲(chǔ)物罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容置于儲(chǔ)罐中,電容可通過開關(guān)與電感或電源相連,當(dāng)開關(guān)從撥到時(shí),由電感和電容構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。通過檢測(cè)振蕩電流的頻率變化,可以推知液面的升降情況。關(guān)于此裝置下面說法正確的是A.電源電動(dòng)勢(shì)越小,則振蕩電流的頻率越低 B.當(dāng)電路中電流最大時(shí),電容器兩端的電壓最小 C.開關(guān)撥向瞬間,電感的自感電動(dòng)勢(shì)為零 D.檢測(cè)到振蕩電流的頻率增加,說明液面高度在降低13.(2024?青山湖區(qū)校級(jí)模擬)圖中為測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體高度的電路,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容置于儲(chǔ)罐中,電容可通過開關(guān)與電感或電源相連。當(dāng)開關(guān)從撥到時(shí),由電感與電容構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的振蕩電流如圖乙所示。在平行板電容器極板面積一定、兩極板間距離一定的條件下,下列說法正確的是A.儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低時(shí)電容器的電容減小 B.內(nèi)電容器放電 C.內(nèi)回路中磁場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 D.若電感線圈的自感系數(shù)變大,則回路振蕩電流的頻率將變小14.(2024?青羊區(qū)校級(jí)模擬)物理知識(shí)在生活生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用,下列說法正確的是A.醫(yī)學(xué)體檢所使用的超檢查利用了多普勒效應(yīng)的原理 B.在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制 C.纖維式內(nèi)窺鏡檢查人體胃、腸、氣管等臟器的內(nèi)部,利用了光的干涉的原理 D.雷達(dá)用的是微波,因?yàn)槲⒉▊鞑サ闹本€性好 E.人在沙漠上看到的蜃景是倒立的象,在海上蜃景是正立的像15.(2024?臺(tái)州二模)下列說法正確的是A.在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律的形式是不同的 B.在振蕩電路中,當(dāng)電流最大時(shí),電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能最小 C.電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射越明顯,有利于電磁波的發(fā)射和接收 D.降噪耳機(jī)通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同,相位相反的聲波來減噪16.(2024?湖南模擬)下圖甲為超聲波懸浮儀,上方圓柱體中,高頻電信號(hào)(由圖乙電路產(chǎn)生)通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的高頻聲信號(hào),發(fā)出超聲波,下方圓柱體將接收到的超聲波信號(hào)反射回去。兩列超聲波信號(hào)疊加后,會(huì)出現(xiàn)振幅幾乎為零的點(diǎn)——節(jié)點(diǎn),在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)聲波壓力的作用下,小水珠能在節(jié)點(diǎn)處附近保持懸浮狀態(tài),該情境可等效簡(jiǎn)化為圖丙所示情形,圖丙為某時(shí)刻兩列超聲波的波形圖,、為波源,該時(shí)刻、波源產(chǎn)生的波形分別傳到了點(diǎn)和點(diǎn),已知聲波傳播的速度為,振蕩回路的振蕩周期為,則下列說法正確的是A.該超聲波懸浮儀是利用干涉原理,且發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率為 B.兩列波疊加穩(wěn)定后,波源、之間小水珠共有9個(gè)懸浮點(diǎn) C.小水珠在懸浮狀態(tài)點(diǎn)所受聲波壓力的合力豎直向下 D.要懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)增加,可拔出圖乙線圈中的鐵芯三.填空題(共4小題)17.(2024?三明模擬)1988年,德國物理學(xué)家赫茲對(duì)火花放電現(xiàn)象進(jìn)行深入研究,第一次驗(yàn)證了電磁波的存在。一小組研究電磁振蕩實(shí)驗(yàn),圖甲為時(shí)刻的電路狀態(tài),此時(shí)電容器正在(選填“充電”或“放電”;圖乙為通過線圈的電流隨時(shí)間變化的圖像,時(shí)刻電場(chǎng)能正在(選填“增大”、“減小”或“不變”;要增大振蕩頻率,可(選填“增大”、“減小”或“不變”電容器的電容。18.(2024?松江區(qū)校級(jí)三模)為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體高度,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的平行板電容器置于儲(chǔ)罐中,先將開關(guān)與相連,穩(wěn)定后再將開關(guān)撥到,此時(shí)可測(cè)出由電感與電容構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的振蕩電流的頻率。已知振蕩電流的頻率隨電感、電容的增大而減小,若儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低,測(cè)得的回路振蕩電流的頻率將(選填:增大;減?。┎挥?jì)電磁輻射損失,振蕩回路的總能量將(選填:增大;減?。?。19.(2023?長(zhǎng)寧區(qū)二模)生活中電磁波的使用非常普遍,醫(yī)院里常用對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒,飛機(jī)場(chǎng)常用對(duì)行李進(jìn)行安全檢查。(選填“無線電波”、“紅外線”、“紫外線”、“射線”、“射線”20.(2022?河南二模)小嘉同學(xué)參加科技展時(shí)了解到,現(xiàn)今技術(shù)用于傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)頻率更高,傳播數(shù)據(jù)的帶寬更大,則相對(duì)而言,技術(shù)所用電磁波波長(zhǎng)更(填長(zhǎng)或短),繞過障礙物的能力更(填強(qiáng)、弱)。小嘉同學(xué)還了解到,為接收信號(hào),手機(jī)都應(yīng)該有天線,天線的長(zhǎng)度應(yīng)與信號(hào)電磁波的波長(zhǎng)成正比,最好為波長(zhǎng)的到之間,以前的手機(jī)天線伸得很長(zhǎng),現(xiàn)在因?yàn)?,可以為了美觀、方便,將手機(jī)天線做在了手機(jī)內(nèi)部。四.解答題(共5小題)21.(2024?金山區(qū)模擬)燃油汽車是常見的交通工具,它使用的能源是汽油。某燃油車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)后速度達(dá)到。(1)汽油是能源中的不可再生能源。①以下也屬于不可再生能源的是。風(fēng)能水能天然氣太陽能②汽車行駛過程中,汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了汽車及環(huán)境的內(nèi)能和汽車的能。(2)該汽車在加速過程中的加速度大小為,內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離為。(3)若汽車以的速度在平直路面上勻速行駛時(shí),輸出功率約為,求此時(shí)汽車受到的阻力大小。(4)余老師駕駛汽車上下班。①他使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航,導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞信息是利用。機(jī)械波超聲波引力波無線電波②余老師家到學(xué)校的直線距離為,某次他駕駛汽車行駛了到學(xué)校,用時(shí),則此次他的平均速度大小為。③如圖,他上班左轉(zhuǎn)通過某十字路口,路面水平,則提供汽車向心力的是。重力彈力摩擦力④若他以勻速行駛,發(fā)現(xiàn)前方處路口交通信號(hào)燈是紅燈,立即開始剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到路口時(shí)恰好停止,則汽車減速的加速度大小約為。22.(2024?寶山區(qū)模擬)微波爐是一種利用微波加熱食物的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調(diào)腔等部分組成。電源向磁控管提供高壓,磁控管在電源激勵(lì)下,連續(xù)產(chǎn)生微波,再經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng),耦合到烹調(diào)腔內(nèi)。(1)微波爐加熱食物時(shí)產(chǎn)生微波的器件是,微波(選擇:.是、.不是)一種電磁波。(2)有一臺(tái)微波爐,它是通過電容屏來實(shí)現(xiàn)操作的。當(dāng)手指接觸到電容屏?xí)r,由于人體(選擇:.具有、.沒有)電導(dǎo)性,手指與電容屏之間會(huì)形成一個(gè)等效電容。電容的定義式是。(3)能放在微波爐里進(jìn)行鍵康、安全、有效加熱的餐具有。.陶瓷餐具.玻璃餐具.常規(guī)塑料餐具.金屬餐具(4)當(dāng)微波輻射到食品上時(shí),食品中的水分子(其中氧原子帶有負(fù)電,氫原子帶有正電)將隨微波電場(chǎng)而運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)與相鄰分子間相互作用而產(chǎn)生了類似摩擦的現(xiàn)象,使水溫升高,因此食品的溫度也就上升了。如圖所示,一個(gè)水分子處在微波的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,則其中氧原子所受電場(chǎng)力的方向(選擇:.向左、.向右),電場(chǎng)力的大小是其中一個(gè)氫原子所受電場(chǎng)力的倍。(5)如表為某品牌微波爐的技術(shù)參數(shù),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知,該微波爐所用微波的波長(zhǎng)為(保留兩位有效數(shù)字)。若用該微波爐加熱食品,正常工作1分鐘,微波爐消耗的電能為。額定電壓額定電流微波頻率輸出功率內(nèi)腔容積23.(2024?重慶模擬)電容電池具有無污染、壽命長(zhǎng)、充電速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用。某同學(xué)想要用電流傳感器探究電容電池特性,探究電路如圖甲。(1)第一次探究中,先將開關(guān)接1,待電路穩(wěn)定后再接2。已知電流從上向下流過電流傳感器時(shí),電流為正,則電容器充放電過程中的和圖像是。(2)第二次探究,該同學(xué)先將開關(guān)接1給電容器充電,待電路穩(wěn)定后再接3,探究振蕩電路的電流變化規(guī)律。①實(shí)驗(yàn)小組得到的振蕩電路電流波形圖像,選取了開關(guān)接3之后的振蕩電流的部分圖像,如圖乙,根據(jù)圖像中、點(diǎn)坐標(biāo)可知,振蕩電路的周期(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。②如果使用電動(dòng)勢(shì)更小的電源給電容器充電,則振蕩電路的頻率將(填“增大”、“減小”或“不變”。③已知電源電動(dòng)勢(shì),測(cè)得充電過程圖像的面積為,以及振蕩電路的周期,可以得到電感線圈的電感表達(dá)式。(用測(cè)得的已知量表示)24.(2022?海淀區(qū)校級(jí)三模)如圖,對(duì)于勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧和質(zhì)量為小球組成一維振動(dòng)系統(tǒng),我們可以寫出任意時(shí)刻振子的能量方程為,為任意時(shí)刻小球偏離平衡位置的位移,為瞬時(shí)速度。若將代入能量方程便可得振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程①式)。振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振子質(zhì)量的平方根成正比,與振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)系數(shù)的平方根成反比,而與振幅無關(guān),即。(1)如圖,擺長(zhǎng)為、擺球質(zhì)量為的單擺在、間做小角度的自由擺動(dòng)。請(qǐng)你類比彈簧振動(dòng)系統(tǒng)從能量守恒的角度類推出單擺的周期公式(重力加速度??;很小時(shí),有。(2)如圖諧振電路,電容大小為,電感大小為?,F(xiàn)將開關(guān)由1擲到2位置。.通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)電路中一些狀態(tài)描述參量與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中一些狀態(tài)描述參量的變化規(guī)律類似。請(qǐng)你類比兩者完成下表,并在圖中定性畫出電容器上的電量隨時(shí)間變化的圖線(設(shè)回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎较颍?。?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(彈簧振子)電磁振蕩電路)振子質(zhì)量電感任意時(shí)刻振子偏離平衡位置的位移瞬時(shí)速度振子動(dòng)能線圈磁場(chǎng)能振子彈性勢(shì)能.通過對(duì)比還發(fā)現(xiàn)電路中能量的變化規(guī)律與力學(xué)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律類似。請(qǐng)你類比①式寫出電容電量隨時(shí)間變化的方程,并類推出諧振電路周期公式。25.(2022?東城區(qū)三模)類比是研究問題的常用方法。(1)情境1:如圖1所示光滑水平面上彈簧振子,鋼球質(zhì)量為、彈簧勁度系數(shù)為,建立如圖1中所示的坐標(biāo)軸。時(shí),將鋼球拉至處由靜止釋放,小鋼球只在彈力作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng),此過程中彈性勢(shì)能與鋼球動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。求時(shí)刻小鋼球的加速度;情境2:如圖2所示為振蕩電路,回路中電感線圈的自感系數(shù)為,電容器的電容為。如圖2所示,時(shí)閉合開關(guān),此時(shí)電容器兩極板帶電量分別為、。忽略電磁輻射與回路電阻的熱損耗,此后電路自由振蕩。求時(shí)刻電容器兩極板間的電勢(shì)差;(2)在情境1中小球做簡(jiǎn)諧振動(dòng)過程中位置隨時(shí)間周期性變化,根據(jù)速度和加速度的定義和,可得加速度。設(shè)任意時(shí)刻鋼球的位置坐標(biāo)為時(shí),由牛頓第二定律,將加速度代入化簡(jiǎn)可得,結(jié)合小球初始位置為,可得情景1鋼球隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式:。情境2中電容器左極板上的電荷隨時(shí)間周期性變化,根據(jù)電流的定義,自感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)大小,可得自感電動(dòng)勢(shì)大小。振蕩電路中,任意時(shí)刻滿足。類比情境1,請(qǐng)寫出情境2中電容器左極板電荷隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式,并求出振蕩電路的振蕩頻率。
2025年高考物理解密之電磁振蕩與電磁波參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2024?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬)量子雷達(dá)是隱身戰(zhàn)機(jī)的克星,可以捕捉到普通雷達(dá)無法探測(cè)到的目標(biāo)。有一類量子雷達(dá),仍采用發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波,但在接收機(jī)處使用量子增強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)以提升雷達(dá)系統(tǒng)的性能。下列說法正確的是A.量子就是粒子 B.隱身戰(zhàn)機(jī)不向外輻射紅外線 C.電磁波在真空中的傳播速度與其頻率無關(guān) D.量子雷達(dá)是利用目標(biāo)物體發(fā)射的電磁波工作的【答案】【考點(diǎn)】電磁波的波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系【專題】定性思想;歸納法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力【分析】量子是現(xiàn)代物理的重要概念;一切物體都在不停地向外輻射紅外線;任何頻率的電磁波在真空中的速度都相等;都是雷達(dá)發(fā)射電磁波的?!窘獯稹拷猓毫孔邮乾F(xiàn)代物理的重要概念,即一個(gè)物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個(gè)物理量是量子化的,并把最小單位稱為量子,故錯(cuò)誤;任何物體都會(huì)向外發(fā)射紅外線,故錯(cuò)誤;任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光速,故正確;依據(jù)題意,量子雷達(dá)仍采用發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波,不是目標(biāo)物體發(fā)射的電磁波,故錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】掌握量子的基本概念,知道任何物體都在不停的向外輻射紅外線,所有的電磁波在真空中速度都等于光速,知道雷達(dá)的工作原理等,基礎(chǔ)題。2.(2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示電路中,線圈的直流電阻可忽略不計(jì)。閉合開關(guān),待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān),電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定線圈中的電流方向從到為正,則從斷開開關(guān)開始線圈中電流隨時(shí)間變化的圖像是A. B. C. D.【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】定性思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理能力【分析】對(duì)于電容器來說能通交流隔直流,可知接通達(dá)到穩(wěn)定時(shí),線圈內(nèi)有電流而電容器上沒有電流,斷開后,結(jié)合線圈的自感作用與電容器的充電與放電的特性分析即可?!窘獯稹拷猓航油ㄟ_(dá)到穩(wěn)定時(shí),線圈內(nèi)有從流向的電流,結(jié)合題意可知,此時(shí)電流的方向?yàn)檎较颍淮藭r(shí)電容器上沒有電流。當(dāng)斷開開關(guān)瞬間,沿正方向的電流要減小,而線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙電流減少,則電流方向不變,大小在慢慢減小,同時(shí)對(duì)電容器充電;當(dāng)電容器充電完畢時(shí),電流為零。接著電容器放電,電流方向與之前相反,為負(fù)方向,大小在不斷增大,直到電容器放電完畢后,電流反向最大;之后電容器與線圈組成的回路重復(fù)以上的過程中,在回路中形成電磁振蕩,回路中出現(xiàn)余弦式電流。故正確,錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確振蕩電路的電流是正弦式交變電流,由于自感線圈的作用,電流不能突變。3.(2024?香坊區(qū)校級(jí)四模)如圖為理想振蕩電路工作中的某時(shí)刻,電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)的方向與線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖所示,是電路中的一點(diǎn)。下列說法中正確的是A.電路中的磁場(chǎng)能在增大 B.流過點(diǎn)的電流方向向右 C.電路中電流正在減小 D.電容器所帶電荷量正在減少【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】定性思想;歸納法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力【分析】根據(jù)安培定則判斷出電流方向,然后結(jié)合電容器中電場(chǎng)線的方向確定振蕩電路是處于充電狀態(tài),據(jù)此可以分析電路中電流的方向、電場(chǎng)能的變化以及電容器所帶電荷量的變化?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)安培定則可以判斷此時(shí)電路中通過點(diǎn)的電流方向?yàn)樗较蜃?,因?yàn)殡娙萜髦须妶?chǎng)線的方向是豎直向下的,所以上極板帶正電,則此時(shí)是給電容器充電的過程,可知電流是減小的,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,電容器所帶電荷量是增加的,故正確,錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】能夠根據(jù)安培定則和電場(chǎng)線的方向確定電路是處于充電過程是解題的關(guān)鍵。4.(2024?海淀區(qū)校級(jí)模擬)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。利用時(shí)間測(cè)距方法進(jìn)行導(dǎo)航定位。時(shí)間測(cè)距是通過定位衛(wèi)星與用戶間發(fā)出信號(hào)和接受信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出用戶與衛(wèi)星間的距離,為了準(zhǔn)確測(cè)定用戶的三維空間坐標(biāo),這就至少需要3顆定位衛(wèi)星。而要做到實(shí)時(shí)定位,需處理3顆衛(wèi)星同一時(shí)間的信息,這就再需要一顆時(shí)間校準(zhǔn)衛(wèi)星。為了獲得準(zhǔn)確的時(shí)間信息,衛(wèi)星中會(huì)搭載高精度的原子鐘,目前中使用的氫原子鐘由我國自主研制,其精度可達(dá)到3000萬年的誤差在1秒以內(nèi)。的空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成的混合導(dǎo)航星座。同時(shí),加入主控站、時(shí)間同步和監(jiān)測(cè)站等若干地面站和用戶終端實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。通常導(dǎo)航信號(hào)傳輸使用的是頻率范圍為的波段電磁波。根據(jù)以上材料,下列說法正確的是A.只需在時(shí)間校準(zhǔn)衛(wèi)星上搭載氫原子鐘就可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶實(shí)時(shí)定位 B.地球靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量、軌道半徑必須一樣 C.為盡可能減少障礙物對(duì)信號(hào)的遮擋,可更換為頻率范圍為的遠(yuǎn)紅外線波段電磁波 D.左右的時(shí)間偏差會(huì)造成用戶和衛(wèi)星間的距離測(cè)量誤差達(dá)到幾米的量級(jí)【答案】【考點(diǎn)】一般衛(wèi)星參數(shù)的計(jì)算;電磁波與信息化社會(huì)【專題】電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理能力;推理法;定量思想【分析】根據(jù)題意結(jié)合衛(wèi)星特點(diǎn)分析,地球靜止軌道衛(wèi)星的周期相同,軌道半徑必須一樣,根據(jù)波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系分析,根據(jù)解得?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意,在時(shí)間校準(zhǔn)衛(wèi)星上搭載氫原子鐘且至少需要3顆定位衛(wèi)星,才可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶實(shí)時(shí)定位,故錯(cuò)誤;地球靜止軌道衛(wèi)星的周期相同,軌道半徑必須一樣,衛(wèi)星的質(zhì)量可以不同,故錯(cuò)誤;電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易發(fā)生衍射,能減少障礙物對(duì)信號(hào)的遮擋,根據(jù)可知電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),電磁波的頻率越低,故為盡可能減少障礙物對(duì)信號(hào)的遮擋,不可更換為頻率范圍為的遠(yuǎn)紅外線波段電磁波,故錯(cuò)誤;左右的時(shí)間偏差會(huì)造成用戶和衛(wèi)星間的距離測(cè)量誤差約為故正確。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查電磁波及衛(wèi)星的特點(diǎn),解題關(guān)鍵掌握地球靜止軌道衛(wèi)星的特點(diǎn),注意電磁波頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系。5.(2024?海淀區(qū)校級(jí)模擬)關(guān)于電磁波,下列說法正確的是A.射線在醫(yī)院可用于對(duì)病房消毒殺菌 B.射線在工業(yè)上可用于檢查金屬部件內(nèi)部有無裂縫 C.無線電波從空氣進(jìn)入水中后波速會(huì)變大 D.電磁通訊信號(hào)無法在真空中傳輸【答案】【考點(diǎn)】射線的特點(diǎn)和應(yīng)用;射線的特點(diǎn)和應(yīng)用;電磁波的特點(diǎn)和性質(zhì)(自身屬性);無線電波的特點(diǎn)和應(yīng)用【專題】電磁場(chǎng)理論和電磁波;歸納法;定性思想;理解能力【分析】根據(jù)紫外線的作用分析;根據(jù)射線的作用分析;無線電波從空氣進(jìn)入水中后波速會(huì)變??;所有的電磁波都可以在真空中傳播?!窘獯稹拷猓?、紫外線具有殺菌消毒的作用,醫(yī)院常用紫外線對(duì)病房消毒殺菌,故錯(cuò)誤;、射線的穿透能力最強(qiáng),在工業(yè)上常用射線檢查金屬部件內(nèi)部有無裂縫,故正確;、無線電波從空氣進(jìn)入水中后波速會(huì)變小,故錯(cuò)誤;、所有的電磁波都可以在真空中傳播,故錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】熟練掌握紫外線、紅外線、射線和射線的特點(diǎn)及作用是解題的基礎(chǔ)。6.(2024?金東區(qū)校級(jí)模擬)某物理學(xué)習(xí)小組成員把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照?qǐng)D甲連成電路。將電壓傳感器的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。光把開關(guān)置于電源一側(cè),為電容器充電;稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè),使電容器通過線圈放電。傳感器在電腦上顯示的電壓波形如圖乙所示,則下列說法正確的是A.若電路中的電阻忽略不計(jì),電壓一定隨時(shí)間等幅振蕩 B.若增大,則的值將減小 C.在時(shí)間段,電流方向?yàn)閳D甲中的逆時(shí)針方向 D.在時(shí)間段,線圈中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能在逐漸增大【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;定性思想;推理能力;推理法【分析】振幅逐漸減小的主要原因是電路向外輻射電磁波;根據(jù)電容器的充放電過程的電壓隨電荷量變化的特點(diǎn)分析判斷?!窘獯稹拷猓弘娙萜鲀啥说碾妷褐饾u減小的原因有兩個(gè)分別是電路向外輻射電磁波,和電路本身的發(fā)熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,若電路中的電阻忽略不計(jì),電路仍向外輻射電磁波,電壓隨時(shí)間做減幅振蕩,故錯(cuò)誤;若增大,根據(jù)電磁振蕩的周期公式,可知電路的振蕩周期增大,則增大,故錯(cuò)誤;在時(shí)間段,電容器兩端的電壓為正且在增大,電容器處于正向充電,電流方向?yàn)閳D甲中的順時(shí)針方向,故錯(cuò)誤;在時(shí)間段,電容器兩端的電壓為正且在減小,電容器處于正向放電,電場(chǎng)能在減小,由能量守恒定律可知,線圈中的磁場(chǎng)能正逐漸增大,故正確。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題需要熟練掌握電磁振蕩過程,分析清楚圖象是正確解題的關(guān)鍵,注意區(qū)分等幅振蕩與阻尼振蕩。7.(2024?泰州模擬)微波爐是利用微波(高頻電磁波)進(jìn)行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器,遇到金屬爐壁會(huì)反射,遇到水和食物等會(huì)被吸收,并使食物內(nèi)水分子劇烈振動(dòng)而達(dá)到加熱目的。某次利用微波爐加熱食物時(shí)出現(xiàn)了受熱不均的情況,造成該現(xiàn)象的主要原因是A.電磁波在食物內(nèi)部發(fā)生了干涉 B.電磁波在食物內(nèi)部發(fā)生了折射 C.電磁波在食物表面發(fā)生了反射 D.電磁波經(jīng)過食物時(shí)發(fā)生了衍射【答案】【考點(diǎn)】電磁波與信息化社會(huì)【專題】電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力;學(xué)科綜合題;應(yīng)用題;推理法;定性思想【分析】微波爐利用電磁波工作,兩列或幾列電磁波在空間相遇時(shí)相互疊加,可能出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,在某些區(qū)域始終加強(qiáng),在另一些區(qū)域則始終削弱,形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。【解答】解:干涉現(xiàn)象是指兩列或幾列光波在空間相遇時(shí)相互疊加,在某些區(qū)域始終加強(qiáng),在另一些區(qū)域則始終削弱,形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。造成微波爐加熱食物時(shí)出現(xiàn)受熱不均的情況的主要原因是電磁波的干涉現(xiàn)象,在加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)受熱不均勻。故正確,錯(cuò)誤。故選:。【點(diǎn)評(píng)】本題考查微波爐的工作原理及光的干涉現(xiàn)象,難度較低。8.(2024?道里區(qū)校級(jí)模擬)振蕩電路如圖所示,已知、,開關(guān)斷開時(shí)電容器極板間有一帶負(fù)電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),時(shí)將開關(guān)閉合,已知油滴始終沒有碰到兩板,則A.時(shí),電容器上極板帶負(fù)電荷 B.在的時(shí)間內(nèi)電路電流減小 C.在的時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)能不斷增大 D.在的時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)能不斷增大【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】推理法;推理能力;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;定量思想【分析】根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件分析判斷;根據(jù)振蕩周期公式得出周期的大小,從而分析出不同時(shí)刻的電流大小及電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的變化?!窘獯稹拷猓洪_關(guān)斷開時(shí),帶負(fù)電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),由共點(diǎn)力平衡條件可知,帶電油滴受的電場(chǎng)力豎直向上,由于油滴帶負(fù)電,電場(chǎng)線方向下,所以開關(guān)斷開時(shí),電容器上極板帶正電荷,故錯(cuò)誤;回路的振蕩周期為代入數(shù)據(jù)得:在的時(shí)間內(nèi),即在時(shí)間內(nèi),電容器處于放電過程,電路中的電流逐漸增大,故錯(cuò)誤;在的時(shí)間內(nèi),即在時(shí)間內(nèi),電容器逆時(shí)針方向向充電,電路中的電流逐漸減小,磁場(chǎng)能不斷減小,故錯(cuò)誤;在的時(shí)間內(nèi),即在時(shí)間內(nèi),電容器順時(shí)針方向向充電,電容器兩極板的電壓增大,電場(chǎng)變強(qiáng),電場(chǎng)能不斷增大,故正確。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了振蕩電路的相關(guān)應(yīng)用,熟悉振蕩周期的公式,掌握并會(huì)分析電路產(chǎn)生電磁振蕩時(shí)電路中的電流、電容器極板所帶的電荷量隨時(shí)間周期性變化規(guī)律。9.(2024?海淀區(qū)校級(jí)三模)在經(jīng)典核式結(jié)構(gòu)模型中,氫原子的電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)典的電磁理論表明電子做加速運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)射電磁波,同時(shí)電子的軌道半徑逐漸減?。僭O(shè)電子的每一圈運(yùn)動(dòng)軌道可近似視為圓周),電磁波的發(fā)射功率可表示為(拉莫爾公式),其中為電子的加速度,為真空光速,為靜電力常數(shù),為電子電荷量。根據(jù)經(jīng)典電磁理論,在電子落到原子核上之前,下列說法正確是A.電磁波發(fā)射功率越來越小 B.電子的動(dòng)能變化量大于電勢(shì)能的變化量 C.電子發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)越來越短 D.電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)越來越長(zhǎng)【答案】【考點(diǎn)】電磁波的發(fā)射和接收【專題】推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;定性思想;推理能力【分析】先根據(jù)庫侖定律分析電子受到的庫侖力的變化,再根據(jù)牛頓第二定律分析電子的加速度的變化,最后根據(jù)拉莫爾公式分析電磁波發(fā)射功率的變化;電磁波發(fā)射功率逐漸增大,發(fā)射的電磁波的頻率也逐漸增大,根據(jù)分析波長(zhǎng)的變化;現(xiàn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況分析電勢(shì)能和動(dòng)能的變化,再根據(jù)能量守恒定律分析電子的動(dòng)能變化量與電勢(shì)能的變化量的關(guān)系;電子的軌道半徑逐漸減小,電子的速度越來越大,動(dòng)量也越來越大,根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式分析電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)的變化?!窘獯稹拷猓弘娮拥能壍腊霃街饾u減小,由庫侖定律可知,電子受到的庫侖力增加,由牛頓第二定律知,電子的加速度逐漸增大,根據(jù)拉莫爾公式可知,電磁波發(fā)射功率逐漸增大,發(fā)射的電磁波的頻率也逐漸增大,根據(jù)可知,波長(zhǎng)越來越短,故錯(cuò)誤,正確。電子的軌道半徑逐漸減小,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,電子還要向外輻射能量,根據(jù)能量守恒定律可知,電子的動(dòng)能變化量小于電勢(shì)能的變化量,故錯(cuò)誤;電子的軌道半徑逐漸減小,電子的速度越來越大,動(dòng)量也越來越大,根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式可知,電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)越來越短,故錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了經(jīng)典的電磁理論,注意物理知識(shí)和規(guī)律的綜合運(yùn)用,注意掌握能量守恒定律的應(yīng)用。10.(2024?湖南模擬)我國2016年在貴州落成啟用的世界最大的口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡如圖所示,它被譽(yù)為“中國天眼”,它可以接收來自宇宙深處的電磁波。關(guān)于電磁波,下列說法正確的是A.電磁波可以在真空中傳播 B.麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波 C.頻率越高的電磁波,波長(zhǎng)越長(zhǎng) D.電磁波不能傳遞信息和能量【答案】【考點(diǎn)】電磁波的發(fā)射和接收【專題】推理法;定性思想;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理能力【分析】根據(jù)電磁波傳播不需要介質(zhì),赫茲是最早用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在,以及公式和電磁波的特點(diǎn)分析求解?!窘獯稹拷猓海姶挪▊鞑ゲ恍枰橘|(zhì),故可以在真空中傳播,故正確;.赫茲是最早用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在、證明麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的科學(xué)家,故錯(cuò)誤;.由知,頻率越高的電磁波,波長(zhǎng)越短,故錯(cuò)誤;.電磁波可以傳遞信息和能量,比如手機(jī)收到的信號(hào)就是電磁波傳播,故錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波的相關(guān)知識(shí),理解電磁波的特點(diǎn)是解決此類問題的關(guān)鍵。二.多選題(共6小題)11.(2024?中山市校級(jí)模擬)在超聲波懸浮儀中,由振蕩電路產(chǎn)生高頻電信號(hào),通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的超聲波,利用超聲波最終實(shí)現(xiàn)小水珠的懸浮。若振蕩電路某時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)及電容器兩極板所帶的電荷如圖所示,下列說法正確的是A.此時(shí)電容器的電壓正在增大 B.此時(shí)電場(chǎng)能正向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 C.在線圈中插入鐵芯,振蕩電路的頻率減小 D.增大平行板電容器極板間的距離,振蕩電路的頻率減小【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力【分析】由圖示磁場(chǎng)方向,根據(jù)安培定則判斷出電路電流方向,結(jié)合電容器兩極板間的電場(chǎng)方向,判斷振蕩過程處于什么階段;然后根據(jù)電磁振蕩特點(diǎn)分析答題?!窘獯稹拷猓海砂才喽▌t可知,線中的電流方向從上往下看為逆時(shí)針,而電容器上極板帶正電,此時(shí)電容器正在放電,電容器兩端的電壓正在減小,故錯(cuò)誤;.由于電容器正在放電,電場(chǎng)能減小,由能量守恒定律知,線圈磁場(chǎng)能增大,故電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,故正確;.在線圈中插入鐵芯,線圈的自感系數(shù)增大,根據(jù)可知,電路的振蕩頻率減小,故正確;.增大平行板電容器極板間的距離,根據(jù)可知,電容器的電容減小,由可知,振蕩電路的頻率增大,故錯(cuò)誤。故選:。【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁振蕩的基本過程,根據(jù)磁場(chǎng)方向應(yīng)用安培定則判斷出電路電流方向、根據(jù)電場(chǎng)方向判斷出電容器帶電情況是正確解題的關(guān)鍵。12.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,為測(cè)量?jī)?chǔ)物罐中不導(dǎo)電液體的高度,有人設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)液面高度變化的傳感器。將與儲(chǔ)物罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容置于儲(chǔ)罐中,電容可通過開關(guān)與電感或電源相連,當(dāng)開關(guān)從撥到時(shí),由電感和電容構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。通過檢測(cè)振蕩電流的頻率變化,可以推知液面的升降情況。關(guān)于此裝置下面說法正確的是A.電源電動(dòng)勢(shì)越小,則振蕩電流的頻率越低 B.當(dāng)電路中電流最大時(shí),電容器兩端的電壓最小 C.開關(guān)撥向瞬間,電感的自感電動(dòng)勢(shì)為零 D.檢測(cè)到振蕩電流的頻率增加,說明液面高度在降低【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的計(jì)算【專題】定量思想;歸納法;理解能力;電磁場(chǎng)理論和電磁波【分析】根據(jù)振蕩電流的頻率公式分析;電流最大時(shí),電容器放電完畢;剛開始放電時(shí),電流最小,電流變化率最大;根據(jù)電容的決定式分析。【解答】解:.根據(jù)振蕩電流的頻率公式可知,振蕩頻率與電源電動(dòng)勢(shì)無關(guān),故錯(cuò)誤;.當(dāng)電路中電流最大時(shí),電容器放電完畢,此時(shí)電容器兩端電壓最小,故正確;.開關(guān)撥向瞬間,電流最小,電流變化率最大,即此時(shí)電感的自感電動(dòng)勢(shì)為最大,故錯(cuò)誤;.檢測(cè)到振蕩電流的頻率增加,說明電容器的電容減小,根據(jù)可知,可知減小,即液面高度在降低,故正確;故選:。【點(diǎn)評(píng)】掌握振蕩電路的頻率公式和電容的決定式是解題的基礎(chǔ)。13.(2024?青山湖區(qū)校級(jí)模擬)圖中為測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體高度的電路,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容置于儲(chǔ)罐中,電容可通過開關(guān)與電感或電源相連。當(dāng)開關(guān)從撥到時(shí),由電感與電容構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的振蕩電流如圖乙所示。在平行板電容器極板面積一定、兩極板間距離一定的條件下,下列說法正確的是A.儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低時(shí)電容器的電容減小 B.內(nèi)電容器放電 C.內(nèi)回路中磁場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 D.若電感線圈的自感系數(shù)變大,則回路振蕩電流的頻率將變小【答案】【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析;電磁振蕩的圖像問題;電磁振蕩的周期和頻率的影響因素【專題】定性思想;推理法;交流電專題;推理能力【分析】當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低時(shí),兩板間充入的電介質(zhì)減少,電容減小,根據(jù)振蕩周期分析,根據(jù)回路的特點(diǎn)分析,據(jù)振蕩周期公式,可知回路的振蕩頻率變化?!窘獯稹拷猓海鶕?jù),儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低時(shí)減小,電容器的電容減小,故正確;.時(shí)間內(nèi),電流減小,磁場(chǎng)減弱,磁場(chǎng)能減小,電場(chǎng)能增大,電容器充電,故錯(cuò)誤;.時(shí)間內(nèi),電流增大,磁場(chǎng)增強(qiáng),磁場(chǎng)能增大,電場(chǎng)能減小,回路中電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,故錯(cuò)誤;.根據(jù),若電感線圈的自感系數(shù)變大,則回路振蕩電流的頻率將變小,故正確。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查電磁振蕩,學(xué)生需掌握振蕩電路的基本原理及規(guī)律。14.(2024?青羊區(qū)校級(jí)模擬)物理知識(shí)在生活生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用,下列說法正確的是A.醫(yī)學(xué)體檢所使用的超檢查利用了多普勒效應(yīng)的原理 B.在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制 C.纖維式內(nèi)窺鏡檢查人體胃、腸、氣管等臟器的內(nèi)部,利用了光的干涉的原理 D.雷達(dá)用的是微波,因?yàn)槲⒉▊鞑サ闹本€性好 E.人在沙漠上看到的蜃景是倒立的象,在海上蜃景是正立的像【答案】【考點(diǎn)】電磁波與信息化社會(huì)【專題】推理法;定性思想;電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力【分析】醫(yī)學(xué)體檢所使用的超檢查利用了多普勒效應(yīng)的原理;根據(jù)調(diào)制定義分析;內(nèi)窺鏡的連線是用光導(dǎo)纖維制成的,利用了光的全反射原理;根據(jù)雷達(dá)的特點(diǎn)分析;根據(jù)光的全反射現(xiàn)象分析?!窘獯稹拷猓横t(yī)學(xué)體檢所使用的超檢查,是通過測(cè)出反射波的頻率變化來確定血流的速度,顯然是運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理,故正確;在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制,故正確;纖維式內(nèi)窺鏡檢查人體胃、腸、氣管等臟器的內(nèi)部,內(nèi)窺鏡的連線是用光導(dǎo)纖維制成的,利用了光的全反射的原理,故錯(cuò)誤;雷達(dá)用的是微波,因?yàn)槲⒉▊鞑サ闹本€性好,故正確;在沙漠上方,越靠近沙漠的空氣溫度越高,所以在沙漠上方會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,則在沙漠上看到的蜃景是正立的象,而在海上是越靠近海面空氣的密度越小,在海面上發(fā)生全反射現(xiàn)象,所以在海上蜃景是倒立的像,故錯(cuò)誤。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了多普勒效應(yīng)、調(diào)制、全反射以及雷達(dá)的應(yīng)用,會(huì)對(duì)生活中光現(xiàn)象用物理知識(shí)去解釋是關(guān)鍵。15.(2024?臺(tái)州二模)下列說法正確的是A.在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律的形式是不同的 B.在振蕩電路中,當(dāng)電流最大時(shí),電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能最小 C.電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射越明顯,有利于電磁波的發(fā)射和接收 D.降噪耳機(jī)通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同,相位相反的聲波來減噪【答案】【考點(diǎn)】波的衍射現(xiàn)象實(shí)例;電磁振蕩及過程分析;波發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件【專題】理解能力;電磁場(chǎng)理論和電磁波;歸納法;定性思想【分析】物理規(guī)律在不同的慣性參考系中的形式是相同的;在振蕩電路中,當(dāng)電流最大時(shí),磁場(chǎng)能最大;電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射越明顯,不利于電磁波的發(fā)射和接收;根據(jù)波的干涉條件分析。【解答】解:根據(jù)相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可知,在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律的形式是相同的,故錯(cuò)誤;在振蕩電路中,當(dāng)電流最大時(shí),磁場(chǎng)能最大,電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能最小,故正確;電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射越明顯,不利于電磁波的發(fā)射和接收,故錯(cuò)誤;降噪耳機(jī)通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同,相位相反的聲波來減噪,故正確。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】要知道發(fā)射電磁波的條件需要滿足兩個(gè),一個(gè)是開放電路,一個(gè)是電磁波的頻率足夠大。16.(2024?湖南模擬)下圖甲為超聲波懸浮儀,上方圓柱體中,高頻電信號(hào)(由圖乙電路產(chǎn)生)通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的高頻聲信號(hào),發(fā)出超聲波,下方圓柱體將接收到的超聲波信號(hào)反射回去。兩列超聲波信號(hào)疊加后,會(huì)出現(xiàn)振幅幾乎為零的點(diǎn)——節(jié)點(diǎn),在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)聲波壓力的作用下,小水珠能在節(jié)點(diǎn)處附近保持懸浮狀態(tài),該情境可等效簡(jiǎn)化為圖丙所示情形,圖丙為某時(shí)刻兩列超聲波的波形圖,、為波源,該時(shí)刻、波源產(chǎn)生的波形分別傳到了點(diǎn)和點(diǎn),已知聲波傳播的速度為,振蕩回路的振蕩周期為,則下列說法正確的是A.該超聲波懸浮儀是利用干涉原理,且發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率為 B.兩列波疊加穩(wěn)定后,波源、之間小水珠共有9個(gè)懸浮點(diǎn) C.小水珠在懸浮狀態(tài)點(diǎn)所受聲波壓力的合力豎直向下 D.要懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)增加,可拔出圖乙線圈中的鐵芯【答案】【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問題;電磁振蕩及過程分析;波的疊加;波發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系【專題】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;定量思想;推理法;分析綜合能力【分析】根據(jù)頻率、波速、波長(zhǎng)的關(guān)系求超聲波的頻率;判斷點(diǎn)是否是加強(qiáng)或減弱點(diǎn),從而決定小水珠是否浮起;根據(jù)電磁振動(dòng)的頻率公式判斷波長(zhǎng)的變化,從而決定節(jié)點(diǎn)的增減;根據(jù)小水珠懸浮時(shí)的受力情況,確定受超聲波的壓力方向;質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移,只在平衡位置附近振動(dòng)?!窘獯稹拷猓海杀麍D可知超聲波的波長(zhǎng)超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率為:代入數(shù)據(jù)得:,故錯(cuò)誤;.由丙圖可知,波源、振動(dòng)步調(diào)相反,當(dāng)波程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn),設(shè)波源、之間某一點(diǎn)坐標(biāo)為,懸浮點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn),滿足為自然數(shù))解得:、、、、故兩列波疊加穩(wěn)定后,波源、之間小水珠共有9個(gè)懸浮點(diǎn),故正確;.小水珠受到重力和聲波壓力,由共點(diǎn)力平衡條件可知,小水珠在懸浮狀態(tài)點(diǎn)所受聲波壓力的合力豎直向上,故錯(cuò)誤;.拔出圖乙線圈中的鐵芯,振蕩回路的振蕩周期減小,超聲波頻率變大,波長(zhǎng)變短,相同空間距離內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)變多,故正確。故選:?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了簡(jiǎn)諧橫波的相關(guān)應(yīng)用,理解簡(jiǎn)諧橫波在不同方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),結(jié)合波的疊加原理即可完成分析。三.填空題(共4小題)17.(2024?三明模擬)1988年,德國物理學(xué)家赫茲對(duì)火花放電現(xiàn)象進(jìn)行深入研究,第一次驗(yàn)證了電磁波的存在。一小組研究電磁振蕩實(shí)驗(yàn),圖甲為時(shí)刻的電路狀態(tài),此時(shí)電容器正在充電(選填“充電”或“放電”;圖乙為通過線圈的電流隨時(shí)間變化的圖像,時(shí)刻電場(chǎng)能正在(選填“增大”、“減小”或“不變”;要增大振蕩頻率,可(選填“增大”、“減小”或“不變”電容器的電容。【答案】充電;增大;減小?!究键c(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力【分析】電容器充電過程電路電流減小,電容器所帶電荷量增加,電場(chǎng)能增加,根據(jù)圖乙所示圖像分析清楚電磁振蕩過程,根據(jù)振蕩頻率的公式分析解答。【解答】解:圖甲中時(shí)刻,電流沿逆時(shí)針方向,電容器的上極板帶正電,電荷流向極板,所以此時(shí)電容器正在充電;圖乙中根據(jù)電流隨時(shí)間變化的圖像可知,時(shí)刻通過線圈的電流正在減小,磁場(chǎng)能在減小,根據(jù)能量守恒定律可知,電場(chǎng)能在增大;根據(jù)振蕩頻率的公式可知,減小電容器的電容,可以使振蕩頻率增大。故答案為:充電;增大;減小?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道在振蕩電路中,當(dāng)電容器充電時(shí),電流在減小,電容器上的電荷量增大,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能;當(dāng)電容器放電時(shí),電流在增大,電容器上的電荷量減小,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,理會(huì)根據(jù)振蕩頻率的公式分析問題。18.(2024?松江區(qū)校級(jí)三模)為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體高度,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的平行板電容器置于儲(chǔ)罐中,先將開關(guān)與相連,穩(wěn)定后再將開關(guān)撥到,此時(shí)可測(cè)出由電感與電容構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的振蕩電流的頻率。已知振蕩電流的頻率隨電感、電容的增大而減小,若儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低,測(cè)得的回路振蕩電流的頻率將(選填:增大;減?。┎挥?jì)電磁輻射損失,振蕩回路的總能量將(選填:增大;減小)?!敬鸢浮?,。【考點(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】歸納法;定性思想;電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力【分析】不導(dǎo)電的液面降低,介電常數(shù)減小,根據(jù)電容器的電容決定式分析電容的變化,進(jìn)而根據(jù)振蕩電路的頻率公式判斷頻率的變化;在振蕩電流的變化過程中有電能不斷的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?!窘獯稹拷猓喝魞?chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低,相當(dāng)于電容器兩板間的電介質(zhì)減少,介電常數(shù)減小,根據(jù)可知,電容器的電容減小,根據(jù)可知,振蕩電路的頻率增大。在電流不斷變化的過程中,導(dǎo)線有電阻,會(huì)有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以振蕩回路的總能量減小。故答案為:,?!军c(diǎn)評(píng)】熟練掌握電容器電容的決定式和振蕩電路的頻率公式是解題的基礎(chǔ)。19.(2023?長(zhǎng)寧區(qū)二模)生活中電磁波的使用非常普遍,醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒,飛機(jī)場(chǎng)常用對(duì)行李進(jìn)行安全檢查。(選填“無線電波”、“紅外線”、“紫外線”、“射線”、“射線”【答案】紫外線,射線。【考點(diǎn)】紫外線的特點(diǎn)和應(yīng)用;射線的特點(diǎn)和應(yīng)用【專題】定性思想;歸納法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力【分析】明確電磁波譜中各電磁波的性質(zhì)以及應(yīng)用即可正確解答?!窘獯稹拷猓河捎谧贤饩€具有很強(qiáng)的化學(xué)效應(yīng),所以醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒;由于射線具有較強(qiáng)的穿透能力,所以飛機(jī)場(chǎng)常用射線對(duì)行李進(jìn)行安全檢查。故答案為:紫外線,射線?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了無線電波和紫外線的作用,只要同學(xué)們能記住各利電磁波的特征,題目就迎刃而解了。20.(2022?河南二模)小嘉同學(xué)參加科技展時(shí)了解到,現(xiàn)今技術(shù)用于傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘?hào)頻率更高,傳播數(shù)據(jù)的帶寬更大,則相對(duì)而言,技術(shù)所用電磁波波長(zhǎng)更短(填長(zhǎng)或短),繞過障礙物的能力更(填強(qiáng)、弱)。小嘉同學(xué)還了解到,為接收信號(hào),手機(jī)都應(yīng)該有天線,天線的長(zhǎng)度應(yīng)與信號(hào)電磁波的波長(zhǎng)成正比,最好為波長(zhǎng)的到之間,以前的手機(jī)天線伸得很長(zhǎng),現(xiàn)在因?yàn)椋梢詾榱嗣烙^、方便,將手機(jī)天線做在了手機(jī)內(nèi)部?!敬鸢浮慷?;弱;波長(zhǎng)更短導(dǎo)致天線更短?!究键c(diǎn)】電磁波的發(fā)射、傳播和接收【專題】定性思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;分析綜合能力【分析】由頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系,以及與衍射現(xiàn)象的關(guān)系進(jìn)行分析?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式可得:,可知,頻率越高,波長(zhǎng)越短,故技術(shù)所用電磁波波長(zhǎng)更短;已知頻率越高,波長(zhǎng)越短,則波的衍射現(xiàn)象更不明顯,繞過障礙物的能力更弱;由于天線的長(zhǎng)度和電磁波的波長(zhǎng)成正比,電磁波此時(shí)波長(zhǎng)變短,故天線長(zhǎng)度也將變短;故答案為:短;弱;波長(zhǎng)更短導(dǎo)致天線更短?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系,以及與衍射現(xiàn)象的關(guān)系,解題關(guān)鍵在于波長(zhǎng)與頻率為反比關(guān)系,頻率越高,波長(zhǎng)越短。四.解答題(共5小題)21.(2024?金山區(qū)模擬)燃油汽車是常見的交通工具,它使用的能源是汽油。某燃油車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)后速度達(dá)到。(1)汽油是能源中的不可再生能源。①以下也屬于不可再生能源的是。風(fēng)能水能天然氣太陽能②汽車行駛過程中,汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了汽車及環(huán)境的內(nèi)能和汽車的能。(2)該汽車在加速過程中的加速度大小為,內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離為。(3)若汽車以的速度在平直路面上勻速行駛時(shí),輸出功率約為,求此時(shí)汽車受到的阻力大小。(4)余老師駕駛汽車上下班。①他使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航,導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞信息是利用。機(jī)械波超聲波引力波無線電波②余老師家到學(xué)校的直線距離為,某次他駕駛汽車行駛了到學(xué)校,用時(shí),則此次他的平均速度大小為。③如圖,他上班左轉(zhuǎn)通過某十字路口,路面水平,則提供汽車向心力的是。重力彈力摩擦力④若他以勻速行駛,發(fā)現(xiàn)前方處路口交通信號(hào)燈是紅燈,立即開始剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到路口時(shí)恰好停止,則汽車減速的加速度大小約為?!敬鸢浮浚?)①;②機(jī)械能;(2)4,50;(4)①;②10;③;④?!究键c(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系;能源的分類與應(yīng)用;功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo);平均速度(定義式方向);勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系;向心力的來源分析;無線電波的特點(diǎn)和應(yīng)用【專題】直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;定量思想;推理法;勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題;推理能力【分析】(1)①不可再生能源是指不能短時(shí)間內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充,根據(jù)自然資源的種類進(jìn)行分類判斷;②根據(jù)汽車使用汽油工作過程中的能量轉(zhuǎn)化和守恒情況進(jìn)行解答;(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中加速度的計(jì)算公式和位移公式進(jìn)行列式求解;(3)根據(jù)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件對(duì)應(yīng)功率公式代入數(shù)據(jù)求解阻力大?。唬?)①根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用無線電波傳輸信號(hào)的原理進(jìn)行分析;②根據(jù)平均速度的定義式列式求解;③根據(jù)向心力的來源分析解答;④根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論列式求解加速度大小?!窘獯稹拷猓海?)①根據(jù)資源的種類進(jìn)行劃分,只有天然氣屬于不能重復(fù)利用的資源,屬于不可再生資源,故錯(cuò)誤,正確;故選:;②汽車在行駛過程中,汽車的動(dòng)能改變了,所以汽油的化學(xué)能也轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能;(2)速度,根據(jù)加速度的公式,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式,內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離;(3)已知,勻速行駛時(shí),汽車的牽引力和阻力大小相等,當(dāng)輸出功率約為,此時(shí)汽車受到的阻力大小;(4)①根據(jù)汽車導(dǎo)航是利用北斗衛(wèi)星完成的,和汽車間的信息傳輸是利用無線電波進(jìn)行,故錯(cuò)誤,正確;故選:。②根據(jù)平均速度的定義是有;③在水平公路上轉(zhuǎn)彎時(shí),能夠充當(dāng)向心力的只能是地面提供的摩擦力,故錯(cuò)誤,正確;故選:;④汽車的初速度大小為,末速度為0,剎車時(shí)位移大小為,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式,加速度大小為,故正確,錯(cuò)誤;故選:。故答案為:(1)①;②機(jī)械能;(2)4,50;(4)①;②10;③;④。【點(diǎn)評(píng)】考查能量轉(zhuǎn)化和守恒思想,向心力的問題和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律等,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和解答。22.(2024?寶山區(qū)模擬)微波爐是一種利用微波加熱食物的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調(diào)腔等部分組成。電源向磁控管提供高壓,磁控管在電源激勵(lì)下,連續(xù)產(chǎn)生微波,再經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng),耦合到烹調(diào)腔內(nèi)。(1)微波爐加熱食物時(shí)產(chǎn)生微波的器件是磁控管,微波(選擇:.是、.不是)一種電磁波。(2)有一臺(tái)微波爐,它是通過電容屏來實(shí)現(xiàn)操作的。當(dāng)手指接觸到電容屏?xí)r,由于人體(選擇:.具有、.沒有)電導(dǎo)性,手指與電容屏之間會(huì)形成一個(gè)等效電容。電容的定義式是。(3)能放在微波爐里進(jìn)行鍵康、安全、有效加熱的餐具有。.陶瓷餐具.玻璃餐具.常規(guī)塑料餐具.金屬餐具(4)當(dāng)微波輻射到食品上時(shí),食品中的水分子(其中氧原子帶有負(fù)電,氫原子帶有正電)將隨微波電場(chǎng)而運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)與相鄰分子間相互作用而產(chǎn)生了類似摩擦的現(xiàn)象,使水溫升高,因此食品的溫度也就上升了。如圖所示,一個(gè)水分子處在微波的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,則其中氧原子所受電場(chǎng)力的方向(選擇:.向左、.向右),電場(chǎng)力的大小是其中一個(gè)氫原子所受電場(chǎng)力的倍。(5)如表為某品牌微波爐的技術(shù)參數(shù),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知,該微波爐所用微波的波長(zhǎng)為(保留兩位有效數(shù)字)。若用該微波爐加熱食品,正常工作1分鐘,微波爐消耗的電能為。額定電壓額定電流微波頻率輸出功率內(nèi)腔容積【答案】(1)磁控管、;(2),;(3)(4)、2;(5)0.12、。【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;電磁波與信息化社會(huì)【分析】本題給定一定背景材料,利用所學(xué)內(nèi)容以及材料所給信息可以進(jìn)行綜合分析答題。第(1)題須結(jié)合題干給出材料進(jìn)行分析;第(2)題考查電容器的結(jié)構(gòu)以及電容定義式;第(3)題利用所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活情境中進(jìn)行分析求解;第(4)題結(jié)合電場(chǎng)知識(shí)進(jìn)行分析和解答;第(5)題最后一問須根據(jù)題干給出信息、結(jié)合波長(zhǎng)與光速的公式以及電功率相關(guān)公式進(jìn)行分析和回答。【解答】解:(1)根據(jù)題干信息“磁控管在電源激勵(lì)下,連續(xù)產(chǎn)生微波”可知,微波爐加熱食物時(shí)產(chǎn)生微波的器件是磁控管;微波是指頻率為的電磁波,故“微波”是電磁波的一種;(2)電容屏原理:當(dāng)手指觸摸電容屏的表面時(shí),由于人體也具有電導(dǎo)性,手指與導(dǎo)體層之間被玻璃絕緣層隔開,形成一個(gè)電容。電容的定義式是;(3)微波爐的工作原理:食物中含有水分,水的分子是極性分子,當(dāng)水分子遇上電場(chǎng)時(shí),它會(huì)調(diào)整自己的方向,一旦電場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來,水分子也會(huì)跟著轉(zhuǎn),就好像摩擦生熱一樣,水分子的這種運(yùn)動(dòng)就產(chǎn)生了熱量,從而把食物加熱。所以用微波爐加熱食物時(shí),要選擇非金屬容器,金屬容器在通電后會(huì)產(chǎn)生渦流,不但會(huì)損傷爐體還不能加熱食物。、陶瓷餐具屬于非金屬容器,能放在微波爐里進(jìn)行健康、安全、有效加熱,故正確;、玻璃餐具屬于非金屬容器,能放在微波爐里進(jìn)行健康、安全、有效加熱,故正確;、常規(guī)塑料餐具在高溫時(shí)會(huì)釋放有害物質(zhì),不能放在微波爐里進(jìn)行健康、安全、有效加熱,故錯(cuò)誤;、金屬餐具在通電后會(huì)產(chǎn)生渦流,不但會(huì)損傷爐體還不能加熱食物,不能放在微波爐里進(jìn)行加熱,故錯(cuò)誤;(4)根據(jù)題目描述,微波電場(chǎng)中的水分子,氧原子帶負(fù)電,氫原子帶正電。電場(chǎng)方向?yàn)閺淖笙蛴曳较颍?。電?chǎng)力的方向?qū)τ趲д姷臍湓觼碚f,將會(huì)是沿著電場(chǎng)方向(即向右),而帶負(fù)電的氧原子受電場(chǎng)力的方向是相反的(即向左)。因此,氧原子受電場(chǎng)力的方向是向左。由于一個(gè)水分子有兩個(gè)氫原子,并且每個(gè)氫原子帶正電,電場(chǎng)力的大小對(duì)于每個(gè)氫原子是相同的,因此電場(chǎng)力的總大小是其中一個(gè)氫原子所受電場(chǎng)力的2倍;(5)從表格得到頻率為,輸出功率,額定電壓,額定電流根據(jù),代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得該微波爐波長(zhǎng)為;電功率為,加熱食品一分鐘,消耗的電能;故答案為:(1)磁控管、;(2),;(3)(4)、2;(5)0.12、。【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生的綜合分析能力,以微波爐為例,綜合考察學(xué)生電場(chǎng)知識(shí)、電容器相關(guān)知識(shí)以及光學(xué)知識(shí),考察內(nèi)容較為綜合,難度適中。23.(2024?重慶模擬)電容電池具有無污染、壽命長(zhǎng)、充電速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用。某同學(xué)想要用電流傳感器探究電容電池特性,探究電路如圖甲。(1)第一次探究中,先將開關(guān)接1,待電路穩(wěn)定后再接2。已知電流從上向下流過電流傳感器時(shí),電流為正,則電容器充放電過程中的和圖像是。(2)第二次探究,該同學(xué)先將開關(guān)接1給電容器充電,待電路穩(wěn)定后再接3,探究振蕩電路的電流變化規(guī)律。①實(shí)驗(yàn)小組得到的振蕩電路電流波形圖像,選取了開關(guān)接3之后的振蕩電流的部分圖像,如圖乙,根據(jù)圖像中、點(diǎn)坐標(biāo)可知,振蕩電路的周期(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。②如果使用電動(dòng)勢(shì)更小的電源給電容器充電,則振蕩電路的頻率將(填“增大”、“減小”或“不變”。③已知電源電動(dòng)勢(shì),測(cè)得充電過程圖像的面積為,以及振蕩電路的周期,可以得到電感線圈的電感表達(dá)式。(用測(cè)得的已知量表示)【答案】(1);(2)0.0092;不變;?!究键c(diǎn)】電磁振蕩及過程分析【專題】定量思想;實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?;?shí)驗(yàn)分析法;實(shí)驗(yàn)題;實(shí)驗(yàn)探究題;電磁場(chǎng)理論和電磁波【分析】(1)①結(jié)合題設(shè)和電容器充放電的特點(diǎn)逐一分析即可判斷;②根據(jù)電容器穩(wěn)定時(shí)所帶電荷量表達(dá)式得出充放電過程通過回路的電荷量情況,結(jié)合電流定義式得出圖像所圍面積的含義可分析出充放電圖像面積關(guān)系,分析出增大電阻箱阻值電流變化情況,從而得出充放電過程中電流及電壓隨時(shí)間變化情況即可判斷;(2)③根據(jù)圖像結(jié)合周期性得出振蕩電路的周期;④根據(jù)振蕩回路的周期公式和周期與頻率關(guān)系分析即可解題;⑤結(jié)合前面分析和題設(shè)計(jì)算出電容器的電容,結(jié)合振蕩回路的周期公式得出電感線圈的電感?!窘獯稹拷猓海?)、第一次探究過程為先給電容器充電,后電容器通過放電,給電容器充電過程中電流從上向下流過傳感器,即為正,由于充電后電容器右極板帶正電,電容器通過放電時(shí),電流從下向上流過傳感器,即為負(fù),故錯(cuò)誤,正確;、給電容器充電和電容器放電,通過電壓傳感器的電流方向均為從右向左,都為正,故錯(cuò)誤,正確。故選:。(2)由圖乙可知:由振蕩周期:可知,如果使用電動(dòng)勢(shì)更大的電源給電容器充電,則振蕩電路的周期不變,則頻率也不變。充電過程圖像的面積為,則有:可得:振蕩周期為:聯(lián)立可得:。故答案為:(1);(2)0.0092;不變;?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查觀察電容器的充放電實(shí)驗(yàn),涉及振蕩回路知識(shí),熟悉實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵。24.(2022?海淀區(qū)校級(jí)三模)如圖,對(duì)于勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧和質(zhì)量為小球組成一維振動(dòng)系統(tǒng),我們可以寫出任意時(shí)刻振子的能量方程為,為任意時(shí)刻小球偏離平衡位置的位移,為瞬時(shí)速度。若將代入能量方程便可得振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程①式)。振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振子質(zhì)量的平方根成正比,與振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)系數(shù)的平方根成反比,而與振幅無關(guān),即。(1)如圖,擺長(zhǎng)為、擺球質(zhì)量為的單擺在、間做小角度的自由擺動(dòng)。請(qǐng)你類比彈簧振動(dòng)系統(tǒng)從能量守恒的角度類推出單擺的周期公式(重力加速度取;很小時(shí),有。(2)如圖諧振電路,電容大小為,電感大小為?,F(xiàn)將開關(guān)由1擲到2位置。.通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)電路中一些狀態(tài)描述參量與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中一些狀態(tài)描述參量的變化規(guī)律類似。請(qǐng)你類比兩者完成下表,并在圖中定性畫出電容器上的電量隨時(shí)間變化的圖線(設(shè)回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎较颍?。?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(彈簧振子)電磁振蕩電路)振子質(zhì)量電感任意時(shí)刻振子偏離平衡位置的位移電容器電荷量瞬時(shí)速度振子動(dòng)能線圈磁場(chǎng)能振子彈性勢(shì)能.通過對(duì)比還發(fā)現(xiàn)電路中能量的變化規(guī)律與力學(xué)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律類似。請(qǐng)你類比①式寫出電容電量隨時(shí)間變化的方程,并類推出諧振電路周期公式?!敬鸢浮浚?)見解析;(2)見解析【考點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力;電磁振蕩及過程分析;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念;單擺及單擺的條件【專題】推理能力;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;推理法;定性思想【分析】(1)根據(jù)單擺的能量公式結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)完成分析;(2)用類比的方法得出電磁振蕩的相關(guān)知識(shí),結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式完成分析。【解答】解:(1)單擺的能量方程為在很小的時(shí)候又將代入能量方程可得單擺簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為:由此可得單擺的振動(dòng)系數(shù)為所以單擺的周期為(2)、類比簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中一些狀態(tài)描述參量的變化規(guī)律可得:如上述的表格所示。、類似簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律可得電容電量隨時(shí)間變化的方程為可知?jiǎng)t諧振電路周期公式為故答案為:(1)見解析;(2)見解析【點(diǎn)評(píng)】本題中主要考查了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量的關(guān)系,需要學(xué)生理解類比法的應(yīng)用,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)對(duì)比能力有一定的要求。25.(2022?東城區(qū)三模)類比是研究問題的常用方法。(1)情境1:如圖1所示光滑水平面上彈簧振子,鋼球質(zhì)量為、彈簧勁度系數(shù)為,建立如圖1中所示的坐標(biāo)軸。時(shí),將鋼球拉至處由靜止釋放,小鋼球只在彈力作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng),此過程中彈性勢(shì)能與鋼球動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。求時(shí)刻小鋼球的加速度;情境2:如圖2所示為振蕩電路,回路中電感線圈的自感系數(shù)為,電容器的電容為。如圖2所示,時(shí)閉合開關(guān),此時(shí)電容器兩極板帶電量分別為、。忽略電磁輻射與回路電阻的熱損耗,此后電路自由振蕩。求時(shí)刻電容器兩極板間的電勢(shì)差;(2)在情境1中小球做簡(jiǎn)諧振動(dòng)過程中位置隨時(shí)間周期性變化,根據(jù)速度和加速度的定義和,可得加速度。設(shè)任意時(shí)刻鋼球的位置坐標(biāo)為時(shí),由牛頓第二定律,將加速度代入化簡(jiǎn)可得,結(jié)合小球初始位置為,可得情景1鋼球隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式:。情境2中電容器左極板上的電荷隨時(shí)間周期性變化,根據(jù)電流的定義,自感線圈的自感電動(dòng)勢(shì)大小,可得自感電動(dòng)勢(shì)大小。振蕩電路中,任意時(shí)刻滿足。類比情境1,請(qǐng)寫出情境2中電容器左極板電荷隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式,并求出振蕩電路的振蕩頻率?!敬鸢浮浚?)時(shí)刻小鋼球的加速度為;時(shí)刻電容器兩極板間的電勢(shì)差為;(2)振蕩電路的振蕩頻率為。【考點(diǎn)】電磁振蕩【專題】定量思想;推理法;磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;推理能力【分析】(1)根據(jù)牛頓第二定律和電容器定義式列式可求;(2)類比彈簧振子鋼球位置隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式寫出電容器兩極板電荷量隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式,即可知電磁振蕩周期,根據(jù)求頻率。【解答】解:(1)彈簧彈力提供小球加速度解得:;電容器電容解得:;(2)類比彈簧振子鋼球位置隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式可得電容器兩極板電荷量隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式振蕩周期:振蕩頻率:。答:(1)時(shí)刻小鋼球的加速度為;時(shí)刻電容器兩極板間的電勢(shì)差為;(2)振蕩電路的振蕩頻率為?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生知識(shí)的遷移能力,將彈簧振子與電磁振蕩類比,仔細(xì)閱讀題干信息,難度不大。
考點(diǎn)卡片1.平均速度(定義式方向)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:平均速度是描述作變速運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.一個(gè)作變速運(yùn)動(dòng)的物體,如果在一段時(shí)間t內(nèi)的位移為s,則我們定義v=為物體在這段時(shí)間(或這段位移)上的平均速度.平均速度也是矢量,其方向就是物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移的方向.2.平均速度和平均速率的對(duì)比:【命題方向】例1:一個(gè)朝著某方向做直線運(yùn)動(dòng)的物體,在時(shí)間t內(nèi)的平均速度是v,緊接著內(nèi)的平均速度是,則物體在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度是()A.vB.vC.vD.v分析:分別根據(jù)求出兩段時(shí)間內(nèi)的位移,從而根據(jù)總位移和總時(shí)間求出平均速度的大?。猓何矬w的總位移x=,則這段時(shí)間內(nèi)的平均速度.故D正確,A、B、C錯(cuò)誤.故選D.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握平均速度的定義式,并能靈活運(yùn)用.【解題思路點(diǎn)撥】定義方向意義對(duì)應(yīng)平均速度運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的比值有方向,矢量粗略描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢某段時(shí)間(或位移)平均速率運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的路程與時(shí)間的比值無方向,標(biāo)量粗略描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢某段時(shí)間(或路程)2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間公式:vt=v0+at.其中,vt為末速度,v0為初速度,a為加速度,運(yùn)用此公式解題時(shí)要注意公式的矢量性.在直線運(yùn)動(dòng)中,如果選定了該直線的一個(gè)方向?yàn)檎较?,則凡與規(guī)定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡與規(guī)定正方向相反的矢量在公式中取負(fù)值,因此,應(yīng)先規(guī)定正方向.(一般以v0的方向?yàn)檎较?,則對(duì)于勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度取正值;對(duì)于勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度取負(fù)值.)【命題方向】例1:一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)5s后做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后2s的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到靜止.求:(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度;(2)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。治觯焊鶕?jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出5s末的速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出質(zhì)點(diǎn)速度減為零的時(shí)間.解答:(1)根據(jù)速度時(shí)間公式得,物體在5s時(shí)的速度為:v=a1t1=1×5m/s=5m/s.(2)物體速度減為零的時(shí)間2s,做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為:a2==2.5m/s2答:(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度5m/s;(2)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小2.5m/s2.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式和位移時(shí)間公式,并能靈活運(yùn)用.例2:汽車以28m/s的速度勻速行駛,現(xiàn)以4.0m/s2的加速度開始剎車,則剎車后4s末和8s末的速度各是多少?分析:先求出汽車剎車到停止所需的時(shí)間,因?yàn)槠噭x車停止后不再運(yùn)動(dòng),然后根據(jù)v=v0+at,求出剎車后的瞬時(shí)速度.解答:由題以初速度v0=28m/s的方向?yàn)檎较?,則加速度:a==﹣4.0m/s2,剎車至停止所需時(shí)間:t==s=7s.故剎車后4s時(shí)的速度:v3=v0+at=28m/s﹣4.0×4m/s=12m/s剎車后8s時(shí)汽車已停止運(yùn)動(dòng),故:v8=0答:剎車后4s末速度為12m/s,8s末的速度是0.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間公式v=v0+at,以及知道汽車剎車停止后不再運(yùn)動(dòng),在8s內(nèi)的速度等于在7s內(nèi)的速度.解決此類問題一定要注意分析物體停止的時(shí)間.【解題方法點(diǎn)撥】1.解答題的解題步驟(可參考例1):①分清過程(畫示意圖);②找參量(已知量、未知量)③明確規(guī)律(勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)等)④利用公式列方程(選取正方向)⑤求解驗(yàn)算.2.注意vt=v0+at是矢量式,剎車問題要先判斷停止時(shí)間.3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與速度的關(guān)系.由位移公式:x=v0t+at2和速度公式v=v0+at消去t得:v2﹣=2ax.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移﹣速度關(guān)系式反映了初速度、末速度、加速度與位移之間的關(guān)系.①此公式僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng);②式中v0和v是初、末時(shí)刻的速度,x是這段時(shí)間的位移;③公式中四個(gè)矢量v、v0、a、x要規(guī)定統(tǒng)一的正方向.【命題方向】美國“肯尼迪號(hào)”航空母艦上有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng),已知“F﹣A15”型戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上加速時(shí)產(chǎn)生的加速度為4.5m/s2,起飛速度為50m/s.若該飛機(jī)滑行100m時(shí)起飛,則彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有的初速度為()A、30m/sB、10m/sC、20m/sD、40m/s分析:已知飛機(jī)的加速度、位移、末速度,求解飛機(jī)的初速度,此題不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,選用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間公式便可解決.解答:設(shè)飛機(jī)的初速度為v0,已知飛機(jī)的加速度a、位移x、末速度v,此題不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間公式:解得:v0=40m/s故選:D。點(diǎn)評(píng):本題是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式的直接應(yīng)用,屬于比較簡(jiǎn)單的題目,解題時(shí)要學(xué)會(huì)選擇合適的公式,這樣很多問題就會(huì)迎刃而解了.【解題思路點(diǎn)撥】解答題解題步驟:(1)分析運(yùn)動(dòng)過程,畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖.(2)設(shè)定正方向,確定各物理量的正負(fù)號(hào).(3)列方程求解:先寫出原始公式,再寫出導(dǎo)出公式:“由公式…得…”.4.向心力的來源分析【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.向心力的確定(1)確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面及圓心的位置。(2)分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力。2.向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力。3.解決圓周運(yùn)動(dòng)問題步驟(1)審清題意,確定研究對(duì)象;(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;(3)分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,確定向心力的來源;(4)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程。【命題方向】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上有一個(gè)小物體隨圓筒一起運(yùn)動(dòng),小物體所需要的向心力由以下哪個(gè)力來提供()A、重力B、彈力C、靜摩擦力D、滑動(dòng)摩擦力分析:本題中應(yīng)該首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析,然后確定向心力來源!解答:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合力指向圓心;受力如圖;重力G與靜摩擦力f平衡,支持力N提供向心力;故選:B。點(diǎn)評(píng):本題要對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析,要注意勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合力指向圓心!【解題思路點(diǎn)撥】確定向心力來源的方法:1.確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面及圓心的位置。2.分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力。5.衛(wèi)星或行星運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】對(duì)于一般的人造衛(wèi)星而言,萬有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。于是有:①G=m→v=②G=mω2r→ω=③G=m→T=④G=ma→a=G在衛(wèi)星運(yùn)行的過程中,根據(jù)題目給出的參數(shù),選擇恰當(dāng)?shù)墓角蠼庀嚓P(guān)物理量?!窘忸}思路點(diǎn)撥】2005年10月12日,我國成功地發(fā)射了“神舟”六號(hào)載人宇宙飛船,飛船進(jìn)入軌道運(yùn)行若干圈后成功實(shí)施變軌進(jìn)入圓軌道運(yùn)行,經(jīng)過了近5天的運(yùn)行后,飛船的返回艙順利降落在預(yù)定地點(diǎn).設(shè)“神舟”六號(hào)載人飛船在圓軌道上繞地球運(yùn)行n圈所用的時(shí)間為t,若地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,求:(1)飛船的圓軌道離地面的高度;(2)飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率.分析:研究“神舟”六號(hào)載人飛船在圓軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力等于向心力列出方程,根據(jù)地球表面忽略地球自轉(zhuǎn)時(shí)萬有引力等于重力列出方程進(jìn)行求解即可.解答:(1)“神舟”六號(hào)載人飛船在圓軌道上繞地球運(yùn)行n圈所用的時(shí)間為t,①研究“神舟”六號(hào)載人飛船在圓軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力定律分別對(duì)地球表面物體和飛船列出方程得:②根據(jù)地球表面忽略地球自轉(zhuǎn)時(shí)萬有引力等于重力列出方程得:③r=R+h④由①②③④解得:②由線速度公式得:∴答:(1)飛船的圓軌道離地面的高度是;(2)飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率是.點(diǎn)評(píng):本題要掌握萬有引力的作用,天體運(yùn)動(dòng)中萬有引力等于向心力,地球表面忽略地球自轉(zhuǎn)時(shí)萬有引力等于重力,利用兩個(gè)公式即可解決此問題.只是計(jì)算和公式變化易出現(xiàn)錯(cuò)誤.【解題思路點(diǎn)撥】在高中階段,一般把衛(wèi)星的運(yùn)行看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力完全充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。但是計(jì)算的公式比較多,需要根據(jù)題目給出的參數(shù),選擇恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算。6.功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值.2.理意義:描述做功的快慢。3.質(zhì):功是標(biāo)量。4.計(jì)算公式(1)定義式:P=,P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率.(2)機(jī)械功的表達(dá)式:P=Fvcosα(α為F與v的夾角)①v為平均速度,則P為平均功率.②v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率.推導(dǎo):如果物體的受力F與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為α,從計(jì)時(shí)開始到時(shí)刻t這段時(shí)間內(nèi),發(fā)生的位移是l,則力在這段時(shí)間所做的功W=Flcosα因此有P==cosα由于位移l是從開始計(jì)時(shí)到時(shí)刻t這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,所以是物體在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度v,于是上式就可以寫成P=Fvcosα可見,力對(duì)物體做功的功率等于沿運(yùn)動(dòng)方向的分力與物體速度的乘積。通常情況下,力與位移的方向一致,即F與v的夾角一致時(shí),cosα=1,上式可以寫成P=
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