第四章 电磁振荡与电磁波（易错45题15大考点） -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 聚焦电磁振荡与电磁波15大考点，以45道易错题为载体，构建从电磁振荡规律到电磁波应用的完整知识链，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电磁振荡及过程分析|6题|结合电路状态判断（如液面高度测量）|从LC回路充放电过程切入，建立电流、电荷量、场能转化关系| |电磁振荡图像问题|3题|电流、电压等物理量图像分析|通过图像直观呈现振荡周期与能量变化规律| |麦克斯韦电磁场理论|3题|变化电场与磁场关系判断|基于理论阐释电磁波产生的本质，衔接电磁振荡与电磁波| |电磁波谱及应用|9题（含红外、紫外等）|结合生活实例（如5G、热像仪）|按波长排序梳理各波段特性，体现科学态度与社会责任|

第四章 电磁振荡与电磁波（易错45题15大考点）（原卷版） 一．电磁振荡及过程分析（共6小题） 二．电磁振荡的图像问题（共3小题） 三．电磁振荡的周期和频率的影响因素（共2小题） 四．电磁振荡的周期和频率的计算（共2小题） 五．计算电磁振荡发射的电磁波的波长（共4小题） 六．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 七．电磁波的产生（共3小题） 八．电磁波的发射和接收（共5小题） 九．电磁波与机械波的区别和联系（共2小题） 十．电磁波的波长、频率和波速的关系（共3小题） 十一．电磁波谱（共2小题） 十二．红外线的特点和应用（共3小题） 十三．紫外线的特点和应用（共2小题） 十四．X射线的特点和应用（共2小题） 十五．电磁波与信息化社会（共4小题） 一．电磁振荡及过程分析（共6小题） 1．为了测量储液罐中不导电液体的液面高度，设计装置如图所示。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中，电容C可通过开关S与线圈L或电源相连。当开关从a拨到b时，由线圈L与电容C构成的回路中产生振荡电流，振荡电流的频率，通过测量振荡频率可知储液罐内的液面高度。则下列说法正确的是（　　） A．当储液罐内的液面高度升高时，电容不变 B．当储液罐内的液面高度升高时，LC回路中振荡电流的频率变小 C．开关拨到b之后，振荡电流的振幅和频率始终保持不变 D．当开关从a拨到b瞬间，电容器两极板的电荷量最大，流过线圈L中的电流最大 2．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） 3．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．π×10﹣5s时，回路中电流变化最快 B．π×10﹣5s时，灰尘的速度最大 C．2π×10﹣5s时，灰尘的加速度最大 D．2π×10﹣5s时，线圈中磁场能最大 4．（多选）如图甲为电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡电路的某一状态，线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（　　） A．t1时刻线圈中自感电动势为零 B．t1﹣t2时间内LC振荡电路内的电流为逆时针 C．t2﹣t3中某时刻与图乙状态相对应 D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小 5．如图LC振荡回路中振荡电流的周期T＝2×10﹣2s．自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时，当t＝3.4×10﹣2s时，电容器正处于 　 　 状态（填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”）。这时电容器的上极板 　 　 （填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。 6．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的6组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中“×”表示的点。 （1）T、L、C的关系为 　 　 。 （2）根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。 （3）求得的L值是 　 　 。 二．电磁振荡的图像问题（共3小题） 7．LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则（　　） A．在t1时刻，电路中的电流最大 B．在t2时刻，电路的磁场能最大 C．t2～t3时间内，电路的电场能不断减小 D．t3～t4时间内，电容器的带电量不断增大 8．在如图所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图（b）所示，若把通过P点向右的电流规定为i轴的正方向，则（　　） A．0至0.5ms内，电容器C正在充电 B．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电荷 C．1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高 D．1.5ms至2ms内磁场能在减少，磁感应强度增大 9．在LC振荡电路中，电容器C的带电量随时间变化图象如图所示，在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，关于电容器充放电的判定及由此LC振荡电路产生的电磁波波长，正确结论是（　　） A．充电过程，波长为1200m B．充电过程，波长为1500m C．放电过程，波长为1200m D．放电过程，波长为1500m 三．电磁振荡的周期和频率的影响因素（共2小题） 10．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是（　　） A．若A板带正电，则电流i在增大 B．若电容器在放电，则电流i在减小 C．若电流i减小，则线圈两端电压减小 D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小 11．要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是（　　） A．自感系数L和电容C都增大一倍 B．自感系数L和电容C都减小一倍 C．自感系数L增大一倍，而电容C减少一半 D．自感系数L减小一倍，而电容C增大一半 四．电磁振荡的周期和频率的计算（共2小题） 12．（多选）对振荡电路，下列说法正确的是（　　） A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为π B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为2π C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为2π D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为2π 13．如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求： （1）此LC振荡电路的周期为多少？ （2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？ （3）如电容器两板电压最大为10V，则在前内的平均电流为多大？ 五．计算电磁振荡发射的电磁波的波长（共4小题） 14．在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图象如图所示。在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，关于电容器的充（放）电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是（　　） A．充电过程，波长为1200 m B．充电过程，波长为1500 m C．放电过程，波长为1200 m D．放电过程，波长为1500 m 15．用一个平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大电路发射电磁波的波长，可采用的办法是（　　） A．增大电容器两极板间的距离 B．线圈中插入铁芯 C．减小电容器两极板间的正对面积 D．抽出电容器两极板间的电介质 16．（多选）在电磁波的发射过程中，用一平行板电容器C和一个线圈L组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，下列调节正确的是（　　） A．增大电容器两极板间的距离 B．增大线圈的匝数，在线圈中加铁芯 C．把电容器的动片适当旋出一些 D．把电容器的动片适当旋进一些 17．图（a）为一LC振荡电路，已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图（b）所示。那么在1×10﹣6s至2×10﹣6s时间内，电容器C处于何种过程？由这个振荡电路激发的电磁波波长又为多大？ 六．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 18．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（　　） A．电容器正在放电 B．两平行板间的电场强度E在增大 C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场 D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值 19．某长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是（　　） A．图①所示电流周围产生匀强磁场 B．图②所示电流周围的磁场是稳定的 C．图③所示电流周围各点的磁场方向在0～t1时间内与t1～t2时间内的方向是相反的 D．图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁感应强度方向不变 20．（多选）下面是关于麦克斯韦电磁场理论的四句话，其中正确的是（　　） A．均匀变化的电场将产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场将产生均匀变化的电场 B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场 C．任何振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场，任何振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场 D．均匀变化的电场和磁场互相激发，将产生由近及远传播的电磁波 七．电磁波的产生（共3小题） 21．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场 D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 22．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是（　　） A． B． C． D． 23．（多选）关于电磁场理论的叙述正确的是（　　） A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 八．电磁波的发射和接收（共5小题） 24．人们的现代生活越来越离不开电磁波，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2450MHz；家用Wi﹣Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．一定不会产生偏振现象 B．Wi﹣Fi信号与北斗导航信号叠加时，不能产生明显的干涉现象 C．Wi﹣Fi信号比微波更容易发生衍射 D．Wi﹣Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，波长变短 25．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109﹣6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109﹣2.64×109Hz，则（　　） A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快 B．5G信号是横波，4G信号是纵波 C．空间中的5G信号和4G信号会产生干涉现象 D．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 26．（多选）如图所示，蓝牙设备和Wi﹣Fi已经广泛应用于我们的日常生活中。由于Wi﹣Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作，因此它们共存时会相互干扰，造成两者的信噪比下降，影响数据传输。为缓解上述干扰，目前不少路由器的Wi﹣Fi采用双频段模式，即同时工作在2.4GHz和5GHz的模式下，其中2.4GHz信号在空气或障碍物中传播时衰减小，而5GHz信号更加高速且稳定。下列说法正确的是（　　） A．Wi﹣Fi和蓝牙的相互干扰是指产生了干涉 B．2.4GHz信号比5GHz信号的衍射能力更强 C．5GHz信号在空中的传播速度大于2.4GHz信号的传播速度 D．信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的同时也接收了其他杂质信号 27．智能手机可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入，具有独立的操作系统，大多数采用大容量电池、电容式触摸屏，并可安装第三方程序，功能强大实用性高。 （1）5G（第五代移动通信技术）采用的通信频率比4G更高，则相比4G信号 　 　 。 A.5G信号传播速度更快 B.5G信号波长更长 C.5G信号更趋近于直线传播 D.5G信号与4G信号相遇会发生干涉 （2）（多选）电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上、下两极板A、B分别接在一恒压直流电源的两端，当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，电容器的电容变大，在这过程中下列说法正确的是 　 　 。 A.电容器所带电荷量增大 B.直流电源对电容器充电 C.极板间的电场强度减小 D.电阻R上有从b到a的电流 （3）如表所示为某手机电池的铭牌数据，当以1A电流充电时，此电池从电量为零到充满至少需要 　 　 h；充满消耗的电能为 　 　 kW•h。 类型 锂离子电池 电压 4.0V 容量 4000mAh 充电限制电压 DC5.0V （4）智能手机有许多的传感器，如加速度传感器。小明用手平托着手机，迅速向下运动，然后停止。以竖直向上为正方向，手机记录了手机竖直方向的加速度a随时间t变化的图像如图所示。则下列判断正确的是 　 　 。 A.t1时刻手受的压力最小 B.手机t2时刻比t1速度更小 C.t3时刻手受的压力比手机重力小 D.t4时刻手机速度最大 28．雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10﹣4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？ 九．电磁波与机械波的区别和联系（共2小题） 29．（多选）关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场 B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直 C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 D．可见光、红外线、X射线都是电磁波 30．（多选）下列关于电磁波的说法中，错误的有（　　） A．麦克斯韦的电磁场理论预言了电磁波的存在 B．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 C．机械波可以是横波或纵波，电磁波一定是纵波 D．红外线比紫外线更容易发生衍射现象 十．电磁波的波长、频率和波速的关系（共3小题） 31．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场 C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播 D．电磁波传播的速度总是3.0×108m/s 32．某电台发射频率为500kHz的无线电波，发射功率为10kW．在距电台20km的地方接收到该电波．该电波的波长为　 　 m，在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为　 　 J． 33．若某种电磁波在真空中的频率为1.5×1015Hz，试回答下列问题： （1）该电磁波的波长为多少？ （2）该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围0.8﹣100μm，紫外线的波长范围在100～400nm） （3）现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小．当频率为1.5×1015Hz的电磁波以900m/s的速度传播时，问该电磁波的波长变为多少？ 十一．电磁波谱（共2小题） 34．下列关于电磁波说法中不正确的是（　　） A．微波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线是按频率从低到高排列 B．无线电波有效发射的条件是较高的发射频率和开放空间 C．使接收电路发生电谐振的过程叫调谐 D．各种电磁波在真空中传播速度都是3×108m/s 35．（多选）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（　　） A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变 B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线 十二．红外线的特点和应用（共3小题） 36．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　） A．无线电波广泛应用于通信和广播 B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射 C．适量的紫外线照射，对人体健康有益 D．因为γ射线穿透能力不强，可用来检查金属内部伤痕 37．如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可断定（　　） A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 38．地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氩等，占大气总量的99.96%，可变气体成分主要有二氧化碳（CO2），水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大．据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出大量CO2，使大气中的CO2浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因，即：使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题，由此可判断CO2（　　） A．对可见光的吸收作用很强 B．对无线电波的吸收作用很强 C．对紫外线的吸收作用很强 D．对红外线的吸收作用很强 十三．紫外线的特点和应用（共2小题） 39．关于紫外线，下列说法中正确的是（　　） A．一切物体都会发出紫外线 B．紫外线可用于无线电通讯 C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质 D．在紫外线照射下，所有物质会发出荧光 40．我们生活中用的日光灯是靠镇流器产生的高电压使灯管中的稀薄汞蒸气发出某种电磁波，该电磁波射到灯管壁上的荧光粉上，从而发光。你认为汞蒸气激发后发射的电磁波是（　　） A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线 十四．X射线的特点和应用（共2小题） 41．关于电磁波，下列说法中正确的有 （　　） A．能在真空中传播 B．能被人眼直接观察到 C．红外线可以用来灭菌消毒 D．机场安检使用X射线可以窥见行李箱内的物品 42．在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是（　　） A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒 B．医院里常用红外线对病房和手术室进行消毒 C．人造气象卫星对地球拍摄时利用红外线照相是利用红外线透射率高和热效应强 D．人造卫星对地球拍摄时利用紫外线照相有较好的分辨率 十五．电磁波与信息化社会（共4小题） 43．红外线热像仪可以监测人的体温，被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是（　　） A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分多 D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分多 44．无线电波的干涉可用于飞机降落导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线a、b固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．天线a发出波长为λ1和λ2的无线电波，同时天线b也发出波长为λ1和λ2的无线电波．无线电波在空间发生干涉，强弱分布稳定．飞机降落的过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法中正确的是（　　） A．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 B．天线a、b必须相对于飞机跑道对称 C．λ1与λ2两列无线电波必须一样强 D．两种无线电波的波长之比应为整数比 45．（多选）“传统”光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片．为提高光刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示．若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为187nm，则加上液体后（　　） A．紫外线光子能量增加 B．紫外线进入液体后波长变为110nm C．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7 D．“浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射 46．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来．某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs收到反射波．再隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过198μs收到反射波，求飞机的飞行速度． 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 电磁振荡与电磁波（易错45题15大考点）（解析版） 一．电磁振荡及过程分析（共6小题） 二．电磁振荡的图像问题（共3小题） 三．电磁振荡的周期和频率的影响因素（共2小题） 四．电磁振荡的周期和频率的计算（共2小题） 五．计算电磁振荡发射的电磁波的波长（共4小题） 六．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 七．电磁波的产生（共3小题） 八．电磁波的发射和接收（共5小题） 九．电磁波与机械波的区别和联系（共2小题） 十．电磁波的波长、频率和波速的关系（共3小题） 十一．电磁波谱（共2小题） 十二．红外线的特点和应用（共3小题） 十三．紫外线的特点和应用（共2小题） 十四．X射线的特点和应用（共2小题） 十五．电磁波与信息化社会（共4小题） 一．电磁振荡及过程分析（共6小题） 1．为了测量储液罐中不导电液体的液面高度，设计装置如图所示。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中，电容C可通过开关S与线圈L或电源相连。当开关从a拨到b时，由线圈L与电容C构成的回路中产生振荡电流，振荡电流的频率，通过测量振荡频率可知储液罐内的液面高度。则下列说法正确的是（　　） A．当储液罐内的液面高度升高时，电容不变 B．当储液罐内的液面高度升高时，LC回路中振荡电流的频率变小 C．开关拨到b之后，振荡电流的振幅和频率始终保持不变 D．当开关从a拨到b瞬间，电容器两极板的电荷量最大，流过线圈L中的电流最大 【答案】B 【解答】解：A、当储液罐内的液面高度升高时，根据电容的决定式得，电容变大，故A错误； B、当储液罐内的液面高度升高时，电容变大，根据振荡电流的频率：可知，LC回路中振荡电流的频率变小，故B正确； D、当开关从a拨到b瞬间，电容器两极板的电荷量最大，流过线圈L中的电流最小，故D错误； C、开关拨到b之后，振荡电流的振幅会越来越小，随着储液罐内的液面高度的变化，频率会发生变化，故C错误。 故选：B。 2．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） 【答案】D 【解答】解：在LC回路振荡电路中，电容器的电量为零，电场能最弱；电流最大，磁场最强，磁场能最大；因此电容器刚放电完毕； 接着，电容器反向充电，极板b带正电，电量增多，电场增强，而电流减少，磁场减弱； A、由上分析可知，电路的电流应该是从负的最大开始周期性变化，故A错误； B、因电量从零开始增多，图示图像t＝0时q最大，故B错误； C、由上分析此时，t＝0时刻磁场最强，磁场能最大，然后对电容器充电，充电过程电流减小，磁场减弱，磁场能减小，充电完毕，磁场能为零，然后电容器反向放电，电流增大，磁场变强，磁场能变大，磁场能不能是负的，故C错误； D、由于电量为零，那么电场强度为零，接着反向充电，b极带正电，电场强度方向由b指向a，即为负值，且不断增大，再减小，接着反向增大，再减小，故D正确； 故选：D。 3．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．π×10﹣5s时，回路中电流变化最快 B．π×10﹣5s时，灰尘的速度最大 C．2π×10﹣5s时，灰尘的加速度最大 D．2π×10﹣5s时，线圈中磁场能最大 【答案】C 【解答】解：A、开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则可知： mg＝q 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，根据电磁振荡周期公式，可得： T＝2π 代入数据，可得：T＝4π×10﹣5s 开关S闭合时t＝0，则当t＝π×10﹣5s时，即t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＝π×10﹣5s时，即t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+q2mg，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。 4．（多选）如图甲为电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡电路的某一状态，线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（　　） A．t1时刻线圈中自感电动势为零 B．t1﹣t2时间内LC振荡电路内的电流为逆时针 C．t2﹣t3中某时刻与图乙状态相对应 D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小 【答案】BC 【解答】解：A.在t1时刻，上极板电量q达到最大值，电流达到最小值，电流变化率达到最大，此时自感电动势达到最大，故A错误； B.t1﹣t2时间内，上极板电量为正，且减小，回路内的电流为逆时针，故B正确； C.t2﹣t3中，上极板电量为负，下极板电量为正，由于上极板负电量不断增大，线圈电流逆时针，而电量增加的越来越慢，故电流减小，由右手定则可得磁场方向线上，故C正确； D.图乙过程可以对应：t2﹣t3过程，此过程电容电量增大，极板间电场能逐渐大。 故选：BC。 5．如图LC振荡回路中振荡电流的周期T＝2×10﹣2s．自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时，当t＝3.4×10﹣2s时，电容器正处于 　充电　 状态（填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”）。这时电容器的上极板 　带正电　 （填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。 【答案】充电；带正电 【解答】解：LC振荡回路中振荡电流的周期T＝2×10﹣2s，t＝0时刻振荡电流沿逆时针方向达最大值，即分析中的时刻； t＝3.4×10﹣2s＝1.7T，与分析中的～T中间某时刻相同，电容器在正向充电，电容器的上极板 带正电。 故答案为：充电、正电。 6．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的6组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中“×”表示的点。 （1）T、L、C的关系为 　T＝2π　 。 （2）根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。 （3）求得的L值是 　3.51×104H～3.89×104H　 。 【答案】T＝2π；3.51×104H～3.89×104H 【解答】解：（1）根据LC振荡电路中，如已知电容C，则电路的固有振荡周期T，公式为T＝2π； （2）由作图原则，数据尽可能均匀分布在直线两侧，距离太远的点，则是错误的，应删除。 （3）通过图像的斜率等于4π2L，则可求出L在3.51×104H～3.89×104H范畴内。 故答案为： （1）T＝2π； （2）图线为一直线，数据点尽可能地均匀分布在直线两侧； （3）3.51×104H～3.89×104H 二．电磁振荡的图像问题（共3小题） 7．LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则（　　） A．在t1时刻，电路中的电流最大 B．在t2时刻，电路的磁场能最大 C．t2～t3时间内，电路的电场能不断减小 D．t3～t4时间内，电容器的带电量不断增大 【答案】B 【解答】解：A、在t1时刻，电容器两端的电压最大，电容器所带电荷量最大，电场能最大，由能量守恒定律可知，磁场能最小，电路中的电流最小，故A错误； B、在t2时刻，电容器两端的电压为零，电容器所带电荷量为零，电场能为零，则电路的磁场能最大，故B正确； C、t2～t3时间内，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量增多，电路的电场能不断增大，故C错误； D、t3～t4时间内，电容器两端的电压减小，由Q＝CU知电容器的带电量不断减小，故D错误。 故选：B。 8．在如图所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图（b）所示，若把通过P点向右的电流规定为i轴的正方向，则（　　） A．0至0.5ms内，电容器C正在充电 B．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电荷 C．1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高 D．1.5ms至2ms内磁场能在减少，磁感应强度增大 【答案】C 【解答】解：A、由图（b）可知，在0至0.5ms内，电路电流在增大，电容器C正在放电，故A错误； B、由图（b）可知，在0.5ms至1ms内，电流是正的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误； C、由图（b）可知，在1ms至1.5ms内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知，Q电感线圈下端电势高，上端电势低，即Q点比P点电势高，故C正确； D、由图（b）可知，在1.5ms至2ms内，电路电流减小，磁场减弱，磁感应强度变小，电路处于充电过程，磁场能转化为电场能，磁场能减小，故D错误； 故选：C。 9．在LC振荡电路中，电容器C的带电量随时间变化图象如图所示，在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，关于电容器充放电的判定及由此LC振荡电路产生的电磁波波长，正确结论是（　　） A．充电过程，波长为1200m B．充电过程，波长为1500m C．放电过程，波长为1200m D．放电过程，波长为1500m 【答案】A 【解答】解：由题意可知，电容器在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，电量在不断增加，说明正在充电； 由图可知，T＝4×10﹣6s，根据λ＝CT＝3×108×4×10﹣6m＝1200m，故A正确，BCD错误； 故选：A。 三．电磁振荡的周期和频率的影响因素（共2小题） 10．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是（　　） A．若A板带正电，则电流i在增大 B．若电容器在放电，则电流i在减小 C．若电流i减小，则线圈两端电压减小 D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小 【答案】D 【解答】解：A、若A极带正电，根据电流方向，可知，电容器正在充电，那么磁场能正在向电场线转化，导致电流在减小，电容器的电压增多，故A错误； B、若电容器在放电，则电场能正在转化磁场能，因此电量在减小，电流i在增大，故B错误； C、若电流i减小，即磁场能正在向电场能转化，则线圈中电流在减小，电容器两端电压增大，则线圈两端的电压也增大，故C错误； D、依据振荡电流周期公式T＝2，只减小电容C，则振荡电流周期会变小，故D正确。 故选：D。 11．要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是（　　） A．自感系数L和电容C都增大一倍 B．自感系数L和电容C都减小一倍 C．自感系数L增大一倍，而电容C减少一半 D．自感系数L减小一倍，而电容C增大一半 【答案】A 【解答】解：LC振荡电路的周期公式为T＝2π，所以要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是L和C都增大一倍，故A正确，BCD错误。 故选：A。 四．电磁振荡的周期和频率的计算（共2小题） 12．（多选）对振荡电路，下列说法正确的是（　　） A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为π B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为2π C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为2π D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为2π 【答案】CD 【解答】解：A、根据振荡电路中各量变化，可知，电容器充电或放电一次所用的时间为π，故A错误； B、电场能与磁场能的转化周期为π，故B错误； C、LC振荡电路的周期公式为T＝2π，所以电容器极板间电场强度的变化周期与磁感应强度的变化周期一样，均为T＝2π，故CD正确，AB错误。 故选：CD。 13．如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求： （1）此LC振荡电路的周期为多少？ （2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？ （3）如电容器两板电压最大为10V，则在前内的平均电流为多大？ 【解答】解：（1）根据T＝2π2×3.146.28×10﹣3s （2）t＝2.0×10﹣3s在到之间，电容器在充电，所以上板带负电； 因此电流方向为逆时针。 （3）电容器两板电压最大为10V，电容C＝4μF，根据Q＝CU，结合Q＝It， 则有：2.55×10﹣2A 答：（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s； （2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带负电荷，电流方向是逆时针； （3）如电容器两板电压最大为10V，则在前内的平均电流为2.55×10﹣2A。 五．计算电磁振荡发射的电磁波的波长（共4小题） 14．在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图象如图所示。在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，关于电容器的充（放）电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是（　　） A．充电过程，波长为1200 m B．充电过程，波长为1500 m C．放电过程，波长为1200 m D．放电过程，波长为1500 m 【答案】A 【解答】解：由图可知，在1×10﹣6 s到2×10﹣6 s内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程。 电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10﹣6 m＝1200 m，故A正确，BCD错误。 故选：A。 15．用一个平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大电路发射电磁波的波长，可采用的办法是（ ） A．增大电容器两极板间的距离 B．线圈中插入铁芯 C．减小电容器两极板间的正对面积 D．抽出电容器两极板间的电介质 【答案】B 【解答】解：要增大电路发射电磁波的波长，根据c＝λf，要减小频率；根据f，要增加自感系数或电容； A、C、D、要增加电容，可以减小极板的距离、增加正对面积、插入电介质；故A错误，C错误，D错误； B、要增加自感系数，可以向线圈中插入铁芯，故B正确； 故选：B。 16．（多选）在电磁波的发射过程中，用一平行板电容器C和一个线圈L组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，下列调节正确的是（　　） A．增大电容器两极板间的距离 B．增大线圈的匝数，在线圈中加铁芯 C．把电容器的动片适当旋出一些 D．把电容器的动片适当旋进一些 【答案】BD 【解答】解：A、增大电容器两极板间的距离d，根据公式，电容C减小；根据，电磁波频率增加；根据c＝λf，波长变短；故A错误； B、增大线圈的匝数，在线圈中加铁芯，线圈的自感系数变大，根据，电磁波频率减小；根据c＝λf，波长变长；故B正确； C、把电容器的动片适当旋出一些，正对面积S减小，根据公式，电容C减小；根据，电磁波频率增加；根据c＝λf，波长变短；故C错误； D、把电容器的动片适当旋进一些，正对面积S增大，根据公式，电容C增大；根据，电磁波频率减小；根据c＝λf，波长变长；故D正确； 故选：BD。 17．图（a）为一LC振荡电路，已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图（b）所示。那么在1×10﹣6s至2×10﹣6s时间内，电容器C处于何种过程？由这个振荡电路激发的电磁波波长又为多大？ 【解答】解：由题意可知，电容器在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，电量在不断增加，说明正在充电； 由图可知，T＝4×10﹣6s，根据λ＝CT＝3×108×4×10﹣6m＝1200m； 答：电容器C处于充电过程，这个振荡电路激发的电磁波波长1200米。 六．麦克斯韦电磁场理论（共3小题） 18．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（　　） A．电容器正在放电 B．两平行板间的电场强度E在增大 C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场 D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值 【答案】B 【解答】解：A、由图中可以看出，极板间的电场方向是竖直向上的，说明下极板带正电，上极板带负电，如果等效电流的方向是向上的，即外电流流向下极板，流出上极板，也就是相当于正电荷流向下极板，而下极板本来说是带正电的，所以下极板所带的电荷量会增加，所以电容器在充电，故A错误； B、充电的过程，两极板间的电压在增大，由E可知，极板间的电场强度在增大，故B正确； C、由右手定则可以判断出，该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场，故C错误； D、两极板的电场最强时，就是充电快充满的时候，此时电流反而比较小，故这个电场产生的磁场也比较小，不会最大，故D错误。 故选：B。 19．某长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是（　　） A．图①所示电流周围产生匀强磁场 B．图②所示电流周围的磁场是稳定的 C．图③所示电流周围各点的磁场方向在0～t1时间内与t1～t2时间内的方向是相反的 D．图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁感应强度方向不变 【答案】D 【解答】解：A、图（1）是恒定电流，则电流周围产生稳定的磁场，而不是匀强磁场。故A不正确； B、图（2）是均匀变化的电流，则其周围的磁场是变化的，而不是稳定的。故B不正确； C、图（3）电流大小在0～t1时间内均匀增加，而在t1～t2时间内均匀减小，但方向却没有变化。所以产生的磁场方向也不会变化。故C不正确； D、图（4）电流大小先增后减，则磁场也先增后减，且方向不变。故D正确； 故选：D。 20．（多选）下面是关于麦克斯韦电磁场理论的四句话，其中正确的是（　　） A．均匀变化的电场将产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场将产生均匀变化的电场 B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场 C．任何振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场，任何振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场 D．均匀变化的电场和磁场互相激发，将产生由近及远传播的电磁波 【答案】BC 【解答】解：A、均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故A错误； B、均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场；而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场。则稳定的电场不会产生磁场。故B正确； C、周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场，故任何振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场；同理，任何振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场，故C正确； D、均匀变化的电场和磁场不会互相激发，只有周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场，周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场，这样将产生由近及远传播的电磁波，故D错误； 故选：BC。 七．电磁波的产生（共3小题） 21．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场 D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 【答案】A 【解答】解：A、电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故A正确； BC、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，恒定的电场不会产生磁场；故BC错误； D、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在；故D错误； 故选：A。 22．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由电磁场理论，结合图象，则有： A、磁场不变，则不会产生电场，故A错误； B、磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误； C、磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确； D、磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误； 故选：C。 23．（多选）关于电磁场理论的叙述正确的是（　　） A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 【答案】ABC 【解答】解：A、只要变化的磁场周围就存在电场，与是否有闭合电路无关；故A正确； B、周期性变化的磁场，会产生同频率变化的电场；故B正确； C、变化的电场和变化的磁场相互联系着，形成一个统一体，即电磁场；故C正确； D、只有变化的电场才能形成磁场，而只有交变的电场才能形成变化的磁场，若电场或磁场是恒定的，不会产生磁场或电场，故D错误； 故选：ABC。 八．电磁波的发射和接收（共5小题） 24．人们的现代生活越来越离不开电磁波，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2450MHz；家用Wi﹣Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．一定不会产生偏振现象 B．Wi﹣Fi信号与北斗导航信号叠加时，不能产生明显的干涉现象 C．Wi﹣Fi信号比微波更容易发生衍射 D．Wi﹣Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，波长变短 【答案】B 【解答】解：A、电磁波是横波，可以发生偏振现象，故A错误； B、只有频率相同的两列波叠加时，才会发生稳定的干涉现象，所以Wi﹣Fi信号与北斗导航信号频率不同，叠加时，不能产生明显的干涉现象，故B正确； C、根据ν可知，频率越大，波长越短，衍射现象不明显，家用微波炉所使用的电磁波Wi﹣Fi频率大、波长短，不容易发生明显的衍射，故C错误； D、Wi﹣Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，根据ν可知波长不变，故D错误。 故选：B。 25．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109﹣6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109﹣2.64×109Hz，则（　　） A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快 B．5G信号是横波，4G信号是纵波 C．空间中的5G信号和4G信号会产生干涉现象 D．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 【答案】D 【解答】解：A、任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误； B、电磁波可以发生偏振现象，为横波，故B错误； C、5G信号和4G信号的频率不一样，不能发生干涉现象，故C错误； D、5G信号的频率更高，则波长小，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故D正确。 故选：D。 26．（多选）如图所示，蓝牙设备和Wi﹣Fi已经广泛应用于我们的日常生活中。由于Wi﹣Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作，因此它们共存时会相互干扰，造成两者的信噪比下降，影响数据传输。为缓解上述干扰，目前不少路由器的Wi﹣Fi采用双频段模式，即同时工作在2.4GHz和5GHz的模式下，其中2.4GHz信号在空气或障碍物中传播时衰减小，而5GHz信号更加高速且稳定。下列说法正确的是（　　） A．Wi﹣Fi和蓝牙的相互干扰是指产生了干涉 B．2.4GHz信号比5GHz信号的衍射能力更强 C．5GHz信号在空中的传播速度大于2.4GHz信号的传播速度 D．信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的同时也接收了其他杂质信号 【答案】AB 【解答】解：A、Wi﹣Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作，频率相同，产生了干涉，故A正确； B、2.4GHz信号的频率比5GHz信号的频率小，由c＝λf知2.4GHz信号的波长比5GHz信号的波长大，所以2.4GHz信号比5GHz信号的衍射能力更强，故B正确； C、5G信号的频率高，在同一种介质中的折射率大，根据公式v知5GHz信号的传播速度小，故C错误； D、信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的电压与其他杂质信号的电压比值下降，故D错误。 故选：AB。 27．智能手机可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入，具有独立的操作系统，大多数采用大容量电池、电容式触摸屏，并可安装第三方程序，功能强大实用性高。 （1）5G（第五代移动通信技术）采用的通信频率比4G更高，则相比4G信号 　C　 。 A.5G信号传播速度更快 B.5G信号波长更长 C.5G信号更趋近于直线传播 D.5G信号与4G信号相遇会发生干涉 （2）（多选）电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上、下两极板A、B分别接在一恒压直流电源的两端，当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，电容器的电容变大，在这过程中下列说法正确的是 　ABD　 。 A.电容器所带电荷量增大 B.直流电源对电容器充电 C.极板间的电场强度减小 D.电阻R上有从b到a的电流 （3）如表所示为某手机电池的铭牌数据，当以1A电流充电时，此电池从电量为零到充满至少需要 　4　 h；充满消耗的电能为 　2×10﹣2 kW•h。 类型 锂离子电池 电压 4.0V 容量 4000mAh 充电限制电压 DC5.0V （4）智能手机有许多的传感器，如加速度传感器。小明用手平托着手机，迅速向下运动，然后停止。以竖直向上为正方向，手机记录了手机竖直方向的加速度a随时间t变化的图像如图所示。则下列判断正确的是 　A　 。 A.t1时刻手受的压力最小 B.手机t2时刻比t1速度更小 C.t3时刻手受的压力比手机重力小 D.t4时刻手机速度最大 【答案】（1）C；（2）ABD；（3）4；2×10﹣2；（4）A 【解答】解：（1）A.任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，可知5G信号和4G信号所用的无线电波在真空中传播的快慢相同，故A错误； BCD.5G信号的频率比4G更高，根据c＝λf可知5G信号波长更短，则5G信号更趋近于直线传播，由于5G信号与4G信号频率不相司，则相遇时不会发生干涉，故BD错误，C正确。 故选：C。 （2）ABD.根据C由于电容器的电容变大，电容器接在一恒压直流电源的两端，电压不变，则电容器所带电荷量增大，直流电源对电容器充电，电阻R上有从b到a的电流，故ABD正确； C.根据E由于电容器极板间电压不变，板间距离变小，则极板间的电场强度变大，故C错误。 故选：ABD。 （3）当以1A电流充电时，此电池从电量为零到充满至少需要的时间为 th＝4h 充满消耗的电能为E＝UIt＝5×4×10﹣3kW•h＝2×10﹣2kW•h （4）A.t1时刻手机的加速度向下最大，则手受到的压力最小，故A正确； B.由图像可知，t2时刻加速度方向仍向下，手机仍处于向下加速过程，则手机t2时刻比t1速度更大，故B错误； C.t3时刻手机的加速度方向向上，手机处于超重状态，手受的压力比手机重力大，故C错误； D.t4时刻手机的加速度向上最大，手机已经处于向下减速过程，则t4时刻手机速度不是最大，故D错误。 故选：A。 故答案为：（1）C；（2）ABD；（3）4；2×10﹣2；（4）A 28．雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10﹣4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？ 【解答】解：设目标前后两个位置到雷达站距离分别为s1、s2，目标飞行速度为v，无线电波的速度c＝3×108m/s。 第一次测距时：s13×108×4×10﹣4＝6×104m； 第二次测距时：s22m＝3×104m； 则该飞机的飞行速度约为：vm/s＝176.5m/s； 答：被监视目标飞行五速度地176.5m/s。 九．电磁波与机械波的区别和联系（共2小题） 29．（多选）关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场 B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直 C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 D．可见光、红外线、X射线都是电磁波 【答案】BD 【解答】解：A、均匀变化的电场产生稳定的磁场，而周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，故A错误； B、电磁波是横波，电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直，故B正确； C、电磁波本身就是一种物质，传播不需要介质，故C错误； D、可见光、红外线、X射线都是电磁波，故D正确； 故选：BD。 30．（多选）下列关于电磁波的说法中，错误的有（　　） A．麦克斯韦的电磁场理论预言了电磁波的存在 B．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 C．机械波可以是横波或纵波，电磁波一定是纵波 D．红外线比紫外线更容易发生衍射现象 【答案】BC 【解答】解：A、麦克斯韦提出电磁理论并预言了电磁波的存在，1884年，由赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确； B、均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，故B错误； C、机械波可以是横波或纵波，比如：声波是纵波，而电磁波一定是横波，故C错误； D、波长越长，越容易发生衍射，因红外线的波长比紫外线长，更容易发生衍射现象，故D正确； 本题选错误的，故选：BC。 十．电磁波的波长、频率和波速的关系（共3小题） 31．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场 C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播 D．电磁波传播的速度总是3.0×108m/s 【答案】A 【解答】解：A、变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确； B、变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场。故B错误； C、电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，故C错误； D、电磁波在真空中传播速度是3×108m/s，在其他介质中的传播速度要小。故D错误； 故选：A。 32．某电台发射频率为500kHz的无线电波，发射功率为10kW．在距电台20km的地方接收到该电波．该电波的波长为　600　 m，在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为　2×10﹣6 J． 【答案】600；2×10﹣6 【解答】解：电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故： ； 每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为： 故答案为：600，2×10﹣6． 33．若某种电磁波在真空中的频率为1.5×1015Hz，试回答下列问题： （1）该电磁波的波长为多少？ （2）该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围0.8﹣100μm，紫外线的波长范围在100～400nm） （3）现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小．当频率为1.5×1015Hz的电磁波以900m/s的速度传播时，问该电磁波的波长变为多少？ 【解答】解：（1）电磁波在真空中的传播速度为c＝3×108m/s，由波速公式c＝λf得： λm＝2×10﹣7m （2）据题知，该电磁波属于紫外线波段． （3）由v＝λ′f得 λ′m＝6×10﹣13m． 答：（1）该电磁波的波长为2×10﹣7m． （2）该电磁波属于紫外线波段． （3）该电磁波的波长变为6×10﹣13m． 十一．电磁波谱（共2小题） 34．下列关于电磁波说法中不正确的是（　　） A．微波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线是按频率从低到高排列 B．无线电波有效发射的条件是较高的发射频率和开放空间 C．使接收电路发生电谐振的过程叫调谐 D．各种电磁波在真空中传播速度都是3×108m/s 【答案】A 【解答】解：A、如果把电磁波按照频率从低到高排序，依次为：微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线；故A错误； B、要有效地发射电磁波，振荡电路必须有足够大的振荡频率，且开放空间；故B正确； C、使无线电接收电路产生电谐振的过程叫调谐；故C正确； D、电磁波在真空中传播速度都是3×108m/s；故D正确； 本题选择错误的，故选：A。 35．（多选）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（　　） A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变 B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线 【答案】AB 【解答】解：A、X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变。故A正确。 B、γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高。故B正确。 C、紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，故C错误； D、电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波。故D错误。 故选：AB。 十二．红外线的特点和应用（共3小题） 36．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　） A．无线电波广泛应用于通信和广播 B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射 C．适量的紫外线照射，对人体健康有益 D．因为γ射线穿透能力不强，可用来检查金属内部伤痕 【答案】D 【解答】解：A、无线电波波长较长，容易产生衍射现象，所以广泛用于通信和广播；故A正确； B、所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外辐射强。红外线具有热效应，应用有：夜视仪、红外摄影、红外遥感等；故B正确； C、适量的紫外线照射，有利于人体合成维生素D，促进钙的吸收，对人体健康有益。故C正确； D、工业上利用γ射线来检查金属内部伤痕，是因为γ射线穿透能力很强；故D错误； 本题选择错误的，故选：D。 37．如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可断定（　　） A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 【答案】C 【解答】解：地面呈现的是圆形黑影，说明含碘的二硫化碳溶液对于可见光是不透明的； 温度计显示的温度明显上升，红外线热效应明显，故说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的； 故选：C。 38．地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氩等，占大气总量的99.96%，可变气体成分主要有二氧化碳（CO2），水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大．据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出大量CO2，使大气中的CO2浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因，即：使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题，由此可判断CO2（　　） A．对可见光的吸收作用很强 B．对无线电波的吸收作用很强 C．对紫外线的吸收作用很强 D．对红外线的吸收作用很强 【答案】D 【解答】解：红外线有显著的热效应，大气中的二氧化碳对红外线的吸收作用很强，CO2吸收了大量的红光外线，使热量不能散失到大气层之外，从而使地球环境温度升高，导致了“温室效应”； 故选：D。 十三．紫外线的特点和应用（共2小题） 39．关于紫外线，下列说法中正确的是（　　） A．一切物体都会发出紫外线 B．紫外线可用于无线电通讯 C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质 D．在紫外线照射下，所有物质会发出荧光 【答案】C 【解答】解：A、一切物体发出的光在都含有红外线，A错误； B、无线电波可用于无线电通讯，B错误； C、紫外线有较高的能量，紫外线化学效应强，能杀菌，医院里和食品加工厂以及一些公共场合经常利用紫外线进行杀菌，足以破坏细胞中的物质，C正确； D、在紫外线照射下，荧光物质才会发出荧光，D错误。 故选：C。 40．我们生活中用的日光灯是靠镇流器产生的高电压使灯管中的稀薄汞蒸气发出某种电磁波，该电磁波射到灯管壁上的荧光粉上，从而发光。你认为汞蒸气激发后发射的电磁波是（　　） A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线 【答案】B 【解答】解：该电磁波使荧光粉发光，说明该电磁波具有荧光效应，所以应为紫外线，故B正确，ACD错误。 故选：B。 十四．X射线的特点和应用（共2小题） 41．关于电磁波，下列说法中正确的有 （　　） A．能在真空中传播 B．能被人眼直接观察到 C．红外线可以用来灭菌消毒 D．机场安检使用X射线可以窥见行李箱内的物品 【答案】A 【解答】解：A、电磁波的传播不需要介质，故A正确； B、电磁波中的可见光部分能被人眼直接观察到，其他波谱成分没有视觉感应，故B错误； C、红外线热效应明显，紫外线可以用来灭菌消毒，故C错误； D、机场安检使用X射线可以窥见行李箱内有无金属物品，但不能判断物体的种类，故D错误； 故选：A。 42．在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是（　　） A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒 B．医院里常用红外线对病房和手术室进行消毒 C．人造气象卫星对地球拍摄时利用红外线照相是利用红外线透射率高和热效应强 D．人造卫星对地球拍摄时利用紫外线照相有较好的分辨率 【答案】C 【解答】解：A、X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；紫外线照射消毒，故A、B错误； C、红外线具有较强的衍射性，明显的热效应，常用红外线作为脉冲信号来拍摄、遥感，故C正确、D错误； 故选：C。 十五．电磁波与信息化社会（共4小题） 43．红外线热像仪可以监测人的体温，被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是（　　） A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分多 D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分多 【答案】C 【解答】解：AB、根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了，故AB错误； CD、被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故C正确，D错误。 故选：C。 44．无线电波的干涉可用于飞机降落导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线a、b固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．天线a发出波长为λ1和λ2的无线电波，同时天线b也发出波长为λ1和λ2的无线电波．无线电波在空间发生干涉，强弱分布稳定．飞机降落的过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法中正确的是（　　） A．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 B．天线a、b必须相对于飞机跑道对称 C．λ1与λ2两列无线电波必须一样强 D．两种无线电波的波长之比应为整数比 【答案】B 【解答】解：A、由于无线电波以光速传播，根据v知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故A错误。 B、当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，因此天线a、b必须相对于飞机跑道对称，故B正确； C、干涉要求两波源的频率相同，而强度没有要求，故C错误。 D、空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的干涉强弱分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以两种干涉分布不重合，不过中垂线都是加强点，故D错误。 故选：B。 45．（多选）“传统”光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片．为提高光刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示．若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为187nm，则加上液体后（　　） A．紫外线光子能量增加 B．紫外线进入液体后波长变为110nm C．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7 D．“浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射 【答案】BC 【解答】解：A、紫外线进入液体频率不变，根据E＝hν，可知紫外线光子能量不变，故A错误； B、设紫外线在液体中的波长为λ′，在真空中波长为λ，频率为f，则λ′nm＝110nm，故B正确； C、由v，知紫外线在真空中的传播速度是在液体中速度的1.7倍，则传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7，故C正确； D、紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故D错误。 故选：BC。 46．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来．某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs收到反射波．再隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过198μs收到反射波，求飞机的飞行速度． 【解答】解：在这段时间内飞机的位移为： c（）＝3×108×（）m＝300m 则飞机的飞行速度为：v375m/s 答：飞机的飞行速度为375m/s． 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $