高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡复习练习题，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．关于物理学史，下列说法中正确的是( )
A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是特斯拉
B．电磁感应现象是奥斯特发现的
C．建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D．最早证明有电磁波存在的科学家是法拉第
2.某种“冷光灯”如图，其后面的反光镜表面涂有一层透明的薄膜，利用干涉原理，可将灯光中具有明显热效应的那部分电磁波叠加相消。被叠加相消的是( )
A．红外线 B．红光
C．紫光 D．紫外线
3．(2023·贵阳高二期末)我国的5G通信技术已居世界前列，其使用的电磁波频率比4G更高，在相同时间内能够传输的信息量更大，与4G相比，5G使用的电磁波( )
A．波长更长 B．光子能量更大
C．在真空中传播速度更大 D．在真空中传播速度更小
4．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是( )
A．各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波
B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率
C．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高
5．(2022·广东开平市忠源纪念中学高二期中)家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz，则它的波长是(波在真空中的传播速度为3×108 m/s)( )
A．1.2×10－1 m B．7.35×10－17 m C．1.2×10－4 m D．7.35×10－11 m
6.(2022·安徽省临泉第一中学开学考试)如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是( )
A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波
B．对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动
C．闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场
D．变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关
7.(2023·湖南雅礼中学高二校考阶段练习)LC振荡电路是包含一个电感(用字母L表示)和一个电容(用字母C表示)连接在一起的电路。该电路可以储存电磁振荡过程中的能量。某时刻振荡电路的瞬时状态如图所示，下列说法正确的是( )
A．此时刻电容器C正在放电
B．此时刻电感L中自感电动势减小
C．要想用LC振荡电路有效地发射电磁波，要有足够高的振荡频率
D．增大C两极板的距离，电磁振荡过程中，电场能和磁场能转化的周期变长
8.(2022·山东聊城一中期末)图甲为某厂商生产的电容式电子体重计，其内部电路简化图如图乙所示，称重时，人站在体重计面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是( )
A．上层膜片下移过程中，电流表有从b到a的电流
B．上层膜片下移过程中，电容器的电容增大，上、下极板间的电压增大
C．上层膜片下移过程中，电容器的电容增大，所带电荷量减小
D．上层膜片稳定后，电容器上、下极板均不带电荷
9．(2022·四川绵阳市高二期末)为了测量储液罐中不导电液体的高度，设计如图所示电路。电容C的两极板插入储液罐的液体中，先将开关S接a，待电容器充满电后，再接b，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流，根据振荡电流的振荡频率变化情况确定储液罐中液体的高度。下列分析正确的是( )
A．若电流振荡频率减小，则电容器电容减小，罐中液面下降
B．若电流振荡频率减小，则电容器电容增大，罐中液面上升
C．若电流振荡频率增大，则电容器电容减小，罐中液面上升
D．若电流振荡频率增大，则电容器电容增大，罐中液面下降
10.(2022·广东中山市华侨中学高二期末)在如图所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的，现将开关S断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板所带电荷量q随时间t变化的图像是下列选项中的( )
二、多项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
11.如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A．经调制后 B．经调谐后
C．经检波后 D．耳机中
12.(2022·湖北武汉市武钢三中高二期中)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻阻值为R、电感线圈及电容器均为理想元件，电感、电容分别为L、C，现将开关K接通一段时间，待电路稳定后突然将开关K断开，下列说法中正确的是( )
A．开关K断开瞬间，LC电路中的电场能最大
B．LC振荡电路的最大电流为eq \f(E,R＋r)
C．开关K断开后经eq \f(π,2)eq \r(LC)，电感线圈的磁场能达到最大
D．开关K断开后经eq \f(π,2)eq \r(LC)，电容器的电场能达到最大
13.(2022·江西抚州市高二期末)光控台灯是在普通调光台灯的基础上加装一个光控电路，使其能根据周围的环境照度自动调整台灯亮度，当环境照度较弱时，光控台灯亮度就较大；当环境照度较强时，光控台灯亮度就较小，如图为光控台灯简易电路图，E为电源，其内阻为r，L1、L2为灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R为光敏电阻，其阻值随环境照度的增大而减小，电表为理想电流表，若光敏电阻周围的环境照度增强，则下列判断正确的是( )
A．电流表的示数变大
B．电源内电压变小
C．小灯泡L1变暗，故L1实现光控台灯的功能
D．小灯泡L2变暗，故L2实现光控台灯的功能
14.(2023·重庆一中高二校考阶段练习)某小组设计的“过热自动报警电路”如图甲所示，电源的电压为U1＝3 V，电源内阻可忽略，继电器线圈用漆包线绕成，阻值为R0＝20 Ω。图乙为热敏电阻Rt阻值随温度变化的图像，将热敏电阻Rt安装在需要探测温度的地方，当线圈中的电流大于等于100 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响起，同时指示灯熄灭。则( )
A．警铃的接线柱C应与接线柱A相连
B．报警温度大约在53℃
C．若电源内阻不可忽略，则报警温度将变大
D．要降低报警温度，可换用电压更小的电源
15.在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，使PTC元件具有发热、保温双重功能。以下关于电热灭蚊器的判断正确的是( )
A．当温度低于t1时通电，通电后，其电功率先增大后减小
B．当温度低于t1时通电，通电后，其电功率先减小后增大
C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变
D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
三、非选择题：本题共2小题，共20分。
16.(10分)传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，其电阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。
(1)为了使温度过高时报警器响铃，c应接在________处(填“a”或“b”)。
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向________移动(填“左”或“右”)。
(3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是_____________________________________________________________(写出一个)。
17．(10分)在LC振荡电路中，线圈的电感L＝2.5 mH，电容C＝4 μF。
(1)该电路的振荡周期是多少？
(2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10－3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器是处在充电过程还是放电过程？
答案精析
1．C [奥斯特发现电流的磁效应，他是最早发现电和磁有密切联系的科学家，A错误；电磁感应现象是法拉第发现的，B错误；英国科学家麦克斯韦建立完整电磁场理论，C正确；最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹，D错误。]
2．A [红外线具有明显热效应，被叠加相消的是红外线。故选A。]
3．B [因5G使用的电磁波频率更高，波长更短，故A错误；根据E＝hν可知，5G使用的电磁波光子能量更大，故B正确；电磁波在真空中的传播速度都是相同的，为光速，故C、D错误。]
4．B [根据振荡频率f＝eq \f(1,T)知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易发射电磁波，故A错误；为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率，故B正确，C错误；提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，振荡频率不变，故D错误。]
5．A [微波的波长为λ＝eq \f(c,f)＝eq \f(3×108,2 450×106) m≈0.12 m，故选A。]
6．C [若甲、乙两图的磁场均匀变化，就会产生稳定不变的电场，稳定不变的电场不会产生磁场，就不会持续产生电磁波，故A错误；对甲图，从上向下看，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B错误；变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，即使没有闭合电路空间仍能产生电场，故C正确；同理，变化的电场周围产生磁场也是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，D错误。]
7．C [C下极板带负电，电流逆时针，表示电容器正在充电，故A错误；此时电路处于充电状态，电流减小的越来越快，即电流变化率越来越大，所以自感电动势增大，故B错误；要有效发射电磁波，需要足够高的振荡频率，可以携带更多能量，故C正确；由C＝eq \f(εrS,4πkd)，d增大，C减小，根据LC振荡电路的周期公式T＝2πeq \r(LC)，T变小，电场能和磁场能转化的周期变短，故D错误。]
8．A [根据C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，上层膜片下移过程中d减小，电容C增大，由Q＝CU知电容器所带电荷量增大，电容器需充电，因此电流表有从b到a的电流，电容器两个极板与电源相连，上、下极板间的电压不变，故A正确，B、C错误；上层膜片稳定后，电容器上、下极板与电源相连，均带电荷，故D错误。]
9．B [根据f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,2π\r(LC))、C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知电流振荡频率减小，则电容器电容增大，电容器极板间的相对介电常数变大，罐中液面上升，故B正确，A错误；根据f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,2π\r(LC))、C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知电流振荡频率增大，则电容器电容减小，电容器极板间的相对介电常数变小，罐中液面下降，故C、D错误。]
10．B [开关S闭合时，线圈中有自左向右的电流通过，由于线圈电阻不计，所以线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器极板上不带电，LC电路的初始状态是线圈中电流最大，磁场能最大，电场能为零。断开开关S时，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自左向右流动，从而给电容器充电，B极板带正电荷，A极板带负电荷，电荷量逐渐增加，经eq \f(T,4)电荷量达到最大，这时LC回路中电流为零，从eq \f(T,4)～eq \f(T,2)时间内，电容器放电，A极板所带负电荷量逐渐减少到零，此后在线圈产生的自感电动势的作用下，电容器反向充电，A极板带正电荷，B极板带负电荷，并且带电荷量逐渐增多，增至最多后，又再次放电，所以A极板所带电荷量随时间变化的情况如选项B所示。]
11．AB [为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被削去一半，而在耳机中只有低频信号电流，故选A、B。]
12．BD [开关断开前，电路处于稳定状态时，电感线圈相当于导线使电容器短路，此时LC振荡电路的电流最大，电容器的电场能最小，最大电流为I＝eq \f(E,R＋r)，开关K断开瞬间，LC电路中的电场能最小，A错误，B正确；开关K断开后，电感线圈产生自感电动势相当于电源，给电容器充电，充电过程中，磁场能减小，电场能增大，经过t＝eq \f(T,4)，电容器的电场能达到最大，磁场能达到最小，由t＝eq \f(T,4)，T＝2πeq \r(LC)，解得t＝eq \f(π,2)eq \r(LC)，C错误，D正确。]
13．AC [光敏电阻周围的环境照度增强，则R变小，电路总电阻变小，总电流增大，即电流表的示数变大，故A正确；因总电流增大，则电源内电压增大，故B错误；因电源内电压增大，则路端电压变小，则小灯泡L1两端电压变小，则小灯泡L1变暗，故L1能实现光控台灯的功能，故C正确；因总电流增大，小灯泡L1两端电压变小，则通过小灯泡L1电流变小，则通过小灯泡L2电流变大，则L2变亮，故L2不能实现光控台灯的功能，故D错误。]
14．BC [当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境中的温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，由此可知，警铃的接线柱C应与B相连，指示灯的接线柱D应与A相连，故A错误；由题图乙知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律可知电路中电流增大，则继电器的磁性增大，当线圈中的电流等于100 mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻为R总＝eq \f(U1,I)＝eq \f(3,0.1) Ω＝30 Ω，此时热敏电阻的阻值为Rt＝R总－R0＝30 Ω－20 Ω＝10 Ω，结合图线可知，此时环境温度大约为53℃，故B正确；若电源内阻不可忽略，当线圈中的电流等于100 mA时，热敏电阻的阻值将小于10 Ω，由图线可知，报警温度将变大，故C正确；要降低报警温度，则线圈中的电流等于100 mA时，热敏电阻阻值增大，由以上分析可知，应增大电源电压，故D错误。]
15．AD [在电热灭蚊器温度由初温升高到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度的升高而减小，其电阻也随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的电功率P增大，当t＝t1时，功率达到最大；在温度由 t1升高到 t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小，因此在t1～t2之间的某一温度会有产热功率等于散热功率，这时是保温状态，故A、D正确，B、C错误。]
16．(1)a (2)左 (3)线圈匝数过少、弹簧劲度系数太大或电源电动势太低
解析 (1)由题图乙知，温度高时，Rt的阻值较小，左边电路中的电流较大，电磁铁把触头吸到a处，要使报警器响铃，c应接在a处。
(2)要使启动报警的温度高些，即使热敏电阻的阻值更小时电磁铁才能吸动触头，所以滑动变阻器的阻值要变大，滑片P向左滑动。
(3)由题意知，电磁铁产生的吸引力太小，不能把触头吸过来，吸引力小的原因可能是左边电源电压太低、线圈匝数太少；另一种可能是弹簧的拉力太大，即弹簧劲度系数太大。
17．(1)6.28×10－4 s (2)减小 充电过程
解析 (1)由LC振荡电路的周期公式可得
T＝2πeq \r(LC)＝2×3.14×eq \r(2.5×10－3×4×10－6) s＝6.28×10－4 s
(2)因为t＝9.0×10－3 s≈14.33T，
而eq \f(T,4)＜0.33T＜eq \f(T,2)，
由电磁振荡的周期性知，当t＝9.0×10－3 s时，
LC电路中的电磁振荡正在第二个eq \f(T,4)的变化过程中。
t＝0时，电容器上电压最大，极板上电荷量最大，电路中电流为零，电路中电流随时间的变化规律如图所示：第一个eq \f(T,4)内，电容器放电，电流由零增至最大；第二个eq \f(T,4)内，电容器被反向充电，电流由最大减小至零。显然，在t＝9.0×10－3 s时，即在第二个eq \f(T,4)内，线圈中的电流在减小，电容器正处在反向充电过程中。