高中物理选择性必须第二册电磁振荡与电磁波解答题专题训练含答案学校:___________姓名：___________班级：_________
__考号：___________一、解答题1．如图所示，水平面上固定着不等间距的两段平行直导轨，处于磁感应强度大小为B的竖直向下的
匀强磁场中，粗糙导轨、的间距为L，光滑导轨、无限长，其间距为，导轨电阻均不计，金属棒、垂直放置于两段导轨上与导轨接触良好，且均可自
由滑动，其质量分别为m和，二者接入电路的阻值分别为R和，一根轻质细线绕过定滑轮（定滑轮用绝缘材料固定在轨道平面内，滑轮质量和摩擦不
计），一端系在金属棒的中点上，另一端悬挂一物块W，W的质量为M，此时金属棒恰好不滑动。现用水平向右的恒定拉力F使金属棒由静止开始向
右运动，当达到最大速度时金属棒刚要滑动已知重力加速度为g，求：(1)金属棒的最大速度；(2)恒定拉力F的大小；(3)若在金属棒达到
最大速度时立即撤去拉力F，试计算出金属棒继续运动的位移s；(4)若金属棒从静止开始运动到最大速度所用的时间为t，则金属棒从棒开始运
动到棒静止共产生了多少焦耳热？2．如图甲所示，、是间距且足够长的平行导轨，，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角为，间连接有
一个的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度的大小。将一根质量、阻值为r的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好
。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒横截面的电荷量，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图
乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行求：(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)离的距离x；(3)金属棒滑行至处的过程中
，电阻R上产生的热量。（，，g取）3．如图所示，在坐标系中，在的区域内分布由指向y轴正方向的匀强电场，在的区域内分布有垂直于平面向
里的匀强磁场，MN为电场和磁场的边界，在处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板ab，带电粒子打到板上即被吸收（设轨迹圆与挡板ab相切的
粒子刚好不会被吸收），一质量为m.电量为的粒子以初速度由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，已知电场强度大小为，粒子的重力不计．（1
）要使粒子不打到挡板上，磁感应强度应满足什么条件？（2）通过调节磁感应强度的大小，可让粒子刚好通过点（图中未画出），求磁感应强度的
大小．4．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示．E是内阻不计、电动势为6V的电源．R0是一个阻值为400Ω的限流电阻．G是由理
想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器
．秤台的重力忽略不计．试分析：（1）利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式．（2电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为
多大？（3）如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀．压力
F/N150100150200250300…电阻R/Ω300280260240220200180…5．手机间的通信过程如图所示，从
提高通信质量角度来看移动通信网络中应该怎样设定基站。6．雷达可以用来测量飞机与雷达站的距离，雷达发射出电磁波后，若经过1.8s收到
敌机反射后的回波，求敌机距雷达站的距离为多少？7．如图所示是演示电磁波的发射与接收的实验装置。(1)当甲的振子、间产生电火花时，乙
的氖灯是否一定发光？(2)如果乙的氖灯发光，其能量是如何得到的？8．有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，
通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵
从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期，式中m为振动物体的质量，k为回复力与位移间的比例系数。(1)试证明在小角度下，单摆做简
谐运动，并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f的表达式（已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g）；(2)在弹吉
他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定，假设琴弦振动时，振幅很小，且琴弦的张力
保持不变，a．请通过分析，写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的关系式；b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，试求琴
弦振动的频率将变为多少？（注：严格的说，琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。此题中我们不考虑其他驻波的影响，即只需关注琴弦上基
波的频率。不懂驻波的同学可以不用管这一条注释，不影响解题）(3)简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡
位置的位移x之间的关系就都可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。我们曾利
用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。现在对一个LC振荡电路，请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即
电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律），并求出电磁振荡频率f的表达式。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线
圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为。9．国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”
任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回
来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为。已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度d。10．不同频率或波长的电磁波具有不同的
功能，如某台电视机接收的微波频率f=3×109Hz，某广播电台发射的无线电波的波长λ=500m。各种电磁波在真空中传播的速度是相同
的。问：(1)电磁波在真空中传播的速度c是多少？(2)频率为3×109Hz的微波的波长是多少？参考答案1．(1)；(2)；(3)；
(4)【解析】【分析】【详解】(1)当棒达到最大速度时，根据右手定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，根据左手定则可知棒受到水平向
右的安培力，棒刚要滑动，对棒受力分析，可得受拉力F作用前，棒恰好不滑动，由平衡条件得解得对棒，有解得(2)当棒达到最大速度时，此时
受力平衡，则外力又故(3)金属棒达到最大速度时立即撤去拉力F，直至停止，对棒，由动量定理得又得联立解得棒继续运动的位移(4)金属棒
加速过程中，对棒由动量定理得联立可得棒加速过程的位移设棒克服安培力做功为，对棒运动全过程，由动能定理得设系统产生的焦耳热为，由能量
守恒定律可知解得则棒产生的焦耳热2．(1)0.5；(2)2m；(3)0.08J【解析】【分析】【详解】(1)由题图乙知，当时，，由
牛顿第二定律得解得(2)由题图乙可知时，金属棒速度稳定，滑到处。当金属棒达到稳定速度时，安培力有解得又因为解得(3)根据动能定理有
解得则电阻R上产生的热量3．(1)(2)【解析】（1）粒子先在电场中做类平抛运动，，，其中，得到：速度与x轴夹角，，进入磁场
速度粒子刚好不打到挡板上，轨迹与板相切；设粒子在磁场中运动半径为R，洛伦兹力提供向心力：由几何关系：，得到：得到：，故要使粒子不打
到挡板上，；（2）粒子再次回到x轴上，沿x轴前进的距离调节磁场，所以粒子通过P点，回旋次数，所以N为整数，只能取、、时，，此时磁场
时，，此时磁场时，，此时磁场点睛：本题的难点在于第二问，由于改变磁感应强度则粒子做匀速圆周运动的半径随之改变，粒子返回MN的位置也
将变化，回到电场中做斜抛运动到达x轴的位置也将发生相应的变化，那么就要找到回旋次数N与每回旋一次向前移动距离s之间的关系．4．（1
）（Ω）（2）550N（3）见解析【解析】【分析】【详解】（1）把压力大小作为横坐标，把电阻作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压
敏电阻R的阻值随压力大小F变化的图像，如图所示根据R的阻值随压力F变化的图像可知压敏电阻R的阻值与压力F是一次函数关系，设函数关系
式为：把N、Ω和N、Ω代入得：，解得：，所以函数关系式为（Ω）（2）从上式可知，压力增大时，压敏电阻阻值减小，当电阻R0两端的电压
为5V时，压敏电阻两端的电压为V根据串联电路特点可得，代入数据，得，解得Ω.把Ω代入中，即，解得N.（3）根据闭合电路欧姆定律得把
（Ω），，Ω代入上式，化简得（N），所以压力和电流不是一次函数关系，故该测力显示器的刻度不均匀5．见解析【解析】【分析】【详解】从
提高通信质量角度来看应适当增加基站密度，基站天线应在高处架设，为做到网络全覆盖，设定基站后应通过实验对信号强度进行检验并不断听取用
户的反馈信息。6．【解析】【分析】【详解】磁波从雷达发出经过传到敌机，则敌机到雷达站的距离为7．(1)不一定，甲和乙的金属滑动杆离
莱顿瓶的距离必须相同，氖灯才会发光；(2)乙的氖灯发光的能量是甲通过电磁波传播过来的【解析】【分析】【详解】(1)不一定，甲和乙的
金属滑动杆离莱顿瓶的距离必须相同，氖灯才会发光；(2)乙的氖灯发光的能量是甲通过电磁波传播过来的。8．(1)；(2)a．，b．；(
3)，【解析】【分析】【详解】(1)对摆球受力分析如图单摆摆球的重力沿着切线方向的分力提供回复力，该力的大小为F=mgsinθ由于
θ＜5°，故故方向总是指向平衡位置，故F回=-kx而常数，代入简谐运动的周期公式，可得单摆的周期公式单摆的振动频率为联立解得(2)
a．频率f的单位是，质量m的单位是kg，长度L的单位是m，弹拨力F的单位是从单位方面分析只有组合才能得到频率的单位。增加一个系数c
可得公式b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，有可得则有(3)由简谐振动过程中的机械能守恒，有整理可得故常数为由弹簧振子的振动周期
，结合可得而LC振荡电路的总能量包括电容器的电场能和电感线圈中的磁场能，其总能量是守恒的，有整理可得而电容器的电荷量代入可得与类比
可知，电荷量q类比为位移x，电流I类比为速度v，因电流关于时间成正弦函数规律，可推得电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律，而常数为根据弹簧振子的周期为代入可知由周期可知电磁振荡的频率公式为9．【解析】【分析】【详解】电磁波的在土壤中传播速度满足根据题意可知解得土壤厚度为10．(1)3×108m/s；(2)0.1m【解析】【详解】(1)电磁波在真空中传播速度为(2)计算波长本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第1页，总2页试卷第1页，总3页试卷第1页，总3页答案第1页，总2页 |
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