4.1 电磁振荡 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

4.1 电磁振荡 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．收音机的调谐（选台）回路是一个LC振荡电路，一般是由固定的线圈和可变电容器组成的。所以收音机的“选台”往往采用只改变电容的方式选择收听不同播音频率的电台。某收音机在收听频率为f的电台时可变电容器的电容为C0，那么当收听频率为2f的电台时，该可变电容器的电容为（　　） A． B． C． D． 2．利用LC振荡电路工作的电子钟，现振荡周期变大，导致电子钟每天慢30s，造成这一现象的原因可能是（　　） A．振荡电路中线圈断路 B．振荡电路中线圈的电感变小 C．振荡电路中电容器的电容变小 D．振荡电路中电容器的电容变大 3．如图所示是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时，电子钟是利用LC振荡电路来计时。有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快。造成这种现象的不可能原因是（　　） A．不变，变大了 B．不变，变小了 C．变小了，不变 D．、均变小了 4．近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构是线圈和电容器组成的电谐振电路。某段时间内，电路中的电流方向、电容器带电情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电容器正在充电，电路中的电流正在增大 B．电容器正在放电，极板上的电荷量正在减少 C．线圈的自感电动势正在增大 D．电路中的电场能正在转化为磁场能 5．某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能使其提高到1 040 kHz，以下说法正确的是（　　） A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍 B．调节可变电容，使电容减小为原来的 C．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的4倍 D．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的 6．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与电源或线圈L相连，如图所示。当S从a拨到b之后，由L与C构成的电路中产生振荡电流。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，回路中的磁场能先变小后变大 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 7．关于LC振荡电路，下面哪些叙述是正确的（　　） A．电容器开始放电时，电路电流最大 B．电路中电流最大时，电路中的电场能最大 C．电容器放电完毕时，电路中的电流最大 D．电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最小 8．图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，点M（-1.5,0）、点N（0.5,0）分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法不正确的是（　　） A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为34000Hz B．两列波充分叠加后，小水珠能悬浮在点M（-1.5,0）附近 C．小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上 D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 9．如图甲所示为振荡电路，电流（以图甲中电流方向为正）随时间的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（　　） A．内，电容器正在充电 B．内，电容器上极板带正电 C．内，线圈自感电动势逐渐减小 D．内，电场能转化为磁场能 10．如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　） A．时，回路中电流变化最快 B．时，灰尘的速度最大 C．时，灰尘的加速度最大 D．时，线圈中磁场能最大 二、多选题 11．如图所示要增大振荡电路的频率，下列说法正确的是（　　） A．减少电容器所带电荷量 B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置 C．在线圈中插入磁体棒芯 D．将电容器的动片旋出些 12．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，其振荡周期为，则（　　） A．该时刻振荡电流i在减小 B．该时刻极板间的电场强度在减小 C．振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期为 D．振荡过程中电场能与磁场能的转化周期为 13．在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在增大，则该时刻（　　） A．电容器上极板带正电，下极板带负电 B．电容器上极板带负电，下极板带正电 C．电场能正在向磁场能转化 D．电容器正在充电 14．如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（　　） A．LC振荡电路的周期 B．当时，电容器上极板带正电 C．当时，电路中电流方向为逆时针 D．当时，电场能正转化为磁场能 15．在图（a）所示的LC振荡电路中，先给电容器充电，再将开关置于左端，第一个周期内经过电流计的电流随时间变化的关系如图（b）。下列说法正确的是（　　） A．时间内，电容器电荷量增大 B．时间内，磁场能增大 C．时间内，电流减小，为放电阶段 D．时刻，电场能最大，电容器下极板带正电 三、填空题 16．根据电磁振荡过程各物理量的变化规律完成下列填空。 项目 过程　 电荷量q 电场强度E 电势差U 电场能 电流i 磁感应强度B 磁场能 0～电容器放电 减小 减小 减少 增大 增大 增加 t＝时刻 0 0 最大 ～反向充电 增加 增大 减少 t＝时刻 最大 0 0 0 ～反向放电 减少 增大 增大 增加 t＝时刻 0 ～T电容器充电 增加 增大 增加 减小 减小 减少 17．刷公交卡乘坐公交车可以极大方便我们的生活，公交卡是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，该时刻振荡电流 （填“增大”或“减小”），若要减小该LC振荡电路的周期，我们可以 （填“增大”或“减小”）电容器两极板的间距。 四、解答题 18．一个LC振荡电路所发射的电磁波频率是106 Hz，求它在真空中的波长，当振荡电路电容器的电容增为原来的4倍时，所发射的电磁波频率为多少？ 19．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C=1 μF。在两极板上带有一定电荷时，发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间。手头上还有一个电感L=0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，分析以下问题：（重力加速度为g） （1）从S闭合时开始计时，至少经过多长时间电容器电场方向向上？此时粉尘的加速度大小是多少？ （2）从S闭合时开始计时，至少经过多长时间线圈中电流最大？此时粉尘的加速度大小是多少？ 20．如图所示为无线话筒中LC振荡电路的简易图，其中电容器的电容，线圈的自感系数L=0.4mH。现使电容器带上一定的电荷，开关S断开时，一带正电的小球刚好在两极板间静止。取重力加速度g=10m/s2，小球始终处于两极板间。 (1)t=0时闭合开关S，在哪些时刻电容器两极板间的电场强度最大且与t=0时方向相反？在这些时刻小球的加速度为多大？ (2)t=0时闭合开关S，在哪些时刻电路中的电流最大？在这些时刻小球的加速度为多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.1 电磁振荡 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D A C B A C B C C 题号 11 12 13 14 15 答案 BD AD AC AC BD 1．D 【详解】由题意，根据LC电路频率公式可得 解得 故选D。 2．D 【详解】LC回路的周期，由此公式可知电子钟的周期由电感和电容共同决定，与其它因素无关．现发现电子钟每天要慢30s，说明了LC回路的振荡周期变大，则可能是L和C变大。 故选D。 3．A 【详解】电子钟变快了，说明周期变小了，根据 可知肯定是LC乘积减小了，则不可能是不变，变大了； 故选A。 4．C 【详解】ABD．由题图可知，此时电流方向由下极板流向上极板，且上极板带正电，下极板带负电，则此时电容器正在充电，极板上的电荷量正在增加，电容器中的电场能正在增大，线圈中的磁场能正在减小，电路中的电流正在减小，故ABD错误； C．由于此时线圈中的磁场能正在减小，电路中的电流正在减小，但电流的变化率正在增大，所以线圈的自感电动势正在增大，故C正确。 故选C。 5．B 【详解】由振荡频率公式 f= 可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的，或减小电感使之变为原来的，故B正确，ACD错误。 故选B。 6．A 【详解】AB．两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容增大，根据 电容C增大时，振荡的周期T增大，由 可以判定，LC回路的振荡频率f减小，故B错误，A正确； C．当S从a拨到b之后的半个周期内，电容作为电源放电，电感产生电流，故磁场先变大，故C错误； D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流逐渐增大，但电流变化越来越慢，故L自感电动势变小，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】A、在LC振荡电路中，当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以刚刚开始放电时的电流为0，故A错误．B、当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流最大，此时电路中的电场能最小，磁场能最大，故B错误．C、当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流最大，故C正确．D、电容器反向充电开始时，是放电结束时，此时电路中的电流最大，所以电路中的磁场能最大，故D错误．故选C． 【点睛】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能． 8．B 【详解】A．由图可知，超声波波长1cm，由题可知，声波传播的速度为340m/s，所以超声波信号频率为 故A正确，不符合题意； B．把PQ看成两个波源，可知波源震动步调相反，M点与两个波源的波程差为2.5cm，即2.5个波长，为振动加强点，不是节点，小水珠不能悬浮在此处，故B错误，符合题意； C．小水珠悬浮时，受到的声波压力与重力平衡，所以声波压力竖直向上，故C正确，不符合题意； D．拔出铁芯，自感线圈的自感系数L减小，LC振荡电路的周期减小，频率变大，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故D正确，不符合题意。 故选B。 9．C 【详解】A．内，电流逐渐增大，电容器C正在放电，故A错误； B．内，电流逐渐减小，电容器C正在充电，电流为正值，则电容器上极板带负电，下极板带正电，故B错误； C．内，电流随时间的变化率逐渐减小，线圈自感电动势逐渐减小，故C正确； D．内，电流逐渐减小，电容器C正在充电，磁场能转化为电场能，故D错误。 故选C。 10．C 【详解】A. 开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则有 式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由，得 s＝4π×10－5s 开关S闭合时t＝0，则当t=时，即时，电容器放电完毕，回路中电流最大，回路中电流变化最慢，故A错误； B. 当t=时，即时，电容器放电完毕，此时灰尘仅受重力；之后电容器反方向充电，带电灰尘受电场力方向向下，带电灰尘会继续加速，故B错误； C. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为 F合＝mg＋＝2mg 又因为F合＝ma，此时灰尘的加速度a＝2g，方向竖直向下；之后电容器再次反向充电，极板间场强方向又跟t＝0时刻方向相同，带电灰尘受电场力方向向上，所以2π×10－5s时，灰尘的加速度最大为2g，故C正确； D. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故D错误。 故选C。 11．BD 【详解】AD．根据公式可知要增大f，必须减小L和C二者之积。C跟电容器所带电荷量无关，减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离、从两极板间抽出电介质都可减小电容C，A错误，D正确； BC．线圈匝数减少或抽出铁芯，L减小，B正确，C错误。 故选BD。 12．AD 【详解】AB．由图示电流方向可知，电容器正在充电，振荡电流减小，电容器两极板电荷量增加，电压增大，由 可知场强增大，A正确，B错误； C．由于磁感应强度是矢量，振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期与振荡周期一致，C错误； D．在一个振荡周期内，电场能与磁场能完成两次转化，故振荡过程中电场能与磁场能的转化周期为 D正确。 故选AD。 13．AC 【详解】因电路中的电流正在增大，可知电容器正在放电，电容器上极板为正极带正电，下极板带负电，电场能正在向磁场能转化，则选项AC正确，BD错误。 故选AC。 14．AC 【详解】A．LC振荡电路周期公式 选项A正确； B．当时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误； C．当时，是之间，电容器正在放电，所以电流方向为逆时针，选项C正确； D．当时，介于之间，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，选项D错误。 故选AC。 15．BD 【详解】AB．时间内，电容器放电，电容器电荷量减少，电场能减少，磁场能增大，故A错误、B正确； C．时间内，电流减小，电容器充电，为充电阶段，故C错误； D．时间内，电容器充电，电流逆时针方向逐渐减小，故时刻，电场能最大，电容器下极板带正电，故D正确。 故选BD。 16．见解析 【详解】横向对应空号：0～电容器放电： [1]电荷量q减小。 t＝时刻： [2] 因电荷量q是0，电场强度E是0。 [3] 因电场强度E是0，电场能是0。 [4]电流i最大。 [5]磁感应强度B最大。 ～反向充电： [6]因电荷量q增加，电场强度E增大。 [7] 因电势差U增大，电场能增加。 [8]电流i减小。 [9]磁感应强度B减小。 t＝时刻： [10]因电荷量q最大，电场强度E最大。 [11]因电场强度E最大，电势差U最大。 [12]因电势差U最大，电场能最大。 ～反向放电： [13]电荷量q减小。 [14]因电荷量q减小，电场强度E减小。 [15]因电场强度E减小，电势差U减小。 t＝时刻： [16]电荷量q是0。 [17]因电荷量q是0，电场强度E是0。 [18]因电场强度E是0，电势差U是0。 [19]电流i反向最大。 [20]磁感应强度B最大。 [21]因磁感应强度B最大，磁场能最大。 ～T电容器充电： [22]因电场强度E增大，电势差U增大。 17． 减小 增大 【详解】[1]由题图中磁场的方向，根据安培定则可知电流由电容器上极板经线圈流向下极板，由电场方向可知，下极板是正极，故此时电容器正在充电，则电路中电流正在减小； [2]要减小该LC振荡电路的周期，根据 可知需要减小电容，根据 可知增大电容器两极板的间距。 18．5×105 Hz 【详解】由波长公式可求得： 电磁振荡的频率为： 所以发射电磁波的频率为： 点睛：振荡电路的频率公式 19．（1） π×10-5 s，2g；（2）×10-5 s ，g 【详解】（1）开关断开时，电容器内带负电的粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，电场方向向下，且F电=mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，其周期 T=2π=2π×10-5 s 因此至少经过=π×10-5 s时，电容器间的场强方向变为向上，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得 a==2g （2）从S闭合时开始计时，至少经过×10-5 s，线圈中电流最大，电容器两极板间的场强为零，粉尘只受重力，由牛顿第二定律可得 a′==g 20．(1)，20m/s2 (2)，10m/s2 【详解】（1）开关S断开时，两极板间的小球刚好静止，说明小球所受电场力方向竖直向上，且 又由于小球带正电，则电容器两极板间电场方向竖直向上，闭合开关S后，此LC振荡电路中的电容器开始放电，且周期 至少经过半个周期，即 电容器两极板间电场方向变为竖直向下且电场强度最大，因此 电容器两极板间的电场强度最大且与t=0时方向相反，在这些时刻小球所受电场力的大小仍为mg，但方向与重力方向相同，可得加速度大小 （2）在第一个周期内，在或时，电路中电流最大，因此 电路中电流最大，在这些时刻电容器两极板间的电场强度为零，可得小球的加速度大小为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $