第4章 本章知识网络构建（教用Word）-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第二册高中同步学案（人教版）

本章知识网络构建 章末检测(四)(第四章) (时间：90分钟　分数：100分) 一、单项单选题(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。) 1．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是(　　) A．因为收听到的电台离收音机最近 B．因为收听到的电台频率最高 C．因为接收到的电台电磁波能量最强 D．因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振 【解析】　选台就是调谐过程，因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振激起的感应电流最强。故D正确ABC错误。故选D。 【答案】　D 2．在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于(　　) A．充电电压的大小 B．电容器储电量的多少 C．自感L和电容C的数值 D．回路中电流的大小 【解析】　在LC振荡电路中一个周期内电流周期性变化一次，电容器充放电两次，充一次电的时间为四分之一个周期，而周期T＝2π ，由自感系数L和电容C决定，所以充电时间也是由自感系数和电容决定。故选C。 【答案】　C 3.在如图所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的，现将开关S断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图像是下列选项中的(　　) 【解析】　开关S闭合时，线圈中有自左向右的电流通过，由于线圈电阻不计，所以线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器极板上不带电，本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大，磁场能最大，电场能为零。断开开关S时，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自左向右流动，从而给电容器充电，B板带正电，A板带负电，电荷量逐渐增加，经电荷量达到最大，这时LC回路中电流为零，从～时间内，电容器放电，A板上负电荷量逐渐减少到零，此后在线圈中自感电动势的作用下，电容器反向充电，A板带正电，B板带负电，并且带电荷量逐渐增多，增至最多后，又再次放电，所以A极板上电荷量随时间变化的情况如选项B所示，故选B。 【答案】　B 4.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期为T＝2π 的振荡电流。那么(　　) A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小 B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小 C．当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场先变弱后变强 D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大 【解析】　AB.两块平行金属板构成的电容器中间的不导电液体是一种电介质，液体的高度升高，相当于插入的电介质增多，电容增大，根据T＝2π可知，电容增大时，振荡电流的周期增大，则频率减小，故A正确，B错误；C.在S从a拨到b之后的半个周期内，刚开始电容器作为电源放电，线圈中产生逐渐增大的电流，此时磁场增强，放电完毕后，电路中电流最大，此后电路中电流逐渐减小，电容器充电，磁场变弱，故C错误；D.在S从a拨到b之后的四分之一个周期内，回路中的电流先逐渐增大，但电流变化越来越慢，故L的自感电动势变小，故D错误。故选A。 【答案】　A 5．LC振荡电路的振荡周期为T，t＝0时刻电流方向如图所示，此时电容器不带电。下列图像正确的是(　　) A.电流的周期性变化图像(以顺时针方向电流为正) B.电容器极板a的带电荷量周期性变化图像 C.线圈中磁场能周期性变化图像 D.极板间电场强度周期性变化图像(以由a指向b为正) 【解析】　根据题意，t＝0时刻，极板上电荷量为零，电场强度为零，电场能为零，磁场能最强，振荡电流最大，电容器即将进行反向充电，电场强度增大且由b指向a，由于能量是标量，所以线圈中磁场能的图像应该始终在横轴上方，故D正确，ABC错误。 【答案】　D 6．安全生活离不开安检， 近到地铁，远到火车和飞机，都会感受安检的存在。针对行李的安检机工作原理与医院里面用的CT成像原理很相似。当行李箱通过安检机的时候，就会在显示屏上显示出不同物体的轮廓，然后再根据颜色的不同，就能进一步判断物体大概属于哪一类。安检门主要是用来检测人身上是否携带了金属类管制利器的，它本质上是一种金属检测仪，根据金属的种类和大小，金属检测仪可以大致给出报警的金属所在的位置和大小， 且不会对身体健康造成影响。现在国内外某些机场已经配备了人体扫描仪，人体扫描仪能对人体实行比安检门更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外的安装检测金属的安检门。 　 根据以上信息可知，下列说法中正确的是(　　) A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的 B．安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的 C．人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像 D．人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的 【解析】　A．安检机是利用X射线的穿透作用来工作的，选项A错误；B.安检门的金属检测仪是利用电磁感应原理来探测金属的，选项B错误；CD.人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，可知人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像，选项C正确，D错误；故选C。 【答案】　C 7．图为手机信号屏蔽器。手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地等禁止使用手机的场所。手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联系起来，完成数据和声音的传输。针对这种通讯原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰。对于手机信号屏蔽器的工作过程，下列说法中正确的是(　　) A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的 B．手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的 C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内 D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的 【解析】　手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰。则手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的。A.手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的，与结论不相符，选项A错误；B.手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的，与结论不相符，选项B错误；C.手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内，与结论不相符，选项C错误；D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的，与结论相符，选项D正确；故选D。 【答案】　D 8.某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则(　　) A．LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s B．当t＝π×10－4 s时，电容器上极板带正电 C．当t＝×10－4 s时，电路中电流方向为顺时针 D．当t＝×10－4 s时，电场能正转化为磁场能 【解析】　A项：由公式T＝2π＝2×3.14× ＝6.28×10－4 s，故A错误；B项：当t＝π×10－4 s＝，即电容器先放电再反向充电，所以电容器上极板带负电，故错误；C、D项：当t＝×10－4 s即＜t＜，即电容器处于反向充电过程，所以电流方向为顺时针，磁场能正在转化为电场能，故C正确，D错误。 【答案】　C 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 9．如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。下列选项正确的是(　　) A．在海水中，无线电波无法传播，所以要借助激光传输信号 B．无线电波、激光都是横波 C．信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟 D．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在，带来了通信技术的快速发展 【解析】　A．奋斗者号上的舱内摄像头拍摄的数值画面编码后经激光中的蓝色激光产生闪烁的信号传送信息，沧海号上接收到闪烁信号后，经调制转换成数字画面，再由光纤微缆传送给海面的探索2号，再经卫星天线传送到通信卫星，再到电视台转播，A正确； B．无线电波和激光都是电磁波，电磁波是横波，B正确；C.信号传输是由经通信卫星传到电视台实现直播的，信号都有一定的传输速度，所以传输中有时间延迟，C错误；D.麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在，D错误。故选AB。 【答案】　AB 10．为了方便交通出行出现了一种新型共享单车，如图甲所示，这种单车外观结构简单，没有链条，但单车质量比普通自行车大，达到了25 kg。如图乙所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位置，实现防盗。同时手机app上有定位系统，也能随时了解单车的实时位置；手机还可以通过扫描二维码自动开锁，关锁后app就显示计时、计价等信息。此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息可知下列说法正确的是(　　) 　 甲　　　　　　　　　乙 A．该单车比普通自行车运动状态更容易改变 B．该单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位的 C．该单车是利用电磁感应原理实现充电的 D．该单车和手机之间是利用电磁波传递信息的 【解析】　A．物体的质量越大运动状态越难改变，故A错误；B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位的，故B正确；C.单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；D.单车和手机之间没有电路连接，是利用电磁波传递信息的，故D正确。故选BCD。 【答案】　BCD 11.图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完华。把开关K板到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。LC振荡电路做等幅振荡，损耗的能量由电源通过电子器件(未画出)补充。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像，下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A．K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示 B．K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示 C．换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大 D．拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将升高 【解析】　AB.K扳到1时电源给电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电容器先逆时针放电再逆时针充电，电流方向为负，图线4符合，A正确，B错误；C.振荡电流的周期为T＝2π ，可知周期与电动势无关，C错误；D.振荡电流的频率为f＝，拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，D正确。故选AD。 【答案】　AD 12．如图所示，电路中线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电源的电动势为E，现在把开关S从1拨到2，从这时起(　　) A．至少历时π，回路中的磁场能才能达到最大 B．至少历时，回路中的电场能才能达到最大 C．在一个周期内，电容器放出的电荷量是CE D．在一个周期内，回路中的平均电流是 【解析】　AB.起始时电容器所带电荷量最多，所具有的电场能最大，根据电磁振荡的变化规律，每经过个周期，电场能与磁场能之间完成一次转化，由于一个周期T＝2π，则＝，故AB错误；C.从起始时刻起，经过的时间电容器把所有电荷量放完，其释放的总电荷量为Q＝CU＝CE，故C正确；D.根据＝，可得＝＝ ，故D正确。故选CD。 【答案】　CD 三、计算题(本题共2小题，共28分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．(14分)如图所示，线圈的自感系数0.1 H，电容器的电容40 μF，电阻R的阻值3 Ω，电源电动势1.5 V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻t＝0，请画出电感线圈中电流I随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。 【解析】　在开关闭合时，电流是从a流向b，通过L的电流为I＝＝ A＝0.5 A 当断开开关后电流在LC电路中振荡，周期为T＝2π ＝2π s＝4π×10－3 s 则振动图像如图： 【答案】　 14．(14分)在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5 mH，电容器的电容C＝4μF。求： (1)该回路的周期是多大？(π取3.14) (2)设t＝0时，电容器两极板间电压最大，在t＝9.0×10－3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器处在什么过程中？ 【解析】　(1)由电磁振荡的周期公式可得该回路的周期T＝2π ＝2×3.14× s＝6.28×10－4 s (2)因为t＝9.0×10－3 s相当于14.33个周期，而<0.33T<，由电磁振荡的周期性可知，当t＝9.0×10－3 s时，LC回路中的电磁振荡正处在～的变化过程中。 t＝0时，电容器两极板间电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，则回路中电流随时间的变化规律如图所示，结合图像可知，在t＝9.0×10－3 s时，通过线圈的电流在减小，这时电容器正处在反向充电过程中。 【答案】　(1)6.28×10－4 s (2)减小　反向充电过程 学科网（北京）股份有限公司 $$