高考物理一轮复习：电磁振荡与电磁波

更新时间：2024-09-14 浏览次数：6 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2024高二下·江岸期末) 如图所示为LC振荡电路，某一时刻线圈中磁感应强度正在逐渐增强，且方向向上，下列说法正确的是（　　）

A . 此时线圈中的磁场均匀变化，在空间产生了均匀变化的电场 B . 此时振荡电路中的电流正在减小，a 点电势比b点低 C . 如果用该电路来接收电磁波，则当电路的固有频率与所接收电磁波的频率相同时，会出现电谐振 D . 如果在线圈中插入铁芯，则可使电路的振荡周期变小

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2. (2024高二下·丰城期末) 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列说法正确的是（　　）

A . X射线的波长比红外线的波长更长 B . 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 C . 医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗 D . 变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场

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3. (2024高二下·顺德月考) 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（　　）

A . 实验证实了电磁波的存在 B . 实验证实了法拉第电磁场理论 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

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4. (2024高二下·上海市月考) 关于电磁波及其用途，下列说法正确的是（　　）

A . 机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查 B . 适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D C . 在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线 D . X射线在农业上可用来培育新种

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5. (2024高二下·抚州期末) 如图是电磁波发射电路中的 $\text{[math]}$ 电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是（）

A . 线圈中的磁场向上且正在增强 B . 电容器中的电场向下且正在减弱 C . 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大 D . 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小

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6. (2024高二下·阜阳期末) 如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置， $\text{[math]}$ 图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（　　）

A . 0~a B . a~b C . b~c D . c~d

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7. (2024高二下·宁阳月考) 旅行者1号探测器是目前离地球最远的人造天体，探测器内电磁波发生电路包含 LC 电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A . 电容器所带电荷量正在逐渐增大 B . 电路中电场能正在转化为磁场能 C . 若增大电容器的电容，则发射的电磁波频率变大 D . 若减小线圈的自感系数L ，则发射的电磁波波长变长

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8. (2024高二下·栖霞月考) 为营造公平公正的高考环境，“反作弊”工具金属探测仪被广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪的蜂鸣器发出声响。已知某时刻，探测仪中电路里的电流的方向由b流向a ，且电流强度正在增加过程中，则（　　）

A . 该时刻电容器上极板带正电荷 B . 探测仪靠近金属时，金属被磁化 C . 该时刻线圈的自感电动势正在增大 D . 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生感应电流

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9. (2024高二下·栖霞月考) 2023年1月21日，中国空间站全面建成后迎来的第一个春节。万家团圆之时，神舟十五号乘组航天员费俊龙、邓清明、张陆通过电磁波在太空向全国人民送上新春祝福。下列说法正确的是（　　）

A . 电磁波不能在真空中传播 B . 只要有磁场就能产生电磁波 C . 麦克斯韦预言了电磁波的存在 D . 变化的磁场一定产生变化的电场

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10. (2024高二下·盐城期末) 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制。它有两种方法：一是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅；二是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频。下面四幅图中调频波是（　　）

A . B . C . D .

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11. (2024高二下·上海市月考) 第五代移动通信技术简称5G，5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（　　）

A . 红外线的波长比无线电波的波长更长 B . 遥控器是利用无线电波工作的 C . X 射线的频率比 $\text{[math]}$ 射线的频率小 D . 医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒

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12. (2024高一下·宜丰月考) 5G网络使用的无线电波通信频率是 $\text{[math]}$ 以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在 $\text{[math]}$ 间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示5G网络的传输速率是4G网络的 $\text{[math]}$ 倍。与4G网络相比（　　）

A . 5G信号的频率更小 B . 5G信号的传播速度超过光速 C . 5G信号相同时间内能传递更大的信息量 D . 5G信号不属于无线电波，它的波长小于可见光

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二、多项选择题

13. (2024高考·浙江模拟) 美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力被天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦在100年前所做的猜测．在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害．当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪…这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是“引力波”．其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波是以光速传播的时空扰动，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的．引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘．根据上述材料做下列推断，其中正确的是（　　）

A . 引力波应该携带波源的信息 B . 引力波应该只能在真空中传播 C . 引力波应该有偏振现象 D . 引力波应该不容易被探测到

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14. (2024高三下·重庆市模拟) 下列说法正确的是（　　）

A . 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 B . 浮在水面上的油膜呈现出彩色的原因是光的衍射现象 C . 光波、声波均能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但声波不会出现偏振现象 D . 在水中紫光的传播速度比红光大 E . 在双缝干涉实验中，保持其他条件不变，若换用两缝间，距大的双缝，则干涉条纹间距减小

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15. (2024·浙江) 下列说法正确的是（）

A . 中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B . 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C . 增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D . 分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少

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16. (2024高三下·成都模拟) 下列说法正确的是（）

A . 枣园里有很多粗细不同、形状不同的枣树，在枣子成熟的季节，某同学想摇动自家枣园中细高枣树的树干，把枣子摇下来，用相同的频率摇不同的树干，树干的振动频率一定相同 B . 单摆移到太空实验舱中可以用来研究简谐运动的规律 C . 声波由空气进入水中时，波长变短 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制，调制方法有调幅和调频两种 E . 在高速运动的情况下，惯性参考系中的物理规律一定相同

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17. (2024高二下·清远期末) LC振荡电路是一种简单且常见电路，在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用．如图甲所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图乙所示，则该振荡电路（）

A . $\text{[math]}$ 电容器处于放电过程 B . 电路充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 C . 增大电容器C的板间距，则周期会增大 D . $\text{[math]}$ 时，电路中电流为零，磁场能最小

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三、非选择题

18. (2024高二下·上海市月考) LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t的变化周期为 $\text{[math]}$ ，电场能随时间变化的周期为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“大于”“等于”或“小于”）；如图，电谐振实验中，当矩形线框面积相等时，它们的相同（选填“电容”或“电感”）。

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19. 某电磁波相邻两波峰之间的距离为5m，则他的波长为m，频率为Hz，合KHz=MHz．在电磁波谱中，它是。

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20. (2018·江苏)
1. （1）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波______．
  
  A . 是横波 B . 不能在真空中传播 C . 只能沿着梳子摇动的方向传播 D . 在空气中的传播速度约为3×10⁸ m/ s
2. （2）两束单色光A、B的波长分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ > $\text{[math]}$ ，则（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大．
3. （3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示．已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长.
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21. (2024高二下·栖霞期中) 如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，经过3.14×10^－⁵ s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s² ， π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)

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22. (2024高二下·招远月考) 实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容 $\text{[math]}$ 。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。手头上还有一个自感系数 $\text{[math]}$ 的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：
1. （1）从S闭合时开始计时，经过 $\text{[math]}$ 时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
2. （2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
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23. (2024高二下·衡阳期中) 如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中U₀为已知量，T未知。求：
1. （1）振荡电路中电场能变化的周期 $\text{[math]}$ ；
2. （2） $\text{[math]}$ 时刻的振荡电流；
3. （3） $\text{[math]}$ 到T时间内振荡电流的平均值。
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24. (2024高二下·舟山月考) 类比是研究和解决物理问题的常用方法。如图1，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为 $\text{[math]}$ ，其中x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度，v和x满足 $\text{[math]}$ 关系。振子简谐运动的周期与振子质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即 $\text{[math]}$ 。
1. （1）如图2，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（已知重力加速度g；取最低点为零势能面；θ很小时，有 $\text{[math]}$ ，弧长 $\text{[math]}$ ）。
2. （2）如图3电路，电容器充满电后，将开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路称为LC振荡电路，是最简单的振荡电路。理论分析表明，LC振荡电路的周期与电感L、电容C存在一定关系。已知电感线圈的磁场能可表示为 $\text{[math]}$ ，电容器储存的能量可表示为 $\text{[math]}$ QU。请类比简谐运动，根据上述信息，通过对比状态描述参量，分析推导LC振荡电路（不计能量损失）的周期表达式，并定性画出振荡电路电流i随时间t的变化图像（ $\text{[math]}$ 时，电容器开始放电，以顺时针为电流的正方向）。
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25. (2024高二下·贵阳月考) 如图所示，实验室里有一LC振荡电路，其中的平行板电容器电容 $\text{[math]}$ ，其极板水平放置。电感L的直流电阻不计，自感系数为1mH。开始电键S处于断开状态，在两极板上带有一定电荷，一带负电的油滴恰好静止在两极板间，已知圆周率π和重力加速度g。求：
1. （1）该LC振荡电路的固有周期；
2. （2）闭合电键S，最短经过多长时间线圈中电流达到最大？此时油滴的加速度大小是多少（已知此时油滴还没有碰到极板，设油滴的运动不影响LC电路的振荡周期）？
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