暑假作业08 电磁振荡和电磁波（解析版）-2025版高二物理暑假作业

限时练习：90min完成时间：月日天气：作业08电磁振荡和电磁波一、电磁振荡的产生及能量变化(1)在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，与电容器有关的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．与线圈有关的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE增大时，线圈中的三个物理量i、B、EB减小，即q、E、EE↑eq\o(―――→,\s\up7(异向变化))i、B、EB↓.二、电磁场对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场．②非均匀变化的磁场产生变化的电场．③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．三、电磁波谱1．电磁波谱及介绍无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．2．各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．一、单选题1．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（

）A．变化的磁场只能在其周围的闭合线圈中产生电场B．只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场C．变化的磁场与变化的电场沿同一方向，且与电磁波的传播方向垂直D．电磁波是横波，而且是一种真正的物质【答案】D【解析】AB．变化的磁场能够在周围的空间产生电场。变化的电场能够在周围的空间产生磁场。不需要闭合线圈与电容器，不需要介质，这种现象可以在真空中发生，AB错误；C．变化的磁场与变化的电场互相垂直，且与电磁波的传播方向垂直，C错误；D．电磁波是横波，而且是一种真正的物质，D正确。故选D。2．下图为理想LC振荡电路工作中的某时刻，电容器两极板间的场强E的方向与线圈内的磁感应强度的方向如图所示，M是电路中的一点。下列说法中正确的是（）A．电路中的磁场能在增大 B．流过M点的电流方向向右C．电路中电流正在减小 D．电容器所带电荷量正在减少【答案】C【解析】根据电容器中电场方向可知上极板为正极板，由安培定则可知电路中电流方向为逆时针，所以该时刻电容器正在充电。电路中的电场能在增大，流过M点的电流方向向左，电路中电流正在减小，电容器所带电荷量正在增大。故ABD错误；C正确。故选C。3．2024年3月，华为小折叠屏PocketS2手机正式发售。该款手机搭载了麒麟990E芯片，支持5G网络，可以满足用户对于高速网络的需求。5G网络相比4G网络具有更高的数据传输速率。已知4G网络通信技术采用1880MHz~2635MHz频段的无线电波，5G网络通信技术采用3300MHz~5000MHz频段的无线电波。下列说法正确的是（）A．在真空中，5G信号比4G信号传播速度快B．5G信号和4G信号相遇会发生干涉现象C．5G信号属于横波，4G信号属于纵波D．5G信号比4G信号更难发生明显衍射现象【答案】D【解析】A．在真空中，5G信号与4G信号传播速度相等，均为光速，选项A错误；B．5G信号和4G信号频率不同，则相遇不会发生干涉现象，选项B错误；C．5G信号和4G信号都属于横波，选项C错误；D．5G信号比4G信号频率更大，波长更短，更难发生明显衍射现象，选项D正确。故选D。4．无线话筒是一个将声信号转化为电信号并将信号发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路的磁场方向如图所示，且电流正在减小，下列说法正确的是（）A．电容器正在充电B．电容器下板带负电C．俯视看，线圈中电流沿顺时针方向D．电场能正在转化为磁场能【答案】A【解析】AD．电流正在减小，则电容器正在充电，磁场能正在转化为电场能，故A正确，D错误；BC．根据安培定则可知，从俯视的视角观察线圈，线圈中电流沿逆时针方向，电容器下板带正电，故BC错误。故选A。5．如图所示，某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成LC振荡电路，L是直流电阻可以忽略的电感线圈。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（）A．电容器在充电 B．磁场能转化为电场能C．电流在不断增大 D．电容器上极板所带的负电荷增加【答案】C【解析】从开始计时起，在0~时间内，电容器上极板带正电且在放电，电流方向为逆时针方向；在~时间内，电容器反向充电，下极板带正电；在~时间内，电容器反向放电，上极板带负电且电荷量减小，电流不断增大，电场能转化为磁场能。故选C。6．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）A．变化的磁场一定在周围空间产生变化的电场B．根据电磁场理论，电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换C．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．电磁波不包括可见光【答案】B【解析】A．变化的磁场不一定在周围空间产生变化的电场，例如均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，A错误；B．根据电磁场理论，周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场在周围空间产生周期性变化的电场，因此电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换，B正确；C．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C错误；D．由电磁波谱可知，电磁波包括所有光，D错误。故选B。7．下列关于科学技术的运用的说法正确的是（）A．交通警察用监视器测量汽车的速度时不能利用多普勒效应B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射C．医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的衍射D．雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备【答案】B【解析】A．交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，A错误；B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射，B正确；C．医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的反射，C错误；D．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，D错误。故选B。8．在图甲的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在时刻开关拨到位置“2”。若电流从传感器的“+”极流入，电流显示为正，图乙为振荡电流随时间变化的图线，则下面有关说法正确的是（）A．在图乙中A点时刻电容器上极板带负电B．在图乙中从到A点过程中电容器的电压先增加后减小C．若电阻R减小，电流变化如图丙中实线D．若电阻R减小，电流变化如图丙中虚线【答案】A【解析】A．在图乙中A点时刻电流为正且正在减小，可知电容器正在充电阶段，此时上极板带负电，下极板带正电，选项A正确；B．在图乙中从到A点过程中电流先正向增加后正向减小，电容器先放电后充电，即电容器的电压先减小后增加，选项B错误；CD．若电阻R减小，则电容器放电时最大电流变大，但是振动周期不变，则图丙中实线和虚线描述电流变化都不对，选项CD错误。故选A。二、多选题9．下列有关物理知识在实际中的应用，解释正确的是（）A．用偏振镜头拍摄水面下游鱼与观看立体电影的原理相同B．可通过测量星球上某些元素发出的光波频率判断该星球远离还是靠近地球C．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该增加线圈的匝数【答案】AB【解析】A．用偏振镜头拍摄水面下游鱼与观看立体电影的原理相同，都是利用了光的偏振，故A正确；B．可通过测量星球上某些元素发出的光波频率，根据多普勒效应，判断该星球远离还是靠近地球，故B正确；C．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，红外线频率低，能量小，不能用于医院和食品消毒，故C错误；D．若想接收一个频率较高的电台，应增大固有频率，根据，应减小线圈的匝数，减小电感，故D错误。故选AB。10．为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（

）A．减小电容器极板的正对面积 B．增大电容器极板的间距C．增大自感线圈的匝数 D．提高供电电压【答案】AB【解析】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由可知减小L和C可以提高f。AB．由平行板电容器电容决定式减小电容器极板的正对面积或增大电容器极板的间距，电容C减小，LC振荡电路振荡频率增大，故AB正确；C．增大自感线圈的匝数，自感系数L增大，LC振荡电路振荡频率减小，故C错误；D．提高供电电压，不改变LC振荡电路振荡频率，故D错误。故选AB。11．在如图甲所示的LC振荡电路中，通过点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过点向右的电流规定为的正方向，则（）A．至内，磁场能在减少 B．至内，点比点电势高C．0至内，电容器C正在充电 D．至内，电容器上极板带正电【答案】AB【解析】A．1.5ms至2ms内，电流减小，为充电过程，磁场能减小转化为电场能，故A正确；B．1ms至1.5ms内，电流增大，为放电过程，电流方向改变为逆时针，Q点比P点电势高，故B正确；C．0至0.5ms内，电流增大，应为放电过程，故C错误；D．0.5ms至1ms内，电流减小，为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，故D错误。故选AB。12．关于电磁波的有关说法正确的是（）A．电磁波从空气传入水中，波速变小，波长变短B．红外线有很强的热效应，它的波长比微波还要长C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制D．X射线比紫外线更容易发生衍射【答案】AC【解析】A．电磁波从空气传入水中，频率不变，波速变小，根据可知波长变短，故A正确；B．红外线有很强的热效应，它的波长比微波短，故B错误；C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，故C正确；D．紫外线的波长大于X射线的波长，紫外线比X射线更容易发生衍射，故D错误。故选AC。一、单选题1．黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，c为光速，v为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量G，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（）A．观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向远离地球的方向运动B．观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中A位置C．根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度D．根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径【答案】D【解析】A．由于题中规定地球的视向方向为v的正方向，且当观测到伴星光谱谱线的波长，表明v为负值，则v的方向与视向方向相反，即对应着伴星向靠近地球的方向运动，故A错误；B．根据上述可知，若观测到伴星光谱谱线波长的最大值，则v的方向与视向方向，且该分速度达到最大值，即该位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，故B错误；D．根据图像可知，伴星光谱谱线波长变化的周期等于伴星绕黑洞做圆周运动的周期，由于伴星光谱谱线波长的最大值位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，此时分速度即等于伴星绕黑洞圆周运动的线速度，令最大波长与伴星绕黑洞圆周运动的线速度分别为、，则有根据线速与周期的关系有解得故D正确；C．伴星绕黑洞做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有结合上述可以求出黑洞的质量，但是，由于不知道黑洞自身的半径，因此无法求出黑洞的密度，故C错误。故选D。2．下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（  ）A．图甲中雷达利用了X射线探测飞机B．图乙中电磁炉加热食物是利用电磁波中的微波加热C．图丙中漏电保护开关利用电磁感应原理D．图丁中手持式金属探测器利用了红外线进行探测的【答案】C【解析】A．图甲中雷达利用无线电波的反射探测飞机，故A错误；B．图乙中电磁炉加热食物是利用涡流加热，故B错误；C．图丙中漏电保护开关利用电磁感应原理，故C正确；D．图丁中手持式金属探测器利用了涡流探测，故D错误。故选C。3．如图甲所示，在LC振荡电路实验中，多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的周期T，如图乙所示，以C为横坐标、T2为纵坐标，将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据，则（

）

A．电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最大B．电容器板间场强增大时，电路中电流正在增大C．电容器带电量最大时，电路中电流最大D．可由图像计算线圈的自感系数【答案】D【分析】在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化。注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题。【解析】A．电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最小为零，选项A错误；B．电容器板间场强增大时，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，电路中电流正在减小，选项B错误；C．电容器充电结束时，电容器带电量达到最大，电场能最大，电路中电流为零，选项C错误；D．由得由图像的斜率可以计算得到线圈自感系数，选项D正确。故选D。二、多选题4．下列说法正确的是（）A．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的B．在LC振荡电路中，当电流最大时，电容器储存的电场能最小C．电磁波的波长越长，衍射越明显，有利于电磁波的发射和接收D．降噪耳机通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来减噪【答案】BD【解析】A．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是相同的，故A错误；B．在LC振荡电路中，当电流最大时，磁场能最大，电容器储存的电场能最小，故B正确；C．电磁波的波长越长，衍射越明显，不利于电磁波的发射和接收，故C错误；D．降噪耳机通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来减噪，故D正确