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第1页(共1页)高考物理2026年4月模拟试卷必刷题——电磁振荡与电磁波(2026年4月)一.选择题(共7小题)1.(2026春•南京月考)在LC振荡电路中,某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的电场方向如图所示,下列说法正确的是()A.电路中的电流正在减小 B.电容器两极板间的电场强度正在增大 C.电容器所带电荷量正在增大 D.线圈磁场能正在增大2.(2026春•海安市校级月考)如图为德国科学家赫兹做放电实验的装置。实验中,当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环的两个金属小球间也跳过电火花。关于此实验现象,下列说法正确的是()A.当与感应圈相连的两个金属球之间产生电火花时,周围空间出现了恒定的电场 B.当与感应圈相连的两个金属球之间产生电火花时,周围空间出现了迅速变化的电磁场 C.此实验不能在真空中完成 D.此实验无法证实电磁波的存在3.(2026春•雁塔区校级月考)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理,在出口处的地毡下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路,如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时,线圈的自感系数增大,导致振荡频率变化,从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是()A.t1时刻,电容器C的电场能最大 B.t2时刻,线圈L的自感电动势最大 C.t2~t3时间内,线圈L中电流逐渐增大 D.0~t3时间内,未消磁的书籍标签正在远离线圈L4.(2026春•南开区校级月考)下列说法正确的是()A.密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量 B.核反应方程49Be+24He→C.α射线、β射线、γ射线都属于电磁波 D.光电效应揭示了光的粒子性,康普顿效应揭示了光的波动性5.(2026•江苏模拟)我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”,和第三代同步辐射光源相比,电子被加速后的能量更高,辐射的X射线穿透能力更强,则()A.电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B.电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C.电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D.电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短6.(2026•渝中区校级模拟)如图所示装置,1是待测位移的物体,软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L(电阻不计)和电容器C并联后与电阻R、电动势为E的电源(内阻不计)相连,闭合开关S,待电路达到稳定后(此时线圈将电容器短路)再断开S,LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是()A.开关断开后,电容器的带电量从最大值开始周期性变化 B.开关断开后,线圈中的自感电动势从最大值开始周期性变化 C.该装置可作为传感器使用,振荡电流振幅的不同可反映物体位置的不同 D.该装置可作为传感器使用,振荡电流频率的不同可反映物体位置的不同7.(2026•宁波二模)赫兹通过如图所示的实验装置观察到了电火花,证实了电磁波的存在。重复实验时发现改变接收器参数可以更容易观察到电火花,这个过程叫作()A.调幅 B.调谐 C.调频 D.解调二.多选题(共4小题)(多选)8.(2026春•迎泽区校级月考)城市路边的智能停车位之所以能实时监控车位状态,是因为在车位的地面下埋装的LC振荡电路可获取车辆驶入和驶出的信息。如图甲所示,当车辆驶出时,相当于将线圈中的铁芯抽出,这会使线圈的自感系数减小,LC振荡电路的频率就会随之变化,计时器根据振荡电流的变化进行计时。图乙为某停车位的振荡电路中电容器的电荷量随时间变化的关系图像(规定电容器上极板带正电时,电荷量为正值)。下列说法正确的是()A.t1时刻,流过线圈L的电流最大 B.t1﹣t2时间内,电容器放电,线圈L中的磁场能逐渐增大 C.由图乙可判断汽车正在驶出智能停车位 D.图甲中的LC振荡电路状态可能对应图乙中t2﹣t3时间内的某一时刻(多选)9.(2026春•雁塔区校级月考)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长(或频率),因此具有不同的特性,下列有关说法正确的是()A.无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B.红外线可以灭菌消毒,促进人体对钙的吸收 C.紫外线照射会使物质发出荧光,这是夜视仪工作的基础 D.X射线具有很强的穿透本领,机场安检时能探测到箱内的物品(多选)10.(2026•新疆模拟)关于以下四幅图,下列说法正确的是()A.甲图中,真空冶炼炉通入高频交流电,使得线圈中产生焦耳热,从而冶炼金属 B.乙图中,三个线圈连接到三相电源上,产生旋转磁场,从而使得导线框转动 C.丙图中,磁铁上、下振动过程中,磁铁下方金属线圈中电流方向不变 D.丁图中,当储罐中不导电液面高度升高时,LC回路中振荡电流频率将变小(多选)11.(2026•开福区校级开学)图甲为测量储液罐中不导电液体高度的装置,将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储液罐中,电容器C可通过开关S与理想电感线圈L(电阻不计)或电源相连。t=0时把开关从a拨到b,由理想电感线圈L与电容器C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板正对面积一定、两极板间距离一定、忽略回路电磁辐射的条件下,下列说法正确的是()A.当储液罐内的液面高度升高时,LC回路中振荡电流的频率将变大 B.t1时刻电容器所带电荷量最少 C.t3~t4时间段内LC回路中磁场能逐渐转化为电场能 D.该振荡电流为正弦式交变电流,其有效值为2Im三.填空题(共1小题)12.(2026春•仓山区校级月考)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,且磁场正在增强,此时电容器正在(选填“充电”或“放电”),并指出图中ab间电流的方向为(选填“a向b”或“b向a”),电容器上极板带电(选填“正”或“负”)。四.解答题(共3小题)13.(2025春•闵行区校级月考)为了探测月球背面,中国将鹊桥卫星送上太空,实现月地通信。中国已发射两颗鹊桥卫星,即将发射鹊桥三号。(1)鹊桥卫星工作时,在月球引力范围内运动,忽略地球对鹊桥卫星的影响。a.(不定项)给定仅在引力作用下绕中心天体做椭圆运动的物体,其机械能大小与轨道的半长轴成反比。假定鹊桥1号、2号、3号卫星绕月球在椭圆轨道上运动的半长轴都相等,轨道形状如图1,周期分别为T1、T2、T3,机械能分别为E1、E2、E3,则。A.T1>T2>T3B.T1=T2=T3C.E1>E2>E3D.E1=E2=E3b.仅考虑狭义相对论效应,地球上的观测者测量鹊桥卫星从A到B匀速运动的时间为t1,鹊桥卫星自带的计时器测得时间为t2,则。A.t1>t2B.t1=t2C.t1<t2(2)使用无线电通信时,需要利用振荡电路产生无线电波,平行板电容器的电容为C。a.下列属于无线电波频率数量级的是。A.109HzB.1013HzC.1017HzD.1021Hzb.电容器的带电量Q随电势差U变化的图线如图2,则电容器带电量为Q0时,电容器的储能为。c.振荡电路中某时刻电场能最大时,电路突然断开,电容两极板间距d略微增大了一些,则电容器中的能量Ec随d的变化图线,可能正确的是。14.(2026春•海安市校级月考)如图所示,线圈的自感系数L=12πμH,电容器的电容C=89πpF,电源电动势E=4V,内阻r=1Ω,电阻的阻值R=9Ω,不计线圈和电流表的内阻,闭合开关S,待电路中电流稳定后断开S,已知c=3×(1)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间;(2)断开开关S后,电流表的示数;(3)已知单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时,电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。当感应电动势达到最大值,该单端天线应设计的长度为多长?15.(2026•普陀区二模)新能源车指采用非传统燃料作为动力来源的车辆,核心目标是减少对石油的依赖和降低环境污染。(1)新能源汽车上常装有北斗卫星系统接收器。某颗北斗卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行。已知地球半径为R,地球表面重力加速度大小为g,则该卫星的运行周期为;(2)某新能源汽车的无线充电系统由发射端N(地面供电线圈)和接收端M(车载受电线圈)组成。充电时,与动力电池相连的受电线圈静置于地面供电线圈正上方,如图(a)所示。当N接交流电后,穿过M的磁通量Φ随时间t变化的规律如图(b)所示。已知M的匝数为100匝,不考虑线圈的自感。①(多选)若磁感线向上穿过M,通过M的磁通量为正,则M中产生顺时针方向的感应电流(从上往下看)的时段有;A.0~π4×10﹣B.π4×10﹣3s~π2×C.π2×10﹣3s~3π4×D.3π4×10﹣3s~π×10﹣②在π4×10﹣3s~3π4×10﹣3s的时间内,穿过M的磁通量的变化量ΔΦ=③线圈M中产生的感应电动势随时间变化的关系式:e=(V)。(3)如图,通过匝数为n1=1000匝的供电线圈,同时给受电线圈匝数分别为n2=600匝、n3=200匝的两辆新能源汽车充电,忽略各种能量损耗。当供电线圈两端接在220V的正弦交流电源上时,两车的充电电流分别为I2=13A、I3=11A,则通过供电线圈的电流I1=A。(4)如图,某新能源车大灯结构的简化图。现有一光线从焦点F处射出,经旋转抛物面反射后,从半球透镜竖直直径AB上的C点、垂直射入半球透镜。已知半球透镜的折射率为2。若C为半径AO的中点,距地面0.81m,则该光线射到地面的位置与大灯间的水平距离约为m。(tan15°≈0.27、tan30°≈0.58)(5)某新能源车使用“再生制动”技术提升能效。系统设定速度大小大于v0时选择再生制动,再生制动阶段阻力大小与速度大小成正比,即f=kv;速度大小小于等于v0时选择机械制动,机械制动阶段阻力大小恒为车重的μ倍。(重力加速度大小为g)①(计算)若该车质量为m,求该车以速度大小v1(v1>v0)开始制动直到停下,汽车运动的位移大小。②再生制动过程中,当回收系统的输出电压U比动力电池所需充电电压U0低时,无法直接为动力电池充电。在下列电路中(L为自感线圈),通过不断打开和闭合开关S,在U小于U0的情况下,可能实现为动力电池充电的是。
高考物理2026年4月模拟试卷必刷题——解答一.选择题(共7小题)1.(2026春•南京月考)在LC振荡电路中,某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的电场方向如图所示,下列说法正确的是()A.电路中的电流正在减小 B.电容器两极板间的电场强度正在增大 C.电容器所带电荷量正在增大 D.线圈磁场能正在增大【分析】由题图可知电容器中电场强度方向向上,电容器上极板带负电,根据磁场方向及安培定则,判断回路中电流方向,由此判断电容器充放电状态。放电过程电容器所带电荷量减小,电容器两极板间的电场强度减小,电场能减小,磁场能增大,回路电流增大。【解答】解:A、电容器中电场强度方向向上,电容器上极板带负电,根据磁场方向及安培定则可知,回路电流流向电容器的上极板,故电容器正在放电,故A错误;BC、电容器正在放电,则电容器所带电荷量正在减小,电容器两极板间的电压与电场强度均正在减小,故BC错误;D、电容器所带电荷量正在减小,则电场能正在减小,根据能量守恒定律可知,磁场能正在增大,回路电流正在增大,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了电磁振荡过程的动态分析问题,掌握电荷量与电流变化规律,以及磁场能与电场能相互转化的规律。2.(2026春•海安市校级月考)如图为德国科学家赫兹做放电实验的装置。实验中,当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环的两个金属小球间也跳过电火花。关于此实验现象,下列说法正确的是()A.当与感应圈相连的两个金属球之间产生电火花时,周围空间出现了恒定的电场 B.当与感应圈相连的两个金属球之间产生电火花时,周围空间出现了迅速变化的电磁场 C.此实验不能在真空中完成 D.此实验无法证实电磁波的存在【分析】结合赫兹电火花实验原理、电磁波的产生与传播特点,逐一判断各选项关于电磁场性质、实验环境、实验意义的表述正误。【解答】解:当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花,空间出现了迅速变化的电磁场,电磁场以电磁波的形式在空间传播,电磁波到达导线环,在导线环中激发出感应电动势,使得导线环的空隙处也产生了火花;实验证实了电磁波的存在;电磁波传播不需要介质,可在真空中传播,故B正确,ACD错误。故选:B。【点评】本题围绕课本经典电磁波验证实验命题,考点基础,侧重考查实验原理与电磁波基础概念的理解记忆。3.(2026春•雁塔区校级月考)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理,在出口处的地毡下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路,如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时,线圈的自感系数增大,导致振荡频率变化,从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是()A.t1时刻,电容器C的电场能最大 B.t2时刻,线圈L的自感电动势最大 C.t2~t3时间内,线圈L中电流逐渐增大 D.0~t3时间内,未消磁的书籍标签正在远离线圈L【分析】分析题目描述的LC振荡电路原理,结合电容器上极板电荷量随时间变化图像可知,t1时刻电荷量最大对应电场能最大,t2时刻电荷量为零对应电流最大而电流变化率为零,自感电动势与电流变化率相关,因此该时刻自感电动势为零。在t2~t3时间内,电荷量从零先反向增大后减小,电流先减小后增大,并非持续增大。观察图像中相邻电荷量为零的时间间隔逐渐增大,说明振荡周期增大,根据周期公式可知自感系数增大,由题干信息可知书籍标签靠近线圈时自感系数增大,因此标签正在靠近而非远离。【解答】解:在LC振荡电路中,电容器极板电荷量q与电路电流i及能量转化呈现周期性关系。A、在t1时刻,电容器上极板电荷量q达到最大值,由电容储能公式可知此时电场强度最强,电场能最大,故A正确;B、在t2时刻,电荷量q=0,电容器放电完毕,此时电路中电流i最大,电流变化率为零,根据法拉第电磁感应定律,线圈L的自感电动势与电流变化率成正比,解得:自感电动势为零,故B错误;C、在t2~t3时间内,图像经过一个波谷,前半段电容器充电电流减小,后半段电容器放电电流增大,电流并非持续增大,故C错误;D、由图乙可知,相邻两次电荷量为零的时间间隔(即半个周期)逐渐变长,表明振荡周期T增大,根据周期公式T=2πLC,解得:线圈自感系数L增大,结合题干“靠近时自感系数增大”,可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈L,故D故选:A。【点评】本题以LC振荡电路的实际应用为背景,考查电磁振荡过程中电荷量、电流、能量及自感电动势的周期性变化规律,同时结合图像分析周期变化,进而推断物理情境。题目将抽象的振荡过程与直观的q﹣t图像紧密结合,要求学生深刻理解各物理量间的相位关系,例如电荷量最大时电流为零、电场能最大,而电流最大时电荷量为零、磁场能最大,且自感电动势与电流变化率成正比。解答本题需要学生准确进行图像分析,把握t2~t3时间段内电流先减小后增大的非单调变化,并灵活应用周期公式T=2πLC,通过周期变长推断出自感系数L4.(2026春•南开区校级月考)下列说法正确的是()A.密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量 B.核反应方程49Be+24He→C.α射线、β射线、γ射线都属于电磁波 D.光电效应揭示了光的粒子性,康普顿效应揭示了光的波动性【分析】根据密里根测量电子电荷量的实验分析判断;根据质量数和电荷数守恒列式求解;根据各种射线的本质进行分析解答;根据光电效应和康普顿效应和粒子性的知识分析解答。【解答】解:A.密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量,故A正确;B.根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒,X的质量数为9+4﹣12=1,电荷数为4+2﹣6=0,故X为中子,即01nC.α射线的是高速运动的氦原子核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是波长极短的电磁波,故C错误;D.光电效应、康普顿效应都揭示了光的粒子性,故D错误。故选:A。【点评】考查核反应方程的书写规则和各种射线的本质等知识,涉及知识点较多,需平时注意相关知识的积累,属于较低难度考题。5.(2026•江苏模拟)我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”,和第三代同步辐射光源相比,电子被加速后的能量更高,辐射的X射线穿透能力更强,则()A.电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B.电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C.电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D.电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短【分析】电子能量越高,动量越大,物质波波长越短;X射线穿透能力越强,光子能量越高,波长越短。【解答】解:根据德布罗意物质波公式λ=hp=hmv,其中h为普朗克常量,p为电子动量,电子能量越高,动量p越大,因此物质波波长λ更短;X射线的穿透能力由光子能量决定,光子能量越高,穿透能力越强,根据光子能量公式E=hν=hcλ,光子能量E故选:D。【点评】学生易混淆“能量与波长的关系”,误将能量高等同于波长长,需牢记德布罗意公式和光子能量公式中能量与波长成反比。6.(2026•渝中区校级模拟)如图所示装置,1是待测位移的物体,软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L(电阻不计)和电容器C并联后与电阻R、电动势为E的电源(内阻不计)相连,闭合开关S,待电路达到稳定后(此时线圈将电容器短路)再断开S,LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是()A.开关断开后,电容器的带电量从最大值开始周期性变化 B.开关断开后,线圈中的自感电动势从最大值开始周期性变化 C.该装置可作为传感器使用,振荡电流振幅的不同可反映物体位置的不同 D.该装置可作为传感器使用,振荡电流频率的不同可反映物体位置的不同【分析】先分析开关闭合稳定时线圈短路电容器、线圈通恒定电流的状态,断开后LC回路振荡,结合初始时刻电容器电荷量、线圈电流及自感系数对振荡振幅、频率的影响,逐一判断选项。【解答】解:A.因线圈电阻为零,电路稳定时,线圈两端电压为零,电容器不带电,故A错误;B.断开开关后瞬间,线圈中电流最大,电流变化率为零,自感电动势为零,故B错误;CD.物体的位移会改变线圈的电感L,结合振荡电流的频率f=12πLC,物体位置的不同进而改变振荡电路的频率,故C故选:D。【点评】本题以位移传感器为情境,考查LC电磁振荡的初始状态、能量变化与频率规律,注重电磁振荡与传感器原理的结合,能有效检验学生对核心知识的应用与迁移能力,难度适中。7.(2026•宁波二模)赫兹通过如图所示的实验装置观察到了电火花,证实了电磁波的存在。重复实验时发现改变接收器参数可以更容易观察到电火花,这个过程叫作()A.调幅 B.调谐 C.调频 D.解调【分析】改变接收器参数使接收电路的固有频率与发射电磁波的频率一致,从而最大程度接收能量、更容易观察到电火花,该过程为调谐,据此辨析各选项。【解答】解:A.调幅是将信号加载到高频电磁波上的调制方式,属于发射端操作,与改变接收器参数的过程无关,故A错误;B.调谐是通过改变接收器的电路参数(如电容、电感),使接收电路的固有频率与发射电磁波的频率一致,发生电谐振,从而最大程度接收电磁波能量,更容易观察到电火花,故B正确;C.调频同样是发射端的调制方式,用于将信号加载到电磁波上,并非接收端的调谐操作,故C错误;D.解调是接收端从调制后的电磁波中提取原始信号的过程,与“增强接收能量、观察电火花”的目的不符,故D错误。故选:B。【点评】本题以赫兹证实电磁波存在的经典实验为情境,考查无线电接收的核心概念,侧重区分调谐与调制、解调等相关概念,能有效考查学生对电磁学实验与通信技术基础概念的辨析能力。二.多选题(共4小题)(多选)8.(2026春•迎泽区校级月考)城市路边的智能停车位之所以能实时监控车位状态,是因为在车位的地面下埋装的LC振荡电路可获取车辆驶入和驶出的信息。如图甲所示,当车辆驶出时,相当于将线圈中的铁芯抽出,这会使线圈的自感系数减小,LC振荡电路的频率就会随之变化,计时器根据振荡电流的变化进行计时。图乙为某停车位的振荡电路中电容器的电荷量随时间变化的关系图像(规定电容器上极板带正电时,电荷量为正值)。下列说法正确的是()A.t1时刻,流过线圈L的电流最大 B.t1﹣t2时间内,电容器放电,线圈L中的磁场能逐渐增大 C.由图乙可判断汽车正在驶出智能停车位 D.图甲中的LC振荡电路状态可能对应图乙中t2﹣t3时间内的某一时刻【分析】结合LC振荡电路充放电规律、电场能与磁场能转化规律、周期公式,分析各时刻电流、能量变化,结合铁芯抽出自感系数变化判断周期变化,逐项判断选项。【解答】解:A、t1时刻,电容器的电荷量最大,流过线圈L的电流为零,故A错误;B、t1﹣t2时间内,电容器的电荷量减小,电容器放电,电容器的电场能减小,线圈L中的磁场能逐渐增加,故B正确;C、结合图乙,振荡周期减小,根据T=2π电感L减小,汽车正在驶出智能停车位,故C正确;D、图甲中的LC振荡电路正在放电,放电过程中电容器的电荷量减小;图乙中t2﹣t3时间内电容器的电荷正在增加,故D错误。故选:BC。【点评】本题结合生活情境考查LC振荡电路,考点全面,需熟练掌握充放电过程、周期影响因素及图像信息对应分析。(多选)9.(2026春•雁塔区校级月考)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长(或频率),因此具有不同的特性,下列有关说法正确的是()A.无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B.红外线可以灭菌消毒,促进人体对钙的吸收 C.紫外线照射会使物质发出荧光,这是夜视仪工作的基础 D.X射线具有很强的穿透本领,机场安检时能探测到箱内的物品【分析】根据无线电波、紫外线、红外热成像仪以及X射线的特点进行分析解答。【解答】解:A、无线电波的波长较长、频率较低,适用于广播及其他信号的传输,故A正确;B、紫外线可以灭菌消毒,促进人体对钙的吸收,故B错误;C、紫外线照射会使物质发出荧光,但夜视仪是红外线的热效应工作的,故C错误;D、X射线具有很强的穿透能力,可以穿透行李箱内的物体,并形成内部物体的图像。这一过程可用于机场安检探测箱内的物品,故D正确。故选:AD。【点评】考查无线电波、红外热成像仪和紫外线以及X射线的特点,会根据题意进行准确分析解答。(多选)10.(2026•新疆模拟)关于以下四幅图,下列说法正确的是()A.甲图中,真空冶炼炉通入高频交流电,使得线圈中产生焦耳热,从而冶炼金属 B.乙图中,三个线圈连接到三相电源上,产生旋转磁场,从而使得导线框转动 C.丙图中,磁铁上、下振动过程中,磁铁下方金属线圈中电流方向不变 D.丁图中,当储罐中不导电液面高度升高时,LC回路中振荡电流频率将变小【分析】炉内的金属块中产生涡流;这个是三相电动机的工作原理;根据楞次定律分析;根据电容的决定式分析电容的变化,进而根据LC振荡电路的频率公式分析。【解答】解:A.真空冶炼炉通入高频交流电,使得炉内的金属块中产生涡流,从而产生焦耳热冶炼金属,并不是线圈中产生涡流的,故A错误;B.三个线圈连接到三相电源上,产生旋转磁场,穿过内部导线框的磁通量发生变化,导线框中产生感应电流,旋转磁场对导线框有安培力作用,在该安培力作用下,导线框将与旋转磁场同方向转动,即导线框由于电磁驱动可以与磁场同方向地转动,这个也是三相电动机的工作原理,故B正确;C.磁铁上、下振动过程中穿过线圈中的磁场方向未发生变化,而磁通量的增减不同,根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向不同,所以产生的感应电流方向不同,故C错误;D.根据平行板电容器电容的决定式有C=εrS4πkd,不导电液体液面上升时,电容器板间电介质增多,电容增大,LC回路振荡电流的频率为故选:BD。【点评】本题考查了对涡流、三相电动机工作原理、楞次定律以及LC振荡电路的频率公式等的认识和理解,基础题。(多选)11.(2026•开福区校级开学)图甲为测量储液罐中不导电液体高度的装置,将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储液罐中,电容器C可通过开关S与理想电感线圈L(电阻不计)或电源相连。t=0时把开关从a拨到b,由理想电感线圈L与电容器C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板正对面积一定、两极板间距离一定、忽略回路电磁辐射的条件下,下列说法正确的是()A.当储液罐内的液面高度升高时,LC回路中振荡电流的频率将变大 B.t1时刻电容器所带电荷量最少 C.t3~t4时间段内LC回路中磁场能逐渐转化为电场能 D.该振荡电流为正弦式交变电流,其有效值为2Im【分析】先根据液面高度变化判断电容变化,再结合LC振荡频率公式分析频率变化,同时根据振荡电流图像分析电荷量、能量转化和有效值,逐一判断选项。【解答】解:A.当储液罐内的液面高度升高时,电容器两板间充入的电介质增多,电容变大,根据LC电路电流振荡周期T=2πLC,回路的振荡周期变长,故振荡频率降低,故AB.t1时刻电路中放电电流最大,对应电容器放电完毕,此时电容器所带电荷量为零,故B正确;C.t3~t4时间段内LC回路中电容器正在充电,磁场能逐渐转化为电场能,故C正确;D.该振荡电流的有效值为I=Im2故选:BC。【点评】本题以液面高度测量装置为情境,考查LC振荡电路的核心规律,关键是理解电容变化对振荡的影响,以及对振荡过程中能量转化的分析。三.填空题(共1小题)12.(2026春•仓山区校级月考)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,且磁场正在增强,此时电容器正在放电(选填“充电”或“放电”),并指出图中ab间电流的方向为由b流向a(选填“a向b”或“b向a”),电容器上极板带正电(选填“正”或“负”)。【分析】根据磁场增强判断电流增大,确定电容器处于放电状态,再用安培定则判断线圈中电流方向,进而分析ab间电流方向与电容器极板带电情况。【解答】解:磁场正在增大,磁场能在增大,根据能量守恒定律知,电场能在向磁场能转化,电场能正在减少,电容器两极板的电量减小,是放电过程,根据安培定则,可判断电流由b向a,故电容器上极板带正电。故答案为:放电;由b流向a;正。【点评】本题考查LC振荡电路的充放电规律与安培定则的应用,核心是结合磁场变化判断电流状态,综合考查电磁知识的应用能力。四.解答题(共3小题)13.(2025春•闵行区校级月考)为了探测月球背面,中国将鹊桥卫星送上太空,实现月地通信。中国已发射两颗鹊桥卫星,即将发射鹊桥三号。(1)鹊桥卫星工作时,在月球引力范围内运动,忽略地球对鹊桥卫星的影响。a.(不定项)给定仅在引力作用下绕中心天体做椭圆运动的物体,其机械能大小与轨道的半长轴成反比。假定鹊桥1号、2号、3号卫星绕月球在椭圆轨道上运动的半长轴都相等,轨道形状如图1,周期分别为T1、T2、T3,机械能分别为E1、E2、E3,则BD。A.T1>T2>T3B.T1=T2=T3C.E1>E2>E3D.E1=E2=E3b.仅考虑狭义相对论效应,地球上的观测者测量鹊桥卫星从A到B匀速运动的时间为t1,鹊桥卫星自带的计时器测得时间为t2,则A。A.t1>t2B.t1=t2C.t1<t2(2)使用无线电通信时,需要利用振荡电路产生无线电波,平行板电容器的电容为C。a.下列属于无线电波频率数量级的是A。A.109HzB.1013HzC.1017HzD.1021Hzb.电容器的带电量Q随电势差U变化的图线如图2,则电容器带电量为Q0时,电容器的储能为12Q0c.振荡电路中某时刻电场能最大时,电路突然断开,电容两极板间距d略微增大了一些,则电容器中的能量Ec随d的变化图线,可能正确的是B。【分析】(1)a.依据开普勒第三定律,半长轴相等则周期相等;根据机械能与半长轴成反比的条件,判断机械能大小关系,进而确定选项;b.结合狭义相对论运动时钟变慢的结论,比较地球观测时间与卫星固有时间的长短;(2)a.对照无线电波的频率数量级范围,判断对应选项;b.利用平行板电容器储能等于Q﹣U图像与坐标轴围成三角形面积的规律,计算储能大小;c.由电路断开电荷量不变,结合电容与板间距的关系,推导储能随板间距变化的函数关系,选择对应图像。【解答】解:(1)a.AB.根据开普勒第三定律,绕同一中心天体(月球)的椭圆轨道满足k=三颗卫星半长轴a相等,因此周期T1=T2=T3,故B正确,A错误;题目给定“机械能与半长轴成反比”,即E∝1a,因半长轴a相等,故机械能E1=E2=E3,故D故选:BD。b.卫星计时器测量的是固有时间t2,地球观测者测量的是运动参考系时间t1,由公式t因1-v2c2<1,故t1>故选:A。(2)a.无线电波频率范围约104~1012Hz,109Hz属于无线电波,1013Hz为红外线,1017Hz为紫外线,1021Hz为γ射线,故A正确,BCD错误。故选:A。b.电容器储能E=Q﹣U图像为过原点直线,斜率为电容C=当带电量为Q0时,对应电势差U0=则E=c.电路断开后,电荷量Q不变,结合C=ɛr代入数据得Ec=2πdkQ2ɛrS,即E故选:B。故答案为:(1)a.BD,b.A;(2)a.A,b.12Q0【点评】本题融合天体运动、狭义相对论、电磁振荡与电容器等知识点,跨模块考查物理规律的综合应用,需结合各板块核心公式与结论逐一分析,能有效考查知识迁移与规律应用能力。14.(2026春•海安市校级月考)如图所示,线圈的自感系数L=12πμH,电容器的电容C=89πpF,电源电动势E=4V,内阻r=1Ω,电阻的阻值R=9Ω,不计线圈和电流表的内阻,闭合开关S,待电路中电流稳定后断开S,已知c=3×(1)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间;(2)断开开关S后,电流表的示数;(3)已知单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时,电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。当感应电动势达到最大值,该单端天线应设计的长度为多长?【分析】(1)先利用LC振荡周期公式求解电路振荡周期,结合断开开关后电容充放电过程,确定极板带正电荷最多对应四分之一周期时长;(2)开关闭合电路稳定时,由闭合电路欧姆定律求解线圈恒定电流,即为断开开关后LC振荡电路的初始电流;(3)先根据电磁波波速与周期关系求出电磁波波长,再结合题干天线长度为波长四分之一的条件计算天线长度。【解答】解:(1)当S断开时,电容器上的带电量为零,然后电容器开始充电,且下极板带正电,故当电容器上极板带正电荷量最大,经历的最短时间为t=nT+34T,T=代入数据可得t=(43n+1)×10-9s,n=0、1、(2)LC回路的最大电流为I代入数据可得Im=0.4A振荡电流产生正弦式交变电流,I代入数据可得IA=(3)设天线长度为L,接受的电磁波频率为f、波长为λ,由T=代入数据可得频率为f=7.5×108Hz根据c=λf代入数据可得λ=0.4m由题意λ=4L代入数据可得L=0.1m答:(1)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的时间(43n+1)×10-9s,n=0、1、(2)断开开关S后,电流表的示数是0.28A;(3)已知单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时,电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。当感应电动势达到最大值,该单端天线应设计的长度为0.1m。【点评】本题串联恒定电路、LC振荡电路、电磁波传播三类知识点,综合性较强,侧重各物理公式的综合套用与振荡过程分析。15.(2026•普陀区二模)新能源车指采用非传统燃料作为动力来源的车辆,核心目标是减少对石油的依赖和降低环境污染。(1)新能源汽车上常装有北斗卫星系统接收器。某颗北斗卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行。已知地球半径为R,地球表面重力加速度大小为g,则该卫星的运行周期为2π(R+h)RR+hg(2)某新能源汽车的无线充电系统由发射端N(地面供电线圈)和接收端M(车载受电线圈)组成。充电时,与动力电池相连的受电线圈静置于地面供电线圈正上方,如图(a)所示。当N接交流电后,穿过M的磁通量Φ随时间t变化的规律如图(b)所示。已知M的匝数为100匝,不考虑线圈的自感。①(多选)若磁感线向上穿过M,通过M的磁通量为正,则M中产生顺时针方向的感应电流(从上往下看)的时段有AD;A.0~π4×10﹣B.π4×10﹣3s~π2×C.π2×10﹣3s~3π4×D.3π4×10﹣3s~π×10﹣②在π4×10﹣3s~3π4×10﹣3s的时间内,穿过M的磁通量的变化量ΔΦ=4×10③线圈M中产生的感应电动势随时间变化的关系式:e=40cos2000t(V)。(3)如图,通过匝数为n1=1000匝的供电线圈,同时给受电线圈匝数分别为n2=600匝、n3=200匝的两辆新能源汽车充电,忽略各种能量损耗。当供电线圈两端接在220V的正弦交流电源上时,两车的充电电流分别为I2=13A、I3=11A,则通过供电线圈的电流I1=10A。(4)如图,某新能源车大灯结构的简化图。现有一光线从焦点F处射出,经旋转抛物面反射后,从半球透镜竖直直径AB上的C点、垂直射入半球透镜。已知半球透镜的折射率为2。若C为半径AO的中点,距地面0.81m,则该光线射到地面的位置与大灯间的水平距离约为3m。(tan15°≈0.27、tan30°≈0.58)(5)某新能源车使用“再生制动”技术提升能效。系统设定速度大小大于v0时选择再生制动,再生制动阶段阻力大小与速度大小成正比,即f=kv;速度大小小于等于v0时选择机械制动,机械制动阶段阻力大小恒为车重的μ倍。(重力加速度大小为g)①(计算)若该车质量为m,求该车以速度大小v1(v1>v0)开始制动直到停下,汽车运动的位移大小。②再生制动过程中,当回收系统的输出电压U比动力电池所需充电电压U0低时,无法直接为动力电池充电。在下列电路中(L为自感线圈),通过不断打开和闭合开关S,在U小于U0的情况下,可能实现为动力电池充电的是B。【分析】(1)卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行时,由万有引力提供向心力列式。在地球表面上,根据万有引力等于重力列式,联立求解卫星的运行周期;
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