2019人教版选择性必修第二册第四章第1节电磁振荡基础训练（word版含答案）

2019人教版选择性必修第二册 第四章 第1节 电磁振荡 基础训练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了用敞露空间的电路，还有
A．增大电容器极板间的距离 B．减少线圈的匝数
C．减小电容器极板的面积 D．采用低频振荡电流
2．关于电磁波和电磁振荡，下列说法正确的有（　　）
A．在LC振荡电路中，电流最大时，线圈L中的磁通量最大
B．产生电磁波的条件是只要空间某个区域有变化的电场或磁场
C．雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置
D．电磁波从发射电路向空间传播时电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失
E.常用的电视遥控器是利用发出红外线来变换频道的
3．在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器中的电场最强 B．电路中的磁场最强
C．电场能已有一部分转化成磁场能 D．此时电路中电流为零
4．下列说法正确的是
A．LC振荡电路中，当电流增大时，电容器所带电量也增大
B．光的行射现象说明在这一现象中光不沿直线传播了
C．光的干涉是光叠加的结果，但光的衍射不是光叠加的结果
D．发生多普勒效应时，波源的频率保持不变
5．如图所示的振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电
C．振荡电流的变化周期为
D．电场能里的变化周期为
6．下列说法正确的是（ ）
A．、射线均是来自原子核的高频电磁波，且射线的频率高于射线的频率
B．声波从空气传入水中，声波的波长与波速都变小
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差最小
D．光电效应实验和康普顿效应证实光具有粒子性
7．在LC振荡电路中，随着电流的减小而增大的物理量( )
A．线圈中的自感电动势 B．电容器两极板间的电压
C．电容器两极板间的场强 D．线圈的磁通量
8．如图甲所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则(　　)
甲 乙
A．0.5 s到1 s时间内，电容器C在放电
B．0.5 s至1 s时间内，电容器C的上极板带正电
C．1 s至1.5 s时间内，Q点的电势比P的电势高
D．1 s至1.5 s时间内，电场能正在转变成磁场能
E.t＝1 s时电路中电场能最大而磁场能最小
9．已知振荡电路中的电容器的电容为C，线圈的电感为L，则正在振荡的电路中（　　）
A．电容器放电的时间取决于充电电压的大小
B．电容器放电的时间取决于L和C的数值
C．电场和磁场相互转化的周期为
D．电场能和磁场能相互转化的周期为
10．在LC振荡电路中，发现某时刻电容器的上极板带正电，穿过线圈的磁感线方向如图所示，则以下关于LC振荡电路的描述，说法正确的是（ ）
A．电容器正在放电
B．电路中电流i正在减小
C．磁场能正在转化为电场能
D．如果仅增大两板间的间距d，则该LC振荡电路的周期增大
11．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．电容器正在放电
E. 磁场能正在向电场能转化
二、单选题
12．LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图所示，则与图中A点相对应的是
A．电路中的振荡电流最大
B．电路中的磁场能最大
C．电路中的振荡电流为零
D．电容器两极板所带电荷量最少
13．有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．如图所示，将开关S由b扳到a开始，在电流振荡了半个周期时，电路中电容器C里的电场强度最强；此装置能产生电磁波
B．可作为防伪标记的是红外线
C．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波谱中，波长由长到短的顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，r射线，X射线
14．如图所示，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导体芯柱是电容器的另一个电极。芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别与一个线圈的两端相连，组成振荡电路，使该振荡电路产生电磁振荡。已知振荡电路的周期为。下面对此振荡回路分析正确的是（　　）
A．当电容器放电时，电容器储存的电场能增加
B．增加导电液体的高度有利于增大此振荡电路的周期
C．增加线圈的匝数，能更有效地发射电磁波
D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小
15．如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．在时刻，线圈中的磁场能最大
B．在时刻，电容器的电场能最大
C．0到电容器正在充电，上极板带正电
D．到电容器正在放电，上极板带负电
16．如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的磁场能正在增加
C．电感线圈中的电流正在减小
D．该时刻自感电动势正在阻碍电流减小
17．在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是（　　）
A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期
B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零
C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大
D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积
18．如图为 LC 振荡电路中电流随时间变化的图象，则（　　）
A．0﹣t1时间内，磁场能在增加
B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态
C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小
D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大
19．下列说法正确的是
A．、β、γ射线都属于电磁波
B．变化的磁场一定产生变化的电场
C．5G信号与4G信号相比，5G信号在真空中传播速度大
D．LC振荡电路中，电容器充电完毕时，回路中电流最小
20．下列说法正确的是
A．电磁波属于纵波
B．无线电波的传输一定需要介质
C．在LC振动电路的充电过程中，电流与电荷量同时达到最大值
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制
21．如果收音机调谐电路中是采用改变电容的方式来改变回路固有频率的．当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，则电容器的最大电容量与最小电容量之比为(　　)
A．3∶1 B．9∶1
C．1∶3 D．1∶9
22．如图所示，是某 LC振荡电路中电流随时间变化的关系曲线，如图乙所示，规定顺时针电流为正电流，则（　　）
A．在 t1 时刻，a 板带正电，电荷量最大
B．在 t1~t2 时间内，线圈内磁场方向向上，且强度减弱
C．在 t2 时刻，电感线圈自感电动势最大，Uc>Ud
D．在 t1~t2 时间内，电容器正在充电
23．如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时（　　）
A．a点电势比b点高
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电容器中储存的电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
三、实验题
24．在LC振荡电路中，如果已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为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，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，为纵坐标的坐标纸上，如图中用“×”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与C的关系图线______；
(3)求得L的值是______。
四、解答题
25．如图所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动．若C=0.4 μF，L=1 mH，求：
(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？
(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？
26．实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C=1 μF。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：
(1)从S闭合时开始计时，经过π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
五、填空题
27．麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生_________．从而预言了空间可能存在电磁波．电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、可见光、_________、x射线和γ射线．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．ABC
【详解】
为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了用开放电路外，还需要有足够高的频率电磁振荡的频率：，可知需要减小电容器的电容，以及减小线圈的自感系数．增大电容器极板间的距离，能减小电容器的电容，可以提高电磁振荡的频率故A正确；减少线圈的匝数，能减小线圈的自感系数，可以提高电磁振荡的频率故B正确；减小电容器极板的面积，能减小电容器的电容，可以提高电磁振荡的频率故C正确；采用低频振荡电流不利于电磁波的发射故D错误．故选ABC.
【点睛】
要有效地向外界发射电磁波，振荡电路必须具有如下的特点：
第一，要有足够高的振荡频率．理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比．频率越高，发射电磁波的本领越大．
第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，采用开放电路，才能有效地把电磁场的能量传播出去．
因此，为了把无线电波发射出去，就要改造LC振荡电路．增大电容器极板间的距离，减小极板的面积，同时减小自感线圈的匝数，以便减小L、C的值，增大振荡频率，同时使电场和磁场扩展到外部空间．这样的振荡电路叫做开放电路．最后，开放电路甚至可以演化成为一条导线．由开放电路可以有效地把电磁波发射出去．
2．ACE
【详解】
A．在LC振荡电路中，电流最大时，电容器放电完毕，电场能转化为磁场能，磁通量最大，故A正确；
B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定磁场的周围不会产生电场，不能产生电磁波，故B错误；
C．雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置，故C正确；
D．电磁波从发射电路向空间传播时电磁振荡停止，产生的电磁波不会立即消失，故D错误；
E．常用的电视遥控器是利用发出红外线，波长较长，来变换频道的，故E正确。
故选ACE。
3．AD
【详解】
在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少，从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加；从能量看：磁场能在向电场能转化。当电容器充电完毕尚未开始放电时，电容器的电量最多，磁场能完全转化为电场能，磁场最弱，磁场能最小，电场能最强；电流为零，故AD正确、BC错误。
故选AD。
4．BD
【详解】
A． LC振荡电路中，当电流增大时，电容器放电，所带电量减小，选项A错误；
B．光的行射现象说明光能够绕开障碍物，即在这一现象中光不沿直线传播了，选项B正确；
C．光的干涉和衍射都是光叠加的结果，选项C错误；
D．发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只是当观察者相对波源运动时，观察者接受到的波的频率发生了变化，选项D正确；
故选BD.
5．BCD
【详解】
A．若磁场正在增强，根据能量守恒可知，电场能正在减少，电容器正在放电，由安培定则判断出电路中电流方向中为顺时针，说明电容器下极板带正电，故A错误；
B．若磁场正在减弱，根据能量守恒可知，电场能正在增强，电容器正在充电，电路中电流方向为顺时针，则电容器上极板带正电，故B正确；
C．振荡电流的变化周期为，故C正确；
D．能量没有方向，一个周期内有两次变化，电场能量的变化周期为电流变化周期的一半，即为，故D正确；
故选BCD。
6．CD
【解析】
【详解】
A.射线是来自原子核的高频电磁波，而射线是高速的电子流，来自衰变，A错误；
B.波的频率是由波源决定的，故当声波由空气进入水中，频率不变。声波从空气传入水中，波速变大，由波速公式得知，声波的波长变长，B错误；
C.电容器充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度减小，而电压在增大；当电压达到最大值时，充电完毕，电流强度零；电容器放电的过程，电场能转化为磁场能，电流在增大，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度增大，而电压在减小；当放电完毕时，电流强度最大，线圈两端电势差最小为0，C正确；
D.光电效应和康普顿效应说明了光具有粒子性，同时没有否定波动性，D正确．
【点睛】
该题考查多个不同的知识点，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．
7．ABC
【详解】
A．电流在减小，但是电流的变化率增加了，故自感电动势增加，故A正确；
BC．图中电流在减小，说明正在充电，故电容器带电量增加，电容器两极板间的电压和两极板间的场强均增加，故B C正确；
D．电流在减小，故线圈的磁通量减小；故D错误；
故选ABC。
8．CDE
【详解】
0.5 s至1 s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1 s至1.5 s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，Q点的电势比P的电势高，t＝1 s时电流为零，电路中电场能最大，磁场能最小，则CDE正确，AB错误；故选CDE.
【点睛】
此题关键是知道振荡电路的振荡过程：LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；解题时根据图象分析清楚电磁振荡过程答题．
9．BC
【详解】
AB．电容器放电的时间等于，由
知，放电时间仅与决定周期T的L和C有关，与充电电压大小无关，A错误，B正确；
C．电场和磁场都是有方向的，场强为矢量，所以电场和磁场的转化周期为
选项C正确；
D．电场能和磁场能是标量，只有大小没有方向，所以电场能和磁场能的转化周期
D错误。
故选BC。
10．BC
【详解】
ABC.根据图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器上极板带正电可知，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈磁场强度正在减小，磁场能正在转化为电场能．故A错误，BC正确；
D. 根据电容器决定式知，仅增大两板间距d，电容器的电容减小，根据
可知，该LC振荡电路的周期将减小，故D错误．
11．ACD
【解析】电流正在增大，说明是放电过程，是电场能向磁场能的转化，C、D项正确，E项错误；放电过程电容器上极板带正电，下极板带负电，A项正确，B项错误．故选ACD.
12．C
【详解】
电容器放电完毕时，Q=0，电流最大，磁场能最大；电流最小为零时，带电量最多，极板间电场最强，电场能最大，A点此时的电场能反向最大,即电流为零,Q最多,磁场能最小;
故选C。
13．A
【详解】
A．如图所示，将开关S由b扳到a开始，在电流振荡了半个周期时，电路中电容器C里的电场强度最强；此装置能产生电磁波，所以A正确；
B．可作为防伪标记的是紫外线，所以B错误；
C．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，所以C错误；
D．电磁波谱中，波长由长到短的顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线， X射线，r射线，所以D错误；
故选A。
14．B
【详解】
A．当电容器放电时，电容器储存的电场能减小，磁场能增加，选项A错误；
B．增加导电液体的高度，则相当于电容器相对面积变大，则电容变大，根据
可知有利于增大此振荡电路的周期，选项B正确；
C．增加线圈的匝数，则增大L，根据
可知，周期变大，频率变小，不利于有效地发射电磁波，选项C错误；
D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能增大，选项D错误。
故选B。
15．D
【详解】
AC．0到，电流为正，且正在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最小，而线圈中的磁场能与电流同步变化，则在时刻，线圈中的磁场能最小，故AC错误；
BD．到，电流为负，且正在增加，即电流为顺时针方向增加，说明电容器正在放电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最大，电流的变化率为零，电容器的带电荷量为零，电容器电场能最小，故B错误，D正确。
故选D。
16．B
【详解】
由题图线圈内部磁感应强度的方向和安培定则可知，从上向下看，此时线圈中的电流沿逆时针方向流动，电容器正在放电，则电感线圈中的电流正在增大，电感线圈中的磁场能正在增加；由楞次定律可知，该时刻线圈中感应电动势正在阻碍电流增大，ACD错误，B正确。
故选B。
17．D
【详解】
A．电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；
B．电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；
C．振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；
D．提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确．
故选D。
18．B
【详解】
A. 0 t1时间内电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则磁场能向电场能转化，磁场能在减小，故A错误；
B. 在t1到t2时间内电路中的电流不断增大，说明电容器在不断放电，故B正确；
C. 在t2到t3时间内，电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，故C错误；
D. 电流变化率就是i t图象的斜率，由图可知,在t3 t4时间内，图象的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，故D错误；
故选B.
19．D
【详解】
A．射线是氦核流，射线是电子流，二者都不是电磁波，只有γ射线是电磁波，故A错误；
B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，故变化的磁场不一定产生变化的电场，故B错误；
C．5G信号与4G信号都是电磁波，在真空中的速度都是光速，一样大，故C错误；
D．LC振荡电路中，电容器充电完毕时，电容器的容抗最大，回路中电流最小，故D正确。
故选D。
20．D
【解析】
【详解】
A．电磁波属于横波，选项A错误；
B．无线电波的传输不需要介质，选项B错误；
C．在LC振动电路的充电过程中，电荷量达到最大值时，充电电流最小，选项C错误；
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，选项D正确；
故选D.
21．B
【详解】
由λ＝＝c·2π知，λ＝c·2π，3λ＝c·2π，则＝，所以B对．
思路分析：接收到清晰地电信号是调节电路使其达到电谐振，所以根据波长和频率的关系，利用振荡电路的周期公式进行解答．
试题点评：考查收音机接受电磁波的原理
22．D
【详解】
A．在 t1时刻，回路中的电流顺时针最大，则电容器放电完毕，此时a 板不带电，A错误；
B．在 t1~t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，则线圈内磁场方向向下，且强度减弱，B错误；
C．在 t2时刻，电流为零，但是电流的变化率最大，此时电感线圈自感电动势最大，根据楞次定律可知，线圈下端电势高，即UcD．在 t1~t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，线圈的磁场能减小，电容器内电场能增加，即电容器正在充电，D正确。
故选D。
23．B
【详解】
A．磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极板带正电，上极板带负电，a点电势比b点低，故A错误；
BC．由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电路中电场能正在减小，故B正确，C错误；
D．电容放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。
故选B。
24． 如解析图所示 （都算对）
【详解】
(1)[1]将LC电路的周期公式变换为
(2)[2]从而认识到图线为一条过坐标原点的直线，图像的斜率为，则
正确作出图线如图
(3)[3]由计算出L的平均值为范围内的某一数值。
25．(1)2g　(2)加速度为g，且方向竖直向下时
【详解】
(1)开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有
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，由
T=2π
得
T=2πs=4π×10－5 s
当t=2π×10－5 s时，即t=，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＋q·=2mg
又因为F合=ma，所以a=2g.
(2)当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g，方向竖直向下．故当加速度为g，且方向竖直向下时，线圈中电流最大。
26．(1)2g；(2)g，方向竖直向下
【详解】
(1)S断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且
F电=mg
闭合S后，L、C构成LC振荡电路，
T=2π=2π×10-5 s
经过π×10-5 s时，电容器间的电场强度反向，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)线圈中电流最大时，电容器两极间的电场强度为零，由牛顿第二定律可得
a==g
方向竖直向下。
27．磁场 紫外线
【详解】
试题分析：麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生磁场，电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和γ射线．
考点： 本题考查麦克斯韦电磁场理论及电磁波谱．
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