2024年高考物理小專題精選題特訓：電磁振蕩與電磁波

一、單選題

1.下列說法正確的是（）

A.紅外溫度計的工作原理是物體的溫度越高，發射的紅外線越強，有時物體溫度較低，不發射

紅外線，導致無法使用

B.紫外線的頻率比可見光低，醫學中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康

C.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，要把閉合電路變成開放電路

D.當接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產生的振蕩電流最弱

2.關于電磁波，下列說法正確的是（）

A.電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直

B.醫院里經常利用紅外線能摧毀病變細胞的作用對患者進行治療

C.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關

D.利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸

3.下列敘述中不符合物理學史實的有（）

A.法拉第提出用電場線描繪電場的分布，極大促進了人們對電磁現象的研究

B.麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，并通過實驗證實了電磁波的存在

C.安培提出的“分子電流假說”，揭示了磁現象的電本質

D.庫侖設計了“扭秤”，得到電荷間作用力與距離二次方成反比的規律

4.正在建設中的高能同步輻射光源，是我國第四代同步加速器光源，它是一種提供高性能X射線的

大科學裝置，發射的同步光基本覆蓋紅外光、可見光、紫外線、X射線等波段。與可見光相比，下列

關于X射線的說法中正確的是（）

A.同樣能使人的眼睛產生視覺效應

B.在真空中的波長更長

C.光子的能量更高

D.在真空中的傳播速度更大

5.如圖甲所示，LC電路中，已充電的平行板電容器兩極板水平放置，圖像（圖乙）表示電流隨

時間變化的圖像。已知在U0時刻，極板間有一帶負電的灰塵恰好靜止。在某段時間里，回路的磁場

能在減小，同時灰塵的加速度在增大，則這段時間對應圖像中哪一段（）

D.c?d

6.如圖甲所示，塑料制成的光滑細圓環水平固定放置，環上套一個帶正電的電荷量為q的小球（視

為質點）處于靜止狀態，磁感應強度大小為8的勻強磁場方向豎直向上，環面的面積為S；英國物理

學家麥克斯韋認為，變化的磁場會在周圍的空間激發出感生電場，如圖乙所示，空間存在豎直向上均

勻增加的勻強磁場，周圍產生的環形電場線從上向下看沿順時針，同一個圓周上的電場強度大小相等,

下列說法正確的是（

電場線

A.對甲圖，若磁場豎直向上均勻增加,則塑料圓環內部會產生感應電流

B.對甲圖，若磁場豎直向下均勻增加,從上向下看小球會沿順時針方向轉動

C.乙圖說明，任何磁場周圍都會產生電場，與閉合電路是否存在無關

D.對甲圖，若磁場方向豎直向上均勻增加的變化率為3則小球運動一周，電場力做的功為LSq

、多選題

7.如圖所示，甲、乙、丙、丁四幅圖摘自課本，下列說法正確的是（）

甲乙丙T

A.圖甲醬油的色素分子進入到蛋清內是擴散現象

B.圖乙燈焰在肥皂膜上形成條紋是光的干涉現象

C.圖丙電焊作業時發出耀眼的電焊弧光是紫外線

D.圖丁所示雪花形狀規則，說明雪花具有各向同性

8.下圖甲為超聲波懸浮儀，上方圓柱體中，高頻電信號（由圖乙電路產生）通過壓電陶瓷轉換成同

頻率的高頻聲信號，發出超聲波，下方圓柱體將接收到的超聲波信號反射回去。兩列超聲波信號疊加

后，會出現振幅幾乎為零的點——節點，在節點兩側聲波壓力的作用下，小水珠能在節點處附近保持

懸浮狀態，該情境可等效簡化為圖丙所示情形，圖丙為某時刻兩列超聲波的波形圖，P、。為波源，

該時刻尸、。波源產生的波形分別傳到了點M（15cm,0）和點N（0.5cm,0）,已知聲波傳播的速

度為340m/s,LC振蕩回路的振蕩周期為T=2萬辰，則下列說法正確的是（）

A.該超聲波懸浮儀是利用干涉原理，且發出的超聲波信號頻率為340Hz

B.兩列波疊加穩定后，波源尸、。之間小水珠共有9個懸浮點

C.小水珠在懸浮狀態點所受聲波壓力的合力豎直向下

D.要懸浮儀中的節點個數增加，可拔出圖乙線圈中的鐵芯

9.某人設計了如圖所示的裝置，用來檢測車輛是否超載。車輛底座上裝有電容器，電容器承受的壓

力隨車輛重力的增大而增大，且電容器兩板之間的距離隨壓力的增大而減小。電容器接在如圖甲所示

的電路上，將開關從。撥到6時，構成LC振蕩電路而向外輻射電磁波，再使用調諧電路來接收圖甲

振蕩電路中的電磁波，這樣就可通過測量乙中接收到的頻率而獲知甲中的發射頻率，以確定電容器的

電容C的值（L值已知），從而測量車輛重力。下列分析判斷正確的是（）

A.當裝置中的電源使用很久，電動勢減小時，頻率的測量值偏小

B.當裝置中的電源使用很久，電動勢減小時，頻率的測量值不變

C.車輛重力增大時，LC回路中電流的振蕩頻率變小

D.車輛重力增大時，LC回路中電流的振蕩頻率變大

10.甲圖ZC振蕩電路中電容器的電容為40*,乙圖為電容器的電荷量q隨時間/變化的圖像，f=0

時刻電容器的M板帶正電。下列說法中正確的是（）

A.甲圖中線圈的自感系數L=Q01H

B.0~4時間內，線圈的磁場能不斷增大

C.M、N之間的最大電壓為50V

D.彳~^時間內，電容器N板帶正電

三、實驗題

11.電流傳感器可以在電腦端記錄電流隨時間變化的圖線，探究實驗小組設計了如圖甲所示的實驗電

路，探究電容器在不同電路中的充放電現象。

—|傳感落~~I

J----T-bvs

甲

（1）第一次探究中先將開關接1,待電路穩定后再接2.探究電容器充電及通過電阻放電的電流規律。

①已知電流從右向左流過電流傳感器時，電流為正，則與本次實驗相符的7-f圖像是o

②從/-/圖像的面積可以計算得出電容器電荷量的大小。關于本次實驗探究，下列判斷正確的

是o

A.若只增大電阻箱R的阻值，電容器放電的時間將變短

B.若只增大電阻箱R的阻值，/-r圖像的面積將增大

C.在誤差允許的范圍內，放電和充電圖像的面積應大致相等

8

9

8-

-9

一-9

9-

-寸

一-9

-

寸-Z

--9

-0

7-

--9

-8

0-g

-

一-9

-g

8-

-工

9-

-K

寸-

-

Z-0

-g

0-

-8

-寸

7-

，-9

寸-t

?-

9-寸

-寸

--

8-與

,-

0-0

一-

-寸

，-

-8

^-G

-

，-9

寸-

一-E

，-

9-

T-公

-

8-

-0

一-E

，-

9—3

10.0

（2）第二次探究中，該同學先將開關接1給電容器充電，待電路穩定后再接3,探究LC振蕩電路的

電流變化規律。

③探究實驗小組得到的振蕩電路電流波形圖像，選取了開關接3之后的LC振蕩電流的部分圖像，如

圖乙所示，根據圖像中記錄的坐標信息可知，振蕩電路的周期7=s（結果保留兩位有效數

字）。

④如果使用電動勢更大的電源給電容器充電，則LC振蕩電路的頻率將（填“增大”、“減小”

或“不變”）。

四、解答題

12.如圖所示為倫琴射線管示意圖，K為陰極鴇絲，發射的電子初速度為零，A為對陰極（陽極），

當A、K之間加直流電壓U=30kV時，電子被加速打在對陰極A上，使之發出X射線，設電子的動

能全部轉化為倫琴射線（X射線的）能量。

（1）電子到達對陰極的速度多大？

（2）如果對陰極每吸收一個電子放出一個X射線光子，則當A、K之間的電流為10mA時，每秒鐘

從對陰極最多輻射出多少個X射線光子？（電子質量根=0.9lxlor。kg,電荷量e=1.6xl（Ti9c）

13.實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C=10-6F。在兩極板帶有一定電荷量時，發現一

帶負電的粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數L=10-4H的電感器，現連成如圖所示的電路,

試求：(重力加速度為g)

(1)求振蕩電路周期和S閉合瞬間電流的方向；(只填寫“順時針”或“逆時針”)

(2)從S閉合時開始計時，經過27rxi0-5s時，電容器內粉塵的加速度大小是多少；(假設此時粉塵

未到達極板)

(3)當粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大。(假設此時粉塵未到達極板)

14.如圖所示，線圈的自感系數0.2H,電容器的電容20〃/，電阻R的阻值3Q,電源電動勢1.5V,

內阻不計。閉合開關S,待電路達到穩定狀態后斷開開關S,LC電路中將產生電磁振蕩。如果規定線

圈中的電流方向從。到6為正，斷開開關的時刻占0。

(1)試求六。時，通過電感z的電流是多少？

(2)請畫出電感線圈中電流/隨時間t變化的圖像，并標明關鍵點的坐標值。

15.如下圖所示為某興趣小組為測試無線電發射器發出的電磁波頻率而設計的裝置示意圖。將無線電

發射器與兩個相距為d的天線相連，兩個天線同時向外發送相同的信號。信號接收器裝在小車上，小

車沿著與兩天線連線平行、距離為L的直軌道以速度v勻速運動。發現接收器接收到的信號有規律地

變化，時強時弱，相鄰兩次接收到最強信號的時間間隔為加，已知光在真空中的傳播速度為c,利用

上述信息確定無線電發射器發射的無線電波的頻率。

參考答案：

1.C

【詳解】A.紅外溫度計的工作原理是物體的溫度越高，發射的紅外線越強，物體溫度較低，仍然向

外發射紅外線，只是發射的強度減弱，故A錯誤；

B.紫外線的頻率比可見光高，醫學中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康，故B錯誤;

C.開放電路能夠使振蕩電路的能量有效地輻射出去，可知為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，

要把閉合電路變成開放電路，故C正確；

D.當接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時，叫做調諧，此時接收電路產生的振蕩電流

最強，故D錯誤。

故選C。

2.A

【詳解】A.電磁波是橫波，每一處的電場強度和磁場強度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直，

A正確；

B.醫院里經常利用/射線能摧毀病變細胞的作用對患者進行治療，B錯誤；

C.磁波在真空中的傳播速度都相同，與電磁波的頻率無關，C錯誤；

D.電磁波傳遞信號可以實現無線通信，電磁波也能通過電纜、光纜傳輸，D錯誤。

故選A?

3.B

【詳解】A.法拉第提出可以用電場線描繪電場的分布，極大地促進了人們對電磁現象的研究，A正

確，不符合題意；

B.麥克斯韋依據電磁場理論預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證明了電磁波的存在，B錯誤，符

合題意；

C.安培提出的“分子電流假說”，揭示了磁現象的電本質，C正確，不符合題意；

D.庫侖設計了“扭秤”，得到電荷間作用力與距離二次方成反比的規律，D正確，不符合題意。

故選Bo

4.C

【詳解】A.X射線的波長比可見光的波長短，不能使人的眼睛產生視覺效應，故A錯誤；

BC.X射線在真空中的波長更短，頻率較大，光子的能量更高，故B錯誤，C正確；

D.X射線屬于波長較短的電磁波，在真空中的傳播速度等于光速，故D錯誤。

故選C。

5.B

【詳解】由所示圖像可知，仁0時刻電路電流為0,電容器剛剛充電完畢，此時上極板帶正電。由圖

可知，。。段電路電流逐漸增加，磁場能增加，電容器放電；湖段電路電流減小，磁場能減少，電容

器充電，上極板帶負電，粒子受到的電場力方向向下，根據牛頓第二定律

mg+qE=max

可知灰塵的加速度在增大；歷段電路電流變大，磁場能增大，電容器放電；/段電路電流減小，磁

場能減少，電容器充電，上極板帶正電，粒子受到的電場力方向向上，根據牛頓第二定律

mg-qE=ma2

可知灰塵的加速度在減小。綜上所述，這段時間對應圖像中段。

故選Bo

6.D

【詳解】A.對甲圖，若磁場豎直向上均勻增加，則在金屬圓環上會產生感應電流，而塑料圓環不會

產生感應電流，A項錯誤；

B.對甲圖，若磁場豎直向下均勻增加，對比乙圖，塑料圓環上產生的環形電場線從上向下看沿逆時

針，則帶正電的小球受到沿逆時針方向的電場力，小球會沿逆時針方向轉動，B項錯誤；

C.乙圖說明，變化磁場的周圍會產生電場，與閉合電路是否存在無關，若磁場不變化，周圍不會產

生電場，C項錯誤；

D.由法拉第電磁感應定律可得均勻變化的磁場產生的感應電動勢為

E=2=kS

At

由電場力做功的定義

W=Uq

可得小球轉動一周，感生電場力對小球做的功為

W=Eq=kSq

D項正確。

故選Do

7.AB

【詳解】A.圖甲醬油的色素分子進入到蛋清內是擴散現象，選項A正確；

B.圖乙燈焰在肥皂膜上形成條紋是光的干涉現象，選項B正確；

C.紫外線為不可見光，所以眼睛看到的電焊弧光是可見光，故C錯誤；

D.圖丁所示雪花雖然形狀規則，但是不能說明雪花具有各向同性，選項D錯誤。

故選AB。

8.BD

【詳解】A.由丙圖可知超聲波的波長

A=lcm=0.01m

超聲波懸浮儀所發出的超聲波信號頻率為

/=y

A.

代入數據得

戶3.4x104Hz

故A錯誤；

B.波源尸、。振動步調相反，當波程差為波長的整數倍時，該點是振動減弱點，設波源P、。之間

某一點坐標為x,懸浮點為振動減弱點，滿足

|(2-x)-[.r-(-2.5)]|=|2x+0.5|=?2(”為自然數)

解得

x=±0.25、±0.75、±1.25、±1.75、-2.25

故兩列波疊加穩定后，波源P、。之間小水珠共有9個懸浮點，故B正確；

C.由平衡可知，小水珠在懸浮狀態點所受聲波壓力的合力豎直向上，故C錯誤；

D.拔出圖乙線圈中的鐵芯，LC振蕩回路的振蕩周期減小，超聲波頻率變大，波長變短，相同空間

距離內節點個數變多，故D正確。

故選BD。

9.BC

【詳解】AB.根據振蕩電路的振蕩頻率公式

L和C與電動勢無關，可知電動勢減小時，對頻率的測量值沒有影響，故A錯誤，B正確；

CD.根據電容的決定式。可知車輛重力增大時電容器兩板之間的距離減小，此時電容增大,

4兀kd

故回路中電流的振蕩頻率變小，故C正確，D錯誤。

故選BC?

10.BD

[詳解：]

A.根據題意，由乙圖可知

T=4^-xl0-3s

由公式T=2;rJZ^可得，線圈的自感系數為

T-

L=---=0.1H

故A錯誤；

B.根據題意，由乙圖可知04時間內，電荷量減小，電容器內電場能不斷減小，則線圈的磁場能不

斷增大，故B正確；

C.根據題意，由公式C=?可得，M、N之間的最大電壓為

外咤=5V

故C錯誤；

D.7=0時刻電容器的M板帶正電，f=4時刻電容器電荷量減小到0,則％L時間內，電容器N板

帶正電，故D正確。

故選BD。

11.AC9.2><10-3不變

【詳解】(1)[1]第一次探究過程為先給電容器充電，后電容器通過R放電，給電容器充電過程中電

流從右向左流過傳感器，即為正，由于充電后電容器上極板帶正電，電容器通過R放電時，電流從左

向右流過傳感器，即為負；

故選A?

[2"-f圖像的面積可以計算得出電容器電荷量的大小，則放電和充電圖像的面積應大致相等，若只增

大電阻箱R的阻值，電容器的電荷量不變，bf圖像的面積不變，若只增大電阻箱R的阻值，對電流

的阻礙作用變大，電容器放電的時間將變長；

故選Co

(2)[3]由圖乙可知

r=10.036-9.944^92xl0_3s

10

[4]由振蕩周期

T=2TT4LC

可知，如果使用電動勢更大的電源給電容器充電，則LC振蕩電路的周期不變，則頻率也不變。

12.(1)l.OxlO8m/s；(2)6.25x1016個

【詳解】(1)由動能定理，得

—mv2=eU

則

甌/2xl.6xl0-19x30xl03,?八心/

v=J------=J-----------------------------m/s?1.0xlOm/s

VmY0.91x10-3。

(2)每秒鐘從對陰極最多輻射出X射線光子數