高中物理第十四章电磁波1电磁波的发现课堂互动学案选修3_4

1 电磁波的发现
课堂互动
三点剖析
1.电磁场和电磁波
电磁场
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。

电磁波
(1)产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波。

(2)电磁波的特点：①电磁波中的电场强度、磁感应强度与波的传播方向两两垂直，是横波；②电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中传播的速度为3×108 m/s ，v=T
对电磁波适用；③电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。

(3)德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。

2.麦克斯韦的电磁场理论
如何理解麦克斯韦电磁场理论
对于麦克斯韦电磁场理论的内容不仅要知道“变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场”，而且要进一步知道：均匀变化的磁场产生稳定的电场(稳定的电场不再产生磁场)，均匀变化的电场产生稳定的磁场(稳定的磁场不再产生电场)；周期性非均匀变化的磁场产生同周期性非均匀变化的电场，周期性非均匀变化的电场产生同周期性非均匀变化的磁场。

各个击破
【例1】 关于电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场。

答案：D
类题演练 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场
B.在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场
C.恒定电流在其周围不产生磁场
D.恒定电流周围存在着稳定的磁场
解析：电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故B 对A 错；恒定电流周围存在稳定磁场，磁场的方向可由安培定则判断，D 对C 错。

答案：BD
【例2】 某空间出现了如图14-1-1所示的一组闭合的电场线，这可能是( )
图14-1-1
A.沿AB 方向磁场在迅速减弱
B.沿AB 方向磁场在迅速增强
C.沿BA 方向磁场在迅速增强
D.沿BA 方向磁场在迅速减弱
解析：根据电磁感应理论，闭合回路中磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致。

答案：AC
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．课堂上，老师演示了一个有趣的电磁现象：将一铝管竖立，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管中始终与管壁不接触。

可以观察到，相比强磁铁自由下落，强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。

下课后，好奇的小明将一块较厚的泡沫塑料垫在电子秤上，再将这个铝管竖直固定在泡沫塑料上（用以消除电子秤内部铁磁性材料与磁铁相互作用的影响），如图所示，重复上述实验操作。

在强磁铁由静止释放至落到泡沫塑料上之前，关于强磁铁的运动和受力情况，下列情况可能发生的是（）
A．先加速下落后减速下落
B．始终做加速运动，且加速度不断增大
C．所受合力方向竖直向上
D．所受铝管对它的作用力越来越大
2．螺旋测微器是常见的长度测量工具,如图所示,旋动旋钮一圈,旋钮同时会随测微螺杆沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离,已知旋钮上的可动刻度“0”刻线处A点的旋转半径为R=5.0mm,内部螺纹的螺距x=0.5mm,若匀速旋动旋钮,则A点绕轴线转动的线速度和沿轴线水平移动的速度大小之比为
A．10:1 B．10:1
C．20:1 D．20:1
3．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，通过L1、L2、L3中的电流大小相等，L1、L2中的电流方向垂直纸面向里，L3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线则该导线受到的安培力的方向为
A．指向L1B．指向L2C．背离L3D．指向L3
4．一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动，其v-t图像如图所示，粒子在时刻运动到B点，
3时刻运动到C点，下列判断正确的是A．A、B、C三点的电势关系为
B．A、B、C三点场强大小关系为
C．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少
D．粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功
5．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只苹果，它周围苹果对它作用力的合力
A．对这只苹果做正功
B．对这只苹果做负功
C．对这只苹果不做功
D．无法确定
6．2013年6月20日，我国首次实现太空授课，航天员王亚平在飞船舱内与地面学生实时交流了51分钟。

设飞船舱内王亚平的质量为m，用R表示地球的半径，用r表示飞船的轨道半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′ 表示飞船所在处的重力加速度，用F表示飞船舱内王亚平受到地球的引力，则下列关系式中正确的是
A．g′=0 B． C．F=mg
D．
二、多项选择题
7．下列说法中正确的是________．
A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度相同这一条件B．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽仍是饱和的
C．干湿泡湿度计的干泡所示的温度高于湿泡所示的温度
D．浸润和不浸润与分子间作用力无关
E．蜘蛛网上挂着的小露珠呈球状不属于毛细现象
8．如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且始终以v1=2m/s的恒定速率运行。

初速度大小为v2=3m/s的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。

若从小墨块滑上传送带开始计时，小墨块在传送带上运动5s后与传送带的速度相同，则
A．小墨块未与传送带速度相同时，受到的摩擦力方向水平向右
B．根据运动学知识可知a=0.2m/s2
C．小墨块在传送带上的痕迹长度为4.5m
D．小墨块在传送带上的痕迹长度为12.5m
9．如图所示,在竖直向上磁感应强度为B 的匀强磁场中有光滑金属轨道,分别由水平部分CD、PQ和倾斜部分DE、QM 组成,轨道间距为L,倾斜部分倾角为α。

垂直水平轨道放置质量为m 电阻为r的金属棒a,垂直倾斜轨道放置质量为m 电阻为 R 的金属棒b。

导轨电阻不计,为保证金属棒b静止不动,给金属棒a 施加作用力F使其做匀速运动,则
A．导体棒a向左运动,速度大小为B．导体棒a向左运动,速度大小为C．作用力F 做功的功率为
D．作用力F 做功的功率为
10．如图所示，矩形导线框abcd与固定的水平长直导线AC在粗糙的水平绝缘桌面上，ab∥AC．若导线AC中通有交变电流i＝2cos10πt（A），规定水平向右为电流的正方向，线框始终处于静止状态则下列说法正确的是（）
A．该交变电流的有效值为2A
B．t＝0.1s时，线框中没有感应电流
C．t＝0.075s时，线框受到的静摩擦力方向垂直指向AC
D．t＝0.05s时，线框受到的静摩擦力最大
三、实验题
11．在高处以v＝7.5m/s，水平抛出一个物体，g＝10m/s2，运动两秒时求：
（1）下落的高度h，
（2）位移的大小。

12．如图，轨道 CDGH 位于竖直平面内，其中圆弧段 DG 与水平段 CD 及倾斜段 GH 分别相切于 D 点和 G 点，圆弧段和倾斜段均光滑，在 H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中．一带电物块由 C 处静止释放，经挡板碰撞后滑回 CD 段中点 P 处时速度恰好为零．已知物块
的质量，所带的电荷量
；电场强度
； CD 段的长度 L=0.8m，圆弧 DG 的半径 r=0.2m，GH 段与水平面的夹角为θ，且sinθ=0.6，co sθ=0.8；不计物块与挡板碰撞时的动能损失，物块可视为质点，重力加速度 g 取 10m/s2．
（1）求物块与轨道 CD 段的动摩擦因数µ；
（2）求物块第一次碰撞挡板时的动能 Ek；
（3）分析说明物块在轨道 CD 段运动的总路程能否达到 2.6m．若能，求物块在轨道 CD 段运动 2.6m路程时的动能；若不能，求物块碰撞挡板时的最小动能．
四、解答题
13．如图所示，M为一线圈电阻R M=0.5Ω的电动机，R=8Ω，电源电动势E=10V．当S断开时，电流表的示数I1=1A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=3A．
求：
（1）电源内阻r；
（2）开关S断开时，电阻R消耗的功率P．
（3）开关S闭合时，通过电动机M的电流大小I M．
14．（8分）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为
，开始时内部封闭气体的压强为。

经过太阳曝晒，气体温度由
升至。

（1）求此时气体的压强。

（2）保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到。

求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。

判断
在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ACE
8．AD
9．BD
10．BC
三、实验题
11．(1)20m；(2)25m
12．（1）0.25；(2) 0.018J；(3)不能达到2.6m，物块碰撞挡板时的最小动能为0.002J.
四、解答题
13．（1）2Ω （2）（3）
14．（1）
（2）吸热。

因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，二剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，两根完全相同的轻质弹簧和一根绷紧的轻质细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上。

已知物块甲的质量是物块乙质量的4倍，弹簧振子做简谐运动的周期
，式中为振子的质量，为弹簧的劲度系数。

当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中，下列说法正确的是________。

A．物块甲的振幅是物块乙振幅的4倍
B．物块甲的振幅等于物块乙的振幅
C．物块甲的最大速度是物块乙最大速度的
D．物块甲的振动周期是物块乙振动周期的2倍
E. 物块甲的振动频率是物块乙振动频率的2倍
2．如图，卫星携带一探测器在半径为3R (R为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行。

在a点，卫星上的辅助动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出（设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略）。

之后卫星沿新的椭圆轨道运动，其近地点b距地心的距离为nR (n略小于3)，已知地球质量为M，引力常量为G，则卫星在椭圆轨道上运行的周期为（）
A．B．
C．
D．
3．下述说法中正确的是
A．一个物体的重力势能从－2 J变化到－6 J，重力势能增加了
B．弹簧弹力做负功，弹簧系统的弹性势能一定减小
C．一个物体所受合外力为零，它的机械能不一定守恒
D．合外力对物体做正功，物体的动能可能减小
4．图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。

用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。

则该电路可能为
A．B．
C．D．
5．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q
球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点( )
A．P球的速度一定大于Q球的速度
B．P球的动能一定小于Q球的动能
C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
6．如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角满足（）
A．B．
C．
D．
二、多项选择题
7．在t＝0时刻向平静水面的O处投下一块石头，水面波向各个方向传播开去，当t＝1s时水面波向西刚好传到M点（图中只画了东西方向，其他方向没画出），OM的距离为1m．振动的最低点N距离原水平面15cm，如图。

则以下分析正确的是_____。

A．t＝1s时，O点的运动方向向下
B．该水面波的波长为2m
C．振动后原来水面上的M点和N点有可能在某时刻速度相同
D．t＝2s时刻N点处于平衡位置
E．t＝1.25s时刻M点和N点处于同—水平线上
8．甲、乙两辆遥控小汽车在两条相邻的平直轨道上作直线运动，以甲车运动方向为正方向，两车运动的v-t图象如图所示。

下列说法正确的是（）
A．两车若在t=5s时相遇，则另一次相遇的时刻是t=10s
B．两车若在t=5s时相遇，则t=0时两车相距15m
C．两车若在t=10s时相遇，则另一次相遇的时刻是t=20s
D．两车若在t=10s时相遇，则相遇前两车的间距是逐渐减小的
9．下列说法中正确的是（）
A．悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显
B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力
C．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
D．一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，气体的压强一定增大
E.内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的
10．如图所示，电阻不计的两光滑导轨沿斜面方向平铺在绝缘斜面上，斜面倾角为θ，导轨间距为L，导轨中部和下方各有一边长为L的正方形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B、方向均垂直斜面。

质量为m的金属棒ab水平放置在下方磁场区域中，质量未知的金属棒cd水平放置于上方某处。

某时刻由静止释放cd棒，当cd棒刚进入导轨中部的磁场区域时由静止释放ab棒，之后cd棒恰好匀速穿过中部的磁场区域而ab棒静止不动，已知两金属棒的电阻均为R，重力加速度为g。

则
A．上、下两磁场方向相同
B．cd棒的质量为m
C．cd棒通过导轨中部的磁场区域的过程中，克服安培力做功为mgLsinθ
D．cd棒的释放点到导轨中部磁场上边界的距离为
三、实验题
11．质量为的小型无人机下面悬挂着一个质量为
的小物块，正以
的速度匀速下降，某时刻悬绳断裂小物块竖直下落，小物块经过落地，已知无人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0.1倍，无人机的升力始终恒定，不计小物块受到的空气阻力，重力加速度为
，求当小物块刚要落地时:
（1）无人机的速度;
（2）无人机离地面的高度。

12．图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:
(1)待测电阻Rx(约100欧);
(2)直流毫安表(量程0～10毫安,内阻50欧);
(3)直流电压表(量程0～3伏,内阻5千欧);
(4)直流电源(输出电压4伏,内阻可不计);
(5)滑动变阻器(阻值范围0～15欧,允许最大电流1安);
(6)电健一个,导线若干条.
根据器材的规格和实验要求, （1）在图左侧的方框中画出实验电路图_________.
（2）根据电路图，在实物图上连线_________.
四、解答题
13．静电喷漆技术具有效率高、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化为如图甲所示。

A、B为水平放置的间距d＝1.6m的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的
的匀强电场。

在A板的中央放置一个安全接她的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为
的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为m＝1.0×10－5kg，带负电且电荷量均为q＝1.0×10－3C，不计油漆微粒间的相互作用以及油漆微粒带电量对板间电场和磁场的影响，忽略空气阻力，g取
，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6．求（计算结果小数
点后保留一位数字）：
（1）油漆微粒落在B板上的最大面积；
（2）若让A、B两板间的电场反向（如图乙所示），并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.06T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其他条件不变。

①B板被油漆微粒打中的区域的长度为多少？
②打中B板的油漆微粒中，在正交场中运动的最短时间为多少？
14．在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系，y轴左侧有沿y轴正方向的匀强电场E，y轴右侧有垂直水平桌面向上的匀强磁场B．在
处有一个带正电的小球A以速度
沿x轴正方向进入电场，运动一段时间后，从(0，8)处进入y轴右侧的磁场中，并且正好垂直于x轴进入第4象限，已知A球的质量为
，带电量为
，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）如果在第4象限内静止放置一个不带电的小球C，使小球A运动到第4象限内与C球发生碰撞，碰后A、C粘在一起运动，则小球C放在何位置时，小球A在第4象限内运动的时间最长(小球可以看成是质点，不考虑碰撞过程中的电量损失)．
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BCE
8．BD
9．ADE
10．BC
三、实验题
11．（1）；方向竖直向.上（2）27.44 m
12．（1）见解析；（2）见解析；
四、解答题
13．（1）18．1 m2（2）1．6 m （3）0．31 s
14．（1）（2）1.5T（3）。