第八周 电磁振荡与电磁波 传感器（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

第八周　电磁振荡与电磁波　传感器 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 一、单选题 1.(2025·河南南阳高二期末)频率在0.1~10 THz 的电磁波被称为太赫兹波,THz是频率单位,1 THz=1×1012 Hz。太赫兹波可广泛应用于雷达、遥感、国土安全与反恐、高保密的数据通讯与传输、大气与环境监测、实时生物信息提取以及医学诊断等领域。已知光在真空中的传播速度为3×108 m/s,则太赫兹波在真空中的波长范围是 (　　) A.0.1~10 m B.0.1~1013 m C.0.3~3×1013 m D.3×10-5~3×10-3 m 2.(2025·江西吉安高二期末)下列关于电磁现象、电磁波的说法正确的是 (　　) A.设磁感线从某个面的正面进入的磁通量为正,则从反面进入为负,说明磁通量是矢量 B.“磁生电”是一种在变化、运动中才能出现的效应,把各种“磁生电”现象叫电磁感应 C.电磁波只能在介质中传播,传递能量和动量 D.电磁波的波速等于波长与频率的乘积,真空中波速与波长、频率均成正比 3.在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件,其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压U0就变得越高,反之,电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出,放在实验室中测量,得到的伏安特性曲线正确的是 (　　) 4.上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间,5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。产生5G无线电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示,则该时刻 (　　) A.线圈中磁场的方向向上 B.线圈中感应电流的方向与图中电流方向相反 C.线圈储存的磁场能正在增加 D.电容器两极板间电场强度正在变大 5.(2025·山东威海高二阶段练习)LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性,让电、磁两种能量交替转化,也就是说电能跟磁能都会有一个最大最小值,也就有了振荡。如图所示的振荡电路,规定回路中顺时针电流方向为正。下列说法正确的是 (　　) A.1~2 ms内,电容器正在充电 B.2~3 ms内,电容器中的电场能增大 C.4 ms时,电容器上的电荷量为零 D.若在线圈中插入铁芯,振荡频率增大 6.(2025·江苏苏州高二阶段练习)如图所示是理想的LC振荡电路的两个状态,状态a中电流为0,状态b中电容器不带电,已知该电路电磁振荡的周期为T,从状态a到状态b经历的时间小于T。则下列说法中正确的是 (　　) A.从状态b变化到状态a的最短时间为 B.从状态b变化到状态a的最短时间为 C.从状态a到状态b,电路中的电流一直增大 D.从状态a到状态b,线圈L的自感电动势一直减小 7.(2025·湖北黄冈高二期中)直流电源、电阻、开关、自感线圈和平行板电容器连接成如图电路,已知线圈的自感系数L=×10-2 H,电容器的电容C=×10-4 F,上板P和下板Q长度均为x=20 cm,线圈的直流电阻与导线的电阻都不计。现先让开关S闭合,待稳定后断开开关,并记此时为t=0时刻,这时让一电子从两板左边界上的N点沿中线以v0=25 m/s的速度平行极板射入电容器,结果电子从电容器右边界的板间射出。不考虑极板间电场的边缘效应,不计电子重力以及电子对电场的影响,忽略一切电磁波辐射。下列描述正确的是 (　　) A.t=2×10-3 s时,线圈内自感电动势最大,电容器上电压为零 B.t=3×10-3 s时,线圈上的自感电动势方向与电流方向相同 C.t=8×10-3 s时,电子平行极板方向射出电容器,且射出速度大小与初速度相同 D.若某时刻线圈内磁场方向和电容器间电场方向都向下,则电场能正在向磁场能转化 二、多选题 8.(2025·海南海口模拟)我国自行研制的北斗卫星导航系统,是用时间测距方法进行导航定位。时间测距是通过定位卫星与用户间发出信号和接受信号的时间差计算出用户与卫星间的距离,通常导航信号传输使用电磁波。下列关于电磁波的说法中,正确的是 (　　) A.电磁波可以传递信息和能量,只能在介质中传播 B.无线电台利用LC电路形成振荡电流,从而发射电磁波 C.增大电容器的电容C,可以增大LC电路产生的电磁波频率 D.减小线圈的自感系数L,可以增大LC电路产生的电磁波频率 9.(2025·广东广州高二期末)广播电台的天线可以看成是开放电路,如图是无线电波发射的示意图,下列说法正确的是 (　　) A.开关闭合瞬间,电路中的电流最大 B.无线电波是一种电磁波,可以在真空中传播 C.当线圈L中电流变为零时,磁场能开始转化为电场能 D.由于线圈L和L'的互感作用,线圈L'上产生感应电动势 10.(2025·上海杨浦高二期中)电磁波的发射、传播及接收过程如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B.电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成,振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C.能直接穿过电离层、以空间波的形式进行直线传播是短波,这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D.调节频道主要是在调节LC电路中的电容C,改变其固有频率而产生“电谐振”现象 三、实验题 11.(7分)(2025·山东聊城高二期末)某同学想估测排球从空中落下到弹起过程中对地面的平均作用力。他设计的部分实验步骤如下: ①压力传感器水平固定于地面,组装实验器材如图甲所示; ②质量为m的排球由压力传感器正上方从静止自由下落,释放时排球下边缘与压力传感器的距离为H; ③排球落到压力传感器上,弹起到最大高度时,下边缘与压力传感器的距离为h。 回答以下问题: (1)计算机输出的传感器受力F与时间t的关系图像如图乙所示,排球与压力传感器的接触时间可表示为　　　　　。(2分)  (2)忽略空气阻力,重力加速度为g,排球弹起时的速度大小为　　　　　。(2分)  (3)若不考虑排球重力,排球与传感器接触过程中,对传感器的平均作用力大小为　　　　　　　。(3分)  12.(8分)(2025·广东佛山高二期中)小刘同学想制作一个电子天平,可使用的器材有:直流电源(电动势为E,内阻不计)、多用电表、电阻值较大的绕线分布均匀的线圈、两片绝缘薄板、刻度尺、一个劲度系数为k的弹簧、重物、滑片、开关、导线若干等。 (1)如图甲所示,将弹簧固定在两片绝缘薄板中间,并在上薄板右侧固定一滑片,滑片与线圈接触良好且能随薄板上下滑动,当薄板上面不放重物时,滑片恰好与线圈最高点B接触,用刻度尺测得B与线圈最低点A的竖直距离为L。 (2)多用电表调至电阻挡“×10”,将红、黑表笔　　　　,进行欧姆调零后,测得线圈AB之间的阻值R如图乙所示,则R=　　　　Ω。(4分)  (3)按图甲连接电路,将多用电表的选择开关旋转至直流电流挡,在上薄板轻放质量为m的重物,待薄板稳定后,记录多用电表的示数I、滑片与B的竖直高度h。 (4)已知当地重力加速度为g,不计多用电表直流电流挡内阻,则m与I的关系式为m=　　　　(用题中物理量符号表示)。(2分)  (5)改变重物的质量,重复(3)(4),得到多组的m与I的对应关系。若将多用电表表盘改为质量均匀变化的质量表表盘,则表盘刻度分布　　　　(选填“均匀”或“不均匀”)。(2分)  1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 第八周 1．选D　真空中的波速c＝3×108 m/s，波长λ、波速v、频率f之间的关系为λ＝，在真空中λ＝，太赫兹波的频率范围是1011～1013 Hz，解得太赫兹波在真空中的波长范围是3×10－5～3×10－3 m。故选D。 2．选B　设磁感线从某个面的正面进入的磁通量为正，则从反面进入为负，说明磁通量有正负之分，但磁通量是标量，故A错误；“磁生电”是一种在变化、运动中才能出现的效应，把各种“磁生电”现象叫电磁感应，故B正确；电磁波可以在介质和真空中传播，故C错误；电磁波的波速等于波长与频率的乘积，真空中波速等于光速，是定值，与波长、频率均无关，故D错误。 3．选D　当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，根据电路图可知，温度越低，这种电热丝的电阻越小；温度越高，这种电热丝的电阻越大；根据欧姆定律可得R＝，则有I＝U，可知I－U图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，随着U、I的增大，温度升高，电热丝的电阻增大，则I－U图像上的点与原点连线的斜率减小。故选D。 4．选D　根据安培定则，线圈中磁场的方向向下，故A错误；电容器在充电，电流减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流的方向与题图中电流方向相同，故B错误；电流减小，线圈储存的磁场能正在减小，故C错误；电容器在充电，电容器两极板间电场强度正在变大，故D正确。 5．选A　由题图甲可知1～2 ms内，电流正向减小，电容器正在充电，故A正确；由题图甲可知2～3 ms内，电流反向增大，电场能向磁场能转化，电容器中的电场能减小，故B错误；由题图甲可知3～4 ms内，电流减小，磁场能向电场能转化，4 ms时，电容器上的电荷量最大，故C错误；若在线圈中插入铁芯，线圈的电感变大，根据f＝，可知振荡频率减小，故D错误。 6．选A　状态b中电容器不带电，电流方向为顺时针，电路处于充电过程，随后电容器上极板带正电，与状态a中上极板所带电性相同，可知从状态b变化到状态a的最短时间为，故A正确，B错误；结合上述可知，从状态b变化到状态a的最短时间为，则从状态a到状态b的最短时间为，即先后经历放电、充电、再放电三个过程，可知电路中的电流先后经历增大、减小、再增大三个过程，故C错误；结合上述可知，从状态a到状态b先后经历放电、充电、再放电三个过程，电流与时间呈现正弦式变化，由于线圈中的自感电动势E＝L，可知线圈L的自感电动势大小与电流的变化率大小成正比，可知从状态a到状态b，线圈L的自感电动势先后经历减小、增大、再减小三个过程，故D错误。 7．选C　振荡电路的周期T＝2π＝8×10－3 s，t＝0时刻断开开关时，通过线圈的电流最大，由于线圈的电阻不计，则t＝0时刻电容器所带电荷量为0，电容器开始充电，2×10－3 s等于四分之一周期，在t＝2×10－3 s时电容器第一次充电结束，此时电流等于0，线圈内自感电动势最大，电容器所带电荷量最大，电容器上电压最大，故A错误；结合上述可知，t＝3×10－3 s时，电容器正处于放电过程，电流增大，根据楞次定律可知，线圈上的自感电动势方向与电流方向相反，故B错误；8×10－3 s恰好等于一个周期，结合上述可知，0～8×10－3 s时间内，电容器板间场强先向上增大再向上减小，然后向下增大再向下减小，电子所受电场力先向下增大再向下减小，然后向上增大再向上减小，根据对称性可知，t＝8×10－3 s时，电子平行极板方向射出电容器，且射出速度大小与初速度相同，故C正确；若某时刻线圈内磁场方向和电容器间电场方向都向下，可知电容器上极板P带正电，根据安培定则可知，线圈内电流方向沿顺时针方向(俯视)，可知电容器正在充电，磁场能正在向电场能转化，故D错误。 8．选BD　电磁波可以传递信息和能量，既能够在介质中传播，也能够在真空中传播，故A错误；无线电台利用LC电路形成振荡电流，根据麦克斯韦电磁场理论可知，能够形成电磁波，从而发射电磁波，故B正确；根据f＝可知，增大电容器的电容C，可以减小LC电路产生的电磁波频率，故C错误；结合上述可知，减小线圈的自感系数L，可以增大LC电路产生的电磁波频率，故D正确。 9．选BD　开关闭合瞬间，电容器开始放电，此时电场能最大，线圈中的磁场能最小，则电路中的电流最小，故A错误；无线电波是一种电磁波，可以在真空中传播，故B正确；当线圈L中电流变为零时，此时磁场能为0，电场能开始转化为磁场能，故C错误；由于线圈L和L′的互感作用，线圈L′上产生感应电动势，故D正确。 10．选ABD　信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的，故A正确；电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成，振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量，故B正确；能直接穿过电离层、以空间波的形式进行直线传播是微波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强，故C错误；调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象，故D正确。 11．解析：(1)由题图乙可知排球与压力传感器的接触时间可表示为t2－t1。 (2)排球弹起到最大高度时，下边缘与压力传感器的距离为h，根据速度—位移公式有v2＝2gh，解得v＝。 (3)排球落到压力传感器的速度大小为v′＝，规定向上为正方向，对排球根据动量定理有′(t2－t1)＝mv－(－mv′)，解得′＝，由牛顿第三定律可知，排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为。 答案：(1)t2－t1　 (2)　(3) 12．解析：(2)多用电表调至电阻挡“×10”，将红、黑表笔短接，进行欧姆调零后，测得线圈AB之间的阻值R＝20×10 Ω＝200 Ω。 (4)由胡克定律mg＝kh，由闭合电路的欧姆定律I＝，R1＝R，解得m＝。 (5)根据m＝可知，m与I为非线性关系，可知表盘刻度分布不均匀。 答案：(2)短接　 200　 (4)　(5)不均匀 10 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $