第4章 电磁振荡与电磁波单元学能测评-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步练习册（人教版）浙江专用

重难点手册高中物理选择性必修第二册尺 第四章 单 时间：60分钟 一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共 50分) 1.关于下列四幅图，说法正确的是( A.图甲：电磁炉的工作原理是线圈通交变电流 后，由于线圈发热把热量传给锅体实现加热 B.图乙：微波炉加热食物是利用食物中的水分 子在微波的作用下热运动加剧，温度升高 C.图丙：电工服内部用包含金属丝的织物制成， 主要是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体 D.图丁：灵敏电流表运输途中将正、负接线柱 用导线连接，利用了电磁感应中的电磁驱动 2.下列四幅图中利用紫外线的是(). A.射电望远镜 B.测温仪 C.验钞机 D.拍摄人的手指骨头 3.1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验， 以下说法正确的是( 振子 谐振器 ---A 接 0收 感应圈H A.实验证实了电磁波的存在 B.实验证实了法拉第的电磁场理论 58 〔浙江专用) 元学能测评 满分：100分 C.实验可以说明电磁波是一种纵波 D.在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的 火花放电 4.下列关于电磁波的说法正确的是(). A.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围 一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一 定产生变化的电场 B.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线 的波长依次变短，速度依次变小 C.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量 最大时，电路中的电流最小 D.在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而 改变的技术叫作调谐 5.如图为LC振荡电路某时刻的状态图，不计电 磁辐射，下列说法正确的是( A.电容器正在充电 B.振荡电流正在变大 C.线圈自感电动势正在变小 D.电场能正在向磁场能转化 6.如图所示，理想LC电路中，电容C为0.4F, 电感L为1mH.已经充电的电容器平行极板 水平放置，开关S断开时，极板间有一带电灰 尘恰好静止.现将开关S闭合并开始计时，不 计空气阻力，g取10m/s2,下列说法正确的是 (). A.灰尘先向下运动，再向上运动 B.灰尘先向上运动，再向下运动 C.在t=2π×105s时，线圈中电流达到最大 D.在t=2π×10-5s时，灰尘加速度大小为 20m/s2 7.图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈 L和电容器C构成的LC振荡电路.当车辆靠 近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯， 使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流 频率变化.智能停车位计时器根据振荡电流频 率变化进行计时.某次振荡电路中的电流随时 间变化如图乙所示，下列说法正确的是( 车位预埋 甲 A.t2时刻电容器C所带电荷量为0 B.t1~t2过程，线圈L中磁场能在增大 C.t1~t2过程，线圈L的自感电动势在增大 D.由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 8.为了测量物体的位移，将与被测物体固定相连 的电介质板插入平行金属板电容器中，电容器 C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所 示.当开关S从a拨到b时，由电感L和电容 C构成的回路中产生振荡电流.通过检测振荡 电流的频率变化，可以推知被测物体的位移， 关于此装置，下列说法正确的是(). 电介质板 被测物体 A.电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B.当电容器中电荷量最大时，电路中的电流也 最大 第四章电磁振荡与电磁波么出型 C,当电感自感电动势最大时，电容器中电场能 最大 D.检测到振荡电流的频率增大，说明被测物体 向左运动 9.如图所示是一个LC振荡电路电流变化的图 线，下列说法中正确的是(). A.在t1时刻线圈两端电压最大 B.在t1时刻电容器极板上没有电荷 C.在t1到t2时刻电容器放电 D.在t2时刻电路中只有电场能 10.无线充电宝（如图1）是一种无线移动电源，在 发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线 圈.工作时，发送端的线圈中通有高频变化的 电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的 电能传送到被充电的手机.某同学利用同一 充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同 款手机充电.手机两次电量均从1%充到 93%,充电电压视为恒定，记录的充电量与充 电时间如图2所示.由图线可知( ). 图1 充电宝放电测试（全程约2.5h》 100% 有线充电93% T93% 80% 80% 72% 63% 线充电 60% 40% 38% 46% 27% 20% 1% 30 60 90120150180 充电时间/min 图2 A.无线充电的平均电流较大 B.发送端线圈周围产生恒定不变的磁场 C.无线充电与有线充电平均功率之比约为 59 重难点手册高中物理选择性必修第二册口 3:5 D.送电线圈与受电线圈中的电流方向始终 相反 二、实验题（本题共2小题，共21分） 11.(9分)如图所示，感应圈G上装有两根带有 球形电极的铜管a、b构成发射天线，两球的 间隙约0.5cm.将一根导线弯成环状，导线两 端安装两个小金属球.其间留有空隙，将导线 固定到绝缘支架B上靠近感应线圈放置.让 感应线圈工作，当电火花在铜管a、b上的两 个金属球间跳动时，支架B上导线环两端的 两个小球间也有电火花跳动.据此回答下列 问题 感应圈G B 当电火花在铜管a、b上的两个金属球间跳动 时，必定建立了一个迅速变化的电磁场.这种 变化的电磁场以 的形式在空间快速 传播.当其经过导线环时，迅速变化的电磁场 在导线环中激发出 ,击穿导线环中的 空气，使得导线环的空隙中也产生了电火花 在此实验中，感应圈及金属棒构成了电磁波的 12.(12分)某同学欲练习多用电表的使用，并用 置于不导电的液体中的平行板电容器测量箱 内液体的深度，该同学设计了如图(a)所示的 电路图，操作步骤如下 多用电表 s 8殷A-V- 6 (b) (1)先将开关K接2，给电容器充满电，然后将 开关K接3，多用电表接直流电压2.5V 60 (浙江专用) 挡.此时多用电表的示数如图(b),则读数 为 V. (2)再将开关K接2，给电容器充满电，然后 将开关K接1与电感线圈相连，组成LC 振荡回路，形成的振荡周期为T.则开关 接1后经过： ①电容器右侧极板 A.带正电 B.带负电 C.不带电 ②电路中的振荡电流 A.正在增大B.正在减小C.为零 ③线圈中产生的自感电动势 A.正在增大B.正在减小C.为零 (3)若电路中形成的振荡周期变小，说明箱内 的液体高度 A.升高 B.降低 C.不变 三、计算题（本题共2小题，共29分） 13.(14分)如图所示，LC振荡电路中，电容C= 106F,电感L=104H.已充电的平行板电 容器两极板水平放置.开关断开时，极板间有 一带电灰尘恰好静止.当开关闭合时，灰尘在 电容器内运动，g取10m/s2,假设灰尘始终 未到达极板，则： (1)从S闭合时开始计时，t=π×10-5s时灰 尘的加速度多大？ (2)若电容器两板间电压最大为20V,则在前 寻内的平均电流为多大？ 14.(15分)电磁波在科学探索和现实生活中有着 广泛的应用.取电磁波在真空中的速度c= 3.0×108m/s. (1)世界上最大的单口径球面射电望远镜 FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天 眼”.当火星与地球之间的距离为2.25× 1011m时，若从火星向地球发射一电磁波 信号，求FAST接收到信号所用的时间. (2)已知手机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.如果某手 机接收的电磁波频率为7.50×103Hz,为 使感应电动势达到最大值，求该手机单端 天线应设计的长度 第四章电磁振荡与电磁波么出型 (3)某收音机中的C电路由固定线圈和可调电 容器组成，能够产生500kHz到1500kHz 的电磁振荡.已知LC电路的周期T与电 容C、电感L的关系为T=2π√LC,求可 调电容器的最大电容和最小电容之比 61重难点手册高中物理选择性必修第二册风 故选D. 5.D【解析】超导线圈的电流产生高强度磁场是电流的 磁效应，不是电磁感应现象，选项A错误；无线电波是 电磁波，传播不需要介质，能在真空中传播，选项B错 误；无线电波脉冲激发身体的氢原子核，引起氢原子核 共振，并吸收能量，不是应用了电流的磁效应，选项C 错误；检查过程中会产生高强度磁场，所以受检者不能 携带铁磁性金属佩件，以防对仪器产生影响，选项D正 确.故选D. 第四章单元学能测评 1.B【解析】电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产 生涡流，使锅体发热从而加热食物的，电流频率越高， 加热越快，故A错误：微波炉是利用食物中水分子在微 波作用下热运动加剧，温度升高来加热食物的，故B正 确；电工服的内部是用包含金属丝的织物制成的，金属 织物具有静电屏蔽作用，对人具有保护作用，故C错 误；为了防止灵敏电流表在运输途中指针的大角度偏 转，会把灵敏电流表的正、负接线柱用导线连接，利用 了电磁感应中的电磁阻尼现象，故D错误.故选B. 2.C【解析】射电望远镜不是利用紫外线，A错误；测温 仪利用了红外线的热效应，B错误；验钞机利用了紫外 线，C正确；拍摄人的手指骨头利用了X射线，D错误. 故选C 3.A【解析】该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实 验，不能说明电磁波是横波还是纵波.之后进行了一系 列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射 等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速，证明 了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场 理论，故A正确；B、C错误；实验中火花放电是空气被 击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显 的火花放电，故D错误.故选A 4.C【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生 磁场，但不一定产生变化的磁场；变化的磁场产生电 场，但不一定产生变化的电场，故A错误；在真空中无 线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，无线 电波、红外线、可见光、紫外线都是电磁波，它在真空中 的速度相同，故B错误；在LC振荡电路中，电容器极 板上的电荷量最大时，电容器的电场能最大，则线圈产 生的磁场能最小，磁场能大小与电流大小变化同步，所 以电路中的电流最小，故C正确；在电磁波发射技术 34 (浙江专用) 中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故D错 误.故选C 5.A【解析】由题图可知，此时电流由上极板流向下极 板，且下极板带正电，则下极板的正电荷增加，此时电 容器正在充电，则电容器中的电场能正在增大，磁场能 正在向电场能转化，故A正确，D错误；由于线圈L中 的磁场能正在减小，则振荡电流正在变小，但电流变化 率正在变大，所以线圈自感电动势正在变大，故B、C错 误.故选A 6.D【解析】开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静 止，由平衡条件知此时灰尘受到竖直向上的电场力，且 与重力大小相等.开关闭合后，电容器放电，电场强度 减小，电场力小于重力，灰尘向下做加速度增大的加速 运动；当电容器放电结束后，线圈反向给电容器充电， 受到的电场力方向向下，与重力方向相同，尘埃继续向 下做加速度增大的加速运动；电容器再次充电结束再 放电，尘埃受电场力向下，向下做加速度减小的加速直 线运动；当电容器放电结束后，线圈再次反向给电容器 充电，受到电场力向上，和重力方向相反，尘埃继续向 下做加速度减小的加速运动，故灰尘在遇到下极板之 前，一直向下加速，它的速度不断增大，故A、B错误； 该LC振荡电路的周期为T=2π√LC=4π×10-5s, 由题分析可知，开关闭合后，在前号T时间内，电容器 放电，放电过程中电荷量减小，电流增大，当电流最大 时，电容器恰好放电完毕，此时电容器所带电荷量为0； 接着在子T~2T时间内，电容器反向充电，充电电流 逐渐减小，当电容器充电完成，充电电流减为0，因t三 2x×105s=号T,所以此时的电流为0，电场能达到 最大，灰尘受重力与电场力，且此时灰尘所受电场力与 重力方向相同，大小相等，根据牛顿第二定律有gE十 mg=ma,解得a=20m/s2,故C错误，D正确.故选D. 7.C【解析】t2时刻电流为0，此时电容器C所带电量最 大，故A错误；t1t2过程，电流逐渐减小，电容器充 电，磁场能向电场能转化，线圈L中磁场能在减小，故 B错误；1~12过程，电流变化的速率越来越大，线圈L 的自感电动势在增大，故C正确；由题图乙可知，振荡 电路的周期变大，根据T=2π√LC可知线圈自感系数 变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误.故选C 8.C【解析】振荡电流的频率∫=。1 ,则振荡频率 2πLC 与电源电动势无关，故A错误；由LC振荡电路可知， 当电容器中电荷量最大时，电路中的电流为0，故B错 误；当电感自感电动势最大时，此时刚刚充电完毕，电 容器中电场能最大，故C正确；检测到振荡电流的频率 增大，则电容减小，根据C一总可知，电介质在被拔 出，说明被测物体向右运动，故D错误.故选C 9.B【解析】由题图可知在t1时刻，电路中的i最大，说 明放电结束，所以电路中电流最大，则磁场能最大，电 场能最小，则电容器极板上电荷量为0，线圈两端电压 也为0，故A错误，B正确；在t1时刻，电路中的i最 大，说明放电结束，在t2时刻，电路中的i负方向最大， 说明也是放电结束，所以在t1到t2时间内电容器先充 电，后反向放电，故C错误；在t2时刻，电路中的i最 大，说明放电结束，所以电路中磁场能最大，电场能最 小，故D错误.故选B 10.C【解析】由于手机两次电量均从1%充到93%，则 两次充电过程中通过某一截面的电荷量q相同，则根 据I=?可知，有线充电的时间较短，所以有线充电 的平均电流较大，故A错误；发送端的线圈中通有高 频变化的电流，周围产生的是变化的磁场，故B错误； 由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过 程中所做的功相同，则根据P=W可知，无线充电与 有线充电平均功率的比值约等于3：5，故C正确；根 据楞次定律可知，当送电线圈中的电流在减弱时，受 电线圈中的感应电流方向与送电线圈中的电流方向 相同，故D错误.故选C 11.电磁波；感应电动势；发射器 【解析】当电火花在α、b上两个金属球间跳动时，必定 建立一个迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电 磁波的形式在空间快速传播，当其经过导线环时，迅 速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，击穿 导线环中的空气，使得导线环的空隙中也产生了电火 花，在此实验中，感应圈及金属棒构成了电磁波的发 射器 12.(1)1.05(2)①A:②A:③B(3)B 【解析】(1)由多用电表读数规则可知，读数为1.05V. 鲸习册参考答案与解析么超 (2)以逆时针为电流正方向，如图(a)、图(b)所示分别 为电容器上的电荷量和电路中电流变化情况， (a) 放电！充电；放电：充电： (b) 由于2T<号T<子T,则号T时刻，①电容器正在 放电，右极板带正电，故选A;②电路中电流正在增 大，故选A;③线圈中电流的变化率正在减小，自感电 动势变小，故选B. (3)振荡周期T=2π√C,周期变小，说明电容变小， 据C可知，电介质的介电常数减小，箱内的 液体高度降低.故选B. 13.(1)初始时，灰尘静止，则Eg=mg,振荡电路周期为 T=2x√LC=2π√104X106s=2π×105s.当 t=π×105s=2T时，LC振荡电路恰好经历半个 周期，此时电容器两极板间电场强度的大小与初始时 刻相同，方向相反，根据牛顿第二定律有Eq十g= ma,解得a=2g=20m/s2,方向向下. (2)电容器两板电压最大为20V,则电容器带电量最 大值为Q=CU=2X105C,则在前内的平均电流 为1= Q 2×10-5 = T A=4 A. 1 π 44 X2π×10-5 14.（1)设火星与地球之间距离为x,所用时间为t,根据 x=t,解得t=二=750s. (2)设天线长度为L,接收的电磁波频率为、波长为 λ，根据c=λy,可得入=0.4m.由题意入=4L,可得 L=0.1m. 8根累T-子和T=2红1C,可得f2红应当 f=500Hz时，C最大，设为Cmax;f=1500Hz时，C 小没为C可阳受器-子 35