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高考物理一轮复习 电磁振荡与电磁波
一．选择题（共10小题）
1．（2025 鼓楼区）量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是　　
A．量子就是粒子
B．隐身战机不向外辐射红外线
C．电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D．量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
2．（2025 镇海区）如图所示电路中，线圈的直流电阻可忽略不计。闭合开关，待电路达到稳定状态后断开开关，电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从到为正，则从断开开关开始线圈中电流随时间变化的图像是　　
A． B．
C． D．
3．（2025 香坊区校级四模）如图为理想振荡电路工作中的某时刻，电容器两极板间的场强的方向与线圈内的磁感应强度的方向如图所示，是电路中的一点。下列说法中正确的是　　
A．电路中的磁场能在增大 B．流过点的电流方向向右
C．电路中电流正在减小 D．电容器所带电荷量正在减少
4．（2025 海淀区）北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。
利用时间测距方法进行导航定位。时间测距是通过定位卫星与用户间发出信号和接受信号的时间差计算出用户与卫星间的距离，为了准确测定用户的三维空间坐标，这就至少需要3颗定位卫星。而要做到实时定位，需处理3颗卫星同一时间的信息，这就再需要一颗时间校准卫星。为了获得准确的时间信息，卫星中会搭载高精度的原子钟，目前中使用的氢原子钟由我国自主研制，其精度可达到3000万年的误差在1秒以内。
的空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三种轨道卫星组成的混合导航星座。同时，加入主控站、时间同步和监测站等若干地面站和用户终端实现导航。通常导航信号传输使用的是频率范围为的波段电磁波。
根据以上材料，下列说法正确的是　　
A．只需在时间校准卫星上搭载氢原子钟就可实现对用户实时定位
B．地球静止轨道卫星的质量、轨道半径必须一样
C．为尽可能减少障碍物对信号的遮挡，可更换为频率范围为的远红外线波段电磁波
D．左右的时间偏差会造成用户和卫星间的距离测量误差达到几米的量级
5．（2025 海淀区）关于电磁波，下列说法正确的是　　
A．射线在医院可用于对病房消毒杀菌
B．射线在工业上可用于检查金属部件内部有无裂缝
C．无线电波从空气进入水中后波速会变大
D．电磁通讯信号无法在真空中传输
6．（2025 金东区）某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。光把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是　　
A．若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡
B．若增大，则的值将减小
C．在时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向
D．在时间段，线圈中储存的磁场能在逐渐增大
7．（2025 泰州）微波炉是利用微波（高频电磁波）进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器，遇到金属炉壁会反射，遇到水和食物等会被吸收，并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况，造成该现象的主要原因是　　
A．电磁波在食物内部发生了干涉
B．电磁波在食物内部发生了折射
C．电磁波在食物表面发生了反射
D．电磁波经过食物时发生了衍射
8．（2025 道里区）振荡电路如图所示，已知、，开关断开时电容器极板间有一带负电油滴恰好处于静止状态，时将开关闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则　　
A．时，电容器上极板带负电荷
B．在的时间内电路电流减小
C．在的时间内磁场能不断增大
D．在的时间内电场能不断增大
9．（2025 海淀区校级三模）在经典核式结构模型中，氢原子的电子围绕原子核做圆周运动。经典的电磁理论表明电子做加速运动会发射电磁波，同时电子的轨道半径逐渐减小（假设电子的每一圈运动轨道可近似视为圆周），电磁波的发射功率可表示为（拉莫尔公式），其中为电子的加速度，为真空光速，为静电力常数，为电子电荷量。根据经典电磁理论，在电子落到原子核上之前，下列说法正确是　　
A．电磁波发射功率越来越小
B．电子的动能变化量大于电势能的变化量
C．电子发射的电磁波的波长越来越短
D．电子的物质波的波长越来越长
10．（2025 湖南）我国2016年在贵州落成启用的世界最大的口径球面射电望远镜如图所示，它被誉为“中国天眼”，它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是　　
A．电磁波可以在真空中传播
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．频率越高的电磁波，波长越长
D．电磁波不能传递信息和能量
二．多选题（共6小题）
11．（2025 中山市）在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是　　
A．此时电容器的电压正在增大
B．此时电场能正向磁场能转化
C．在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率减小
D．增大平行板电容器极板间的距离，振荡电路的频率减小
12．（2025 内江）如图，为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储罐中，电容可通过开关与电感或电源相连，当开关从拨到时，由电感和电容构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置下面说法正确的是　　
A．电源电动势越小，则振荡电流的频率越低
B．当电路中电流最大时，电容器两端的电压最小
C．开关拨向瞬间，电感的自感电动势为零
D．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低
13．（2025 青山湖区）图中为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储罐中，电容可通过开关与电感或电源相连。当开关从拨到时，由电感与电容构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是　　
A．储罐内的液面高度降低时电容器的电容减小
B．内电容器放电
C．内回路中磁场能逐渐转化为电场能
D．若电感线圈的自感系数变大，则回路振荡电流的频率将变小
14．（2025 青羊区）物理知识在生活生产中有广泛应用，下列说法正确的是　　
A．医学体检所使用的超检查利用了多普勒效应的原理
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制
C．纤维式内窥镜检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，利用了光的干涉的原理
D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好
E．人在沙漠上看到的蜃景是倒立的象，在海上蜃景是正立的像
15．（2025 台州二模）下列说法正确的是　　
A．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
B．在振荡电路中，当电流最大时，电容器储存的电场能最小
C．电磁波的波长越长，衍射越明显，有利于电磁波的发射和接收
D．降噪耳机通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来减噪
16．（2025 湖南）下图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，、为波源，该时刻、波源产生的波形分别传到了点和点，已知声波传播的速度为，振荡回路的振荡周期为，则下列说法正确的是　　
A．该超声波悬浮仪是利用干涉原理，且发出的超声波信号频率为
B．两列波叠加稳定后，波源、之间小水珠共有9个悬浮点
C．小水珠在悬浮状态点所受声波压力的合力竖直向下
D．要悬浮仪中的节点个数增加，可拔出图乙线圈中的铁芯
三．填空题（共4小题）
17．（2025 三明）1988年，德国物理学家赫兹对火花放电现象进行深入研究，第一次验证了电磁波的存在。一小组研究电磁振荡实验，图甲为时刻的电路状态，此时电容器正在 　　（选填“充电”或“放电” ；图乙为通过线圈的电流随时间变化的图像，时刻电场能正在 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” ；要增大振荡频率，可 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” 电容器的电容。
18．（2025 松江区校级三模）为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器置于储罐中，先将开关与相连，稳定后再将开关拨到，此时可测出由电感与电容构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知振荡电流的频率随电感、电容的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的回路振荡电流的频率将 　　（选填：增大；减小）不计电磁辐射损失，振荡回路的总能量将 　　（选填：增大；减小）。
19．（2025 长宁区二模）生活中电磁波的使用非常普遍，医院里常用 　　对病房和手术室进行消毒，飞机场常用 　　对行李进行安全检查。（选填“无线电波”、“红外线”、“紫外线”、“ 射线”、“ 射线”
20．（2022 河南二模）小嘉同学参加科技展时了解到，现今技术用于传输的电磁波信号频率更高，传播数据的带宽更大，则相对而言，技术所用电磁波波长更 　　（填长或短），绕过障碍物的能力更 　　（填强、弱）。小嘉同学还了解到，为接收信号，手机都应该有天线，天线的长度应与信号电磁波的波长成正比，最好为波长的到之间，以前的手机天线伸得很长，现在因为 　　，可以为了美观、方便，将手机天线做在了手机内部。
四．解答题（共5小题）
21．（2025 金山区）燃油汽车是常见的交通工具，它使用的能源是汽油。某燃油车从静止开始做匀加速直线运动，经后速度达到。
（1）汽油是能源中的不可再生能源。
①以下也属于不可再生能源的是 　　。
风能
水能
天然气
太阳能
②汽车行驶过程中，汽油的化学能转化为了汽车及环境的内能和汽车的 　　能。
（2）该汽车在加速过程中的加速度大小为 　　，内运动的距离为 　　。
（3）若汽车以的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为，求此时汽车受到的阻力大小。
（4）余老师驾驶汽车上下班。
①他使用北斗卫星导航系统导航，导航系统传递信息是利用 　　。
机械波
超声波
引力波
无线电波
②余老师家到学校的直线距离为，某次他驾驶汽车行驶了到学校，用时，则此次他的平均速度大小为 　　。
③如图，他上班左转通过某十字路口，路面水平，则提供汽车向心力的是 　　。
重力
弹力
摩擦力
④若他以匀速行驶，发现前方处路口交通信号灯是红灯，立即开始刹车做匀减速直线运动，到路口时恰好停止，则汽车减速的加速度大小约为 　　。
22．（2025 宝山区）微波炉是一种利用微波加热食物的现代化烹调灶具。微波炉由电源、磁控管、控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。
（1）微波炉加热食物时产生微波的器件是 　　，微波 　　（选择：．是、．不是）一种电磁波。
（2）有一台微波炉，它是通过电容屏来实现操作的。当手指接触到电容屏时，由于人体 　　（选择：．具有、．没有）电导性，手指与电容屏之间会形成一个等效电容。电容的定义式是 　　。
（3）能放在微波炉里进行键康、安全、有效加热的餐具有 　　。
．陶瓷餐具
．玻璃餐具
．常规塑料餐具
．金属餐具
（4）当微波辐射到食品上时，食品中的水分子（其中氧原子带有负电，氢原子带有正电）将随微波电场而运动，这种运动与相邻分子间相互作用而产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此食品的温度也就上升了。如图所示，一个水分子处在微波的匀强电场中，则其中氧原子所受电场力的方向 　　（选择：．向左、．向右），电场力的大小是其中一个氢原子所受电场力的 　　倍。
（5）如表为某品牌微波炉的技术参数，根据相关数据可知，该微波炉所用微波的波长为 　　（保留两位有效数字）。若用该微波炉加热食品，正常工作1分钟，微波炉消耗的电能为 　　。
额定电压额定电流
微波频率输出功率
内腔容积
23．（2025 重庆）电容电池具有无污染、寿命长、充电速度快等诸多优点而广泛应用。某同学想要用电流传感器探究电容电池特性，探究电路如图甲。
（1）第一次探究中，先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从上向下流过电流传感器时，电流为正，则电容器充放电过程中的和图像是 　　。
（2）第二次探究，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究振荡电路的电流变化规律。
①实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的振荡电流的部分图像，如图乙，根据图像中、点坐标可知，振荡电路的周期　　（结果保留两位有效数字）。
②如果使用电动势更小的电源给电容器充电，则振荡电路的频率将 　　（填“增大”、“减小”或“不变” 。
③已知电源电动势，测得充电过程图像的面积为，以及振荡电路的周期，可以得到电感线圈的电感表达式　　。（用测得的已知量表示）
24．（2022 海淀区校级三模）如图，对于劲度系数为的轻质弹簧和质量为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，为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，为瞬时速度。若将代入能量方程便可得振子简谐运动方程①式）。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。
（1）如图，摆长为、摆球质量为的单摆在、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（重力加速度取；很小时，有。
（2）如图谐振电路，电容大小为，电感大小为。现将开关由1掷到2位置。
．通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的图线（设回路中顺时针电流方向为正方向）。
简谐运动（弹簧振子） 电磁振荡电路）
振子质量 电感
任意时刻振子偏离平衡位置的位移 　　
瞬时速度 　　
振子动能 线圈磁场能
振子弹性势能 　　
．通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量随时间变化的方程，并类推出谐振电路周期公式。
25．（2022 东城区三模）类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：如图1所示光滑水平面上弹簧振子，钢球质量为、弹簧劲度系数为，建立如图1中所示的坐标轴。时，将钢球拉至处由静止释放，小钢球只在弹力作用下往复运动，此过程中弹性势能与钢球动能相互转化。
求时刻小钢球的加速度；
情境2：如图2所示为振荡电路，回路中电感线圈的自感系数为，电容器的电容为。
如图2所示，时闭合开关，此时电容器两极板带电量分别为、。忽略电磁辐射与回路电阻的热损耗，此后电路自由振荡。
求时刻电容器两极板间的电势差；
（2）在情境1中小球做简谐振动过程中位置随时间周期性变化，根据速度和加速度的定义和，可得加速度。设任意时刻钢球的位置坐标为时，由牛顿第二定律，将加速度代入化简可得，结合小球初始位置为，可得情景1钢球随时间变化的函数表达式：。
情境2中电容器左极板上的电荷随时间周期性变化，根据电流的定义，自感线圈的自感电动势大小，可得自感电动势大小。振荡电路中，任意时刻满足。
类比情境1，请写出情境2中电容器左极板电荷随时间变化的函数表达式，并求出振荡电路的振荡频率。
高考物理一轮复习 电磁振荡与电磁波
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 鼓楼区）量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是　　
A．量子就是粒子
B．隐身战机不向外辐射红外线
C．电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D．量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
【答案】
【考点】电磁波的波长、频率和波速的关系
【专题】定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力
【分析】量子是现代物理的重要概念；一切物体都在不停地向外辐射红外线；任何频率的电磁波在真空中的速度都相等；都是雷达发射电磁波的。
【解答】解：量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子，故错误；
任何物体都会向外发射红外线，故错误；
任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速，故正确；
依据题意，量子雷达仍采用发射经典态的电磁波，不是目标物体发射的电磁波，故错误。
故选：。
【点评】掌握量子的基本概念，知道任何物体都在不停的向外辐射红外线，所有的电磁波在真空中速度都等于光速，知道雷达的工作原理等，基础题。
2．（2025 镇海区）如图所示电路中，线圈的直流电阻可忽略不计。闭合开关，待电路达到稳定状态后断开开关，电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从到为正，则从断开开关开始线圈中电流随时间变化的图像是　　
A． B．
C． D．
【答案】
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理能力
【分析】对于电容器来说能通交流隔直流，可知接通达到稳定时，线圈内有电流而电容器上没有电流，断开后，结合线圈的自感作用与电容器的充电与放电的特性分析即可。
【解答】解：接通达到稳定时，线圈内有从流向的电流，结合题意可知，此时电流的方向为正方向；此时电容器上没有电流。当断开开关瞬间，沿正方向的电流要减小，而线圈产生的自感电动势会阻碍电流减少，则电流方向不变，大小在慢慢减小，同时对电容器充电；当电容器充电完毕时，电流为零。接着电容器放电，电流方向与之前相反，为负方向，大小在不断增大，直到电容器放电完毕后，电流反向最大；之后电容器与线圈组成的回路重复以上的过程中，在回路中形成电磁振荡，回路中出现余弦式电流。故正确，错误。
故选：。
【点评】本题关键明确振荡电路的电流是正弦式交变电流，由于自感线圈的作用，电流不能突变。
3．（2025 香坊区校级四模）如图为理想振荡电路工作中的某时刻，电容器两极板间的场强的方向与线圈内的磁感应强度的方向如图所示，是电路中的一点。下列说法中正确的是　　
A．电路中的磁场能在增大 B．流过点的电流方向向右
C．电路中电流正在减小 D．电容器所带电荷量正在减少
【答案】
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力
【分析】根据安培定则判断出电流方向，然后结合电容器中电场线的方向确定振荡电路是处于充电状态，据此可以分析电路中电流的方向、电场能的变化以及电容器所带电荷量的变化。
【解答】解：根据安培定则可以判断此时电路中通过点的电流方向为水平向左，因为电容器中电场线的方向是竖直向下的，所以上极板带正电，则此时是给电容器充电的过程，可知电流是减小的，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量是增加的，故正确，错误。
故选：。
【点评】能够根据安培定则和电场线的方向确定电路是处于充电过程是解题的关键。
4．（2025 海淀区）北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。
利用时间测距方法进行导航定位。时间测距是通过定位卫星与用户间发出信号和接受信号的时间差计算出用户与卫星间的距离，为了准确测定用户的三维空间坐标，这就至少需要3颗定位卫星。而要做到实时定位，需处理3颗卫星同一时间的信息，这就再需要一颗时间校准卫星。为了获得准确的时间信息，卫星中会搭载高精度的原子钟，目前中使用的氢原子钟由我国自主研制，其精度可达到3000万年的误差在1秒以内。
的空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三种轨道卫星组成的混合导航星座。同时，加入主控站、时间同步和监测站等若干地面站和用户终端实现导航。通常导航信号传输使用的是频率范围为的波段电磁波。
根据以上材料，下列说法正确的是　　
A．只需在时间校准卫星上搭载氢原子钟就可实现对用户实时定位
B．地球静止轨道卫星的质量、轨道半径必须一样
C．为尽可能减少障碍物对信号的遮挡，可更换为频率范围为的远红外线波段电磁波
D．左右的时间偏差会造成用户和卫星间的距离测量误差达到几米的量级
【答案】
【考点】一般卫星参数的计算；电磁波与信息化社会
【专题】电磁场理论和电磁波；推理能力；推理法；定量思想
【分析】根据题意结合卫星特点分析，地球静止轨道卫星的周期相同，轨道半径必须一样，根据波长与频率的关系分析，根据解得。
【解答】解：根据题意，在时间校准卫星上搭载氢原子钟且至少需要3颗定位卫星，才可实现对用户实时定位，故错误；
地球静止轨道卫星的周期相同，轨道半径必须一样，卫星的质量可以不同，故错误；
电磁波的波长越长，越容易发生衍射，能减少障碍物对信号的遮挡，根据
可知电磁波的波长越长，电磁波的频率越低，故为尽可能减少障碍物对信号的遮挡，不可更换为频率范围为的远红外线波段电磁波，故错误；
左右的时间偏差会造成用户和卫星间的距离测量误差约为
故正确。
故选：。
【点评】本题考查电磁波及卫星的特点，解题关键掌握地球静止轨道卫星的特点，注意电磁波频率与波长的关系。
5．（2025 海淀区）关于电磁波，下列说法正确的是　　
A．射线在医院可用于对病房消毒杀菌
B．射线在工业上可用于检查金属部件内部有无裂缝
C．无线电波从空气进入水中后波速会变大
D．电磁通讯信号无法在真空中传输
【答案】
【考点】射线的特点和应用；射线的特点和应用；电磁波的特点和性质（自身属性）；无线电波的特点和应用
【专题】电磁场理论和电磁波；归纳法；定性思想；理解能力
【分析】根据紫外线的作用分析；根据射线的作用分析；无线电波从空气进入水中后波速会变小；所有的电磁波都可以在真空中传播。
【解答】解：、紫外线具有杀菌消毒的作用，医院常用紫外线对病房消毒杀菌，故错误；
、射线的穿透能力最强，在工业上常用射线检查金属部件内部有无裂缝，故正确；
、无线电波从空气进入水中后波速会变小，故错误；
、所有的电磁波都可以在真空中传播，故错误。
故选：。
【点评】熟练掌握紫外线、红外线、射线和射线的特点及作用是解题的基础。
6．（2025 金东区）某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。光把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是　　
A．若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡
B．若增大，则的值将减小
C．在时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向
D．在时间段，线圈中储存的磁场能在逐渐增大
【答案】
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】电磁感应与电路结合；定性思想；推理能力；推理法
【分析】振幅逐渐减小的主要原因是电路向外辐射电磁波；根据电容器的充放电过程的电压随电荷量变化的特点分析判断。
【解答】解：电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个分别是电路向外辐射电磁波，和电路本身的发热转化为内能，若电路中的电阻忽略不计，电路仍向外辐射电磁波，电压随时间做减幅振荡，故错误；
若增大，根据电磁振荡的周期公式，可知电路的振荡周期增大，则 增大，故错误；
在时间段，电容器两端的电压为正且在增大，电容器处于正向充电，电流方向为图甲中的顺时针方向，故错误；
在 时间段，电容器两端的电压为正且在减小，电容器处于正向放电，电场能在减小，由能量守恒定律可知，线圈中的磁场能正逐渐增大，故正确。
故选：。
【点评】本题需要熟练掌握电磁振荡过程，分析清楚图象是正确解题的关键，注意区分等幅振荡与阻尼振荡。
7．（2025 泰州）微波炉是利用微波（高频电磁波）进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器，遇到金属炉壁会反射，遇到水和食物等会被吸收，并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况，造成该现象的主要原因是　　
A．电磁波在食物内部发生了干涉
B．电磁波在食物内部发生了折射
C．电磁波在食物表面发生了反射
D．电磁波经过食物时发生了衍射
【答案】
【考点】电磁波与信息化社会
【专题】电磁场理论和电磁波；理解能力；学科综合题；应用题；推理法；定性思想
【分析】微波炉利用电磁波工作，两列或几列电磁波在空间相遇时相互叠加，可能出现干涉现象，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。
【解答】解：干涉现象是指两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。造成微波炉加热食物时出现受热不均的情况的主要原因是电磁波的干涉现象，在加强区和减弱区受热不均匀。故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查微波炉的工作原理及光的干涉现象，难度较低。
8．（2025 道里区）振荡电路如图所示，已知、，开关断开时电容器极板间有一带负电油滴恰好处于静止状态，时将开关闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则　　
A．时，电容器上极板带负电荷
B．在的时间内电路电流减小
C．在的时间内磁场能不断增大
D．在的时间内电场能不断增大
【答案】
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】推理法；推理能力；电磁感应与电路结合；定量思想
【分析】根据共点力平衡条件分析判断；根据振荡周期公式得出周期的大小，从而分析出不同时刻的电流大小及电场能和磁场能的变化。
【解答】解：开关断开时，带负电油滴恰好处于静止状态，由共点力平衡条件可知，带电油滴受的电场力竖直向上，由于油滴带负电，电场线方向下，所以开关断开时，电容器上极板带正电荷，故错误；
回路的振荡周期为
代入数据得：
在的时间内，即在时间内，电容器处于放电过程，电路中的电流逐渐增大，故错误；
在的时间内，即在时间内，电容器逆时针方向向充电，电路中的电流逐渐减小，磁场能不断减小，故错误；
在的时间内，即在时间内，电容器顺时针方向向充电，电容器两极板的电压增大，电场变强，电场能不断增大，故正确。
故选：。
【点评】本题主要考查了振荡电路的相关应用，熟悉振荡周期的公式，掌握并会分析电路产生电磁振荡时电路中的电流、电容器极板所带的电荷量随时间周期性变化规律。
9．（2025 海淀区校级三模）在经典核式结构模型中，氢原子的电子围绕原子核做圆周运动。经典的电磁理论表明电子做加速运动会发射电磁波，同时电子的轨道半径逐渐减小（假设电子的每一圈运动轨道可近似视为圆周），电磁波的发射功率可表示为（拉莫尔公式），其中为电子的加速度，为真空光速，为静电力常数，为电子电荷量。根据经典电磁理论，在电子落到原子核上之前，下列说法正确是　　
A．电磁波发射功率越来越小
B．电子的动能变化量大于电势能的变化量
C．电子发射的电磁波的波长越来越短
D．电子的物质波的波长越来越长
【答案】
【考点】电磁波的发射和接收
【专题】推理法；电磁场理论和电磁波；定性思想；推理能力
【分析】先根据库仑定律分析电子受到的库仑力的变化，再根据牛顿第二定律分析电子的加速度的变化，最后根据拉莫尔公式分析电磁波发射功率的变化；电磁波发射功率逐渐增大，发射的电磁波的频率也逐渐增大，根据分析波长的变化；现根据电场力做功情况 分析电势能和动能的变化，再根据能量守恒定律分析电子的动能变化量与电势能的变化量的关系；电子的轨道半径逐渐减小，电子的速度越来越大，动量也越来越大，根据德布罗意波长公式分析电子的物质波的波长的变化。
【解答】解：电子的轨道半径逐渐减小，由库仑定律可知，电子受到的库仑力增加，由牛顿第二定律知，电子的加速度逐渐增大，根据拉莫尔公式可知，电磁波发射功率逐渐增大，发射的电磁波的频率也逐渐增大，根据可知，波长越来越短，故错误，正确。
电子的轨道半径逐渐减小，电场力做正功，电势能减小，动能增大，电子还要向外辐射能量，根据能量守恒定律可知，电子的动能变化量小于电势能的变化量，故错误；
电子的轨道半径逐渐减小，电子的速度越来越大，动量也越来越大，根据德布罗意波长公式可知，电子的物质波的波长越来越短，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了经典的电磁理论，注意物理知识和规律的综合运用，注意掌握能量守恒定律的应用。
10．（2025 湖南）我国2016年在贵州落成启用的世界最大的口径球面射电望远镜如图所示，它被誉为“中国天眼”，它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是　　
A．电磁波可以在真空中传播
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．频率越高的电磁波，波长越长
D．电磁波不能传递信息和能量
【答案】
【考点】电磁波的发射和接收
【专题】推理法；定性思想；电磁场理论和电磁波；推理能力
【分析】根据电磁波传播不需要介质，赫兹是最早用实验证实电磁波存在，以及公式和电磁波的特点分析求解。
【解答】解：．电磁波传播不需要介质，故可以在真空中传播，故正确；
．赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，故错误；
．由知，频率越高的电磁波，波长越短，故错误；
．电磁波可以传递信息和能量，比如手机收到的信号就是电磁波传播，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了电磁波的相关知识，理解电磁波的特点是解决此类问题的关键。
二．多选题（共6小题）
11．（2025 中山市）在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是　　
A．此时电容器的电压正在增大
B．此时电场能正向磁场能转化
C．在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率减小
D．增大平行板电容器极板间的距离，振荡电路的频率减小
【答案】
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力
【分析】由图示磁场方向，根据安培定则判断出电路电流方向，结合电容器两极板间的电场方向，判断振荡过程处于什么阶段；然后根据电磁振荡特点分析答题。
【解答】解：．由安培定则可知，线中的电流方向从上往下看为逆时针，而电容器上极板带正电，此时电容器正在放电，电容器两端的电压正在减小，故错误；
．由于电容器正在放电，电场能减小，由能量守恒定律知，线圈磁场能增大，故电场能正在转化为磁场能，故正确；
．在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，根据可知，电路的振荡频率减小，故正确；
．增大平行板电容器极板间的距离，根据可知，电容器的电容减小，由可知，振荡电路的频率增大，故错误。
故选：。
【点评】本题考查电磁振荡的基本过程，根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键。
12．（2025 内江）如图，为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储罐中，电容可通过开关与电感或电源相连，当开关从拨到时，由电感和电容构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置下面说法正确的是　　
A．电源电动势越小，则振荡电流的频率越低
B．当电路中电流最大时，电容器两端的电压最小
C．开关拨向瞬间，电感的自感电动势为零
D．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低
【答案】
【考点】电磁振荡的周期和频率的计算
【专题】定量思想；归纳法；理解能力；电磁场理论和电磁波
【分析】根据振荡电流的频率公式分析；电流最大时，电容器放电完毕；刚开始放电时，电流最小，电流变化率最大；根据电容的决定式分析。
【解答】解：．根据振荡电流的频率公式可知，振荡频率与电源电动势无关，故错误；
．当电路中电流最大时，电容器放电完毕，此时电容器两端电压最小，故正确；
．开关拨向瞬间，电流最小，电流变化率最大，即此时电感的自感电动势为最大，故错误；
．检测到振荡电流的频率增加，说明电容器的电容减小，根据可知，可知减小，即液面高度在降低，故正确；
故选：。
【点评】掌握振荡电路的频率公式和电容的决定式是解题的基础。
13．（2025 青山湖区）图中为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储罐中，电容可通过开关与电感或电源相连。当开关从拨到时，由电感与电容构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是　　
A．储罐内的液面高度降低时电容器的电容减小
B．内电容器放电
C．内回路中磁场能逐渐转化为电场能
D．若电感线圈的自感系数变大，则回路振荡电流的频率将变小
【答案】
【考点】电磁振荡及过程分析；电磁振荡的图像问题；电磁振荡的周期和频率的影响因素
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理能力
【分析】当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据振荡周期分析，根据回路的特点分析，据振荡周期公式，可知回路的振荡频率变化。
【解答】解：．根据，储罐内的液面高度降低时减小，电容器的电容减小，故正确；
．时间内，电流减小，磁场减弱，磁场能减小，电场能增大，电容器充电，故错误；
．时间内，电流增大，磁场增强，磁场能增大，电场能减小，回路中电场能逐渐转化为磁场能，故错误；
．根据，若电感线圈的自感系数变大，则回路振荡电流的频率将变小，故正确。
故选：。
【点评】本题考查电磁振荡，学生需掌握振荡电路的基本原理及规律。
14．（2025 青羊区）物理知识在生活生产中有广泛应用，下列说法正确的是　　
A．医学体检所使用的超检查利用了多普勒效应的原理
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制
C．纤维式内窥镜检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，利用了光的干涉的原理
D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好
E．人在沙漠上看到的蜃景是倒立的象，在海上蜃景是正立的像
【答案】
【考点】电磁波与信息化社会
【专题】推理法；定性思想；电磁场理论和电磁波；理解能力
【分析】医学体检所使用的超检查利用了多普勒效应的原理；根据调制定义分析；内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理；根据雷达的特点分析；根据光的全反射现象分析。
【解答】解：医学体检所使用的超检查，是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故正确；
在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，故正确；
纤维式内窥镜检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射的原理，故错误；
雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好，故正确；
在沙漠上方，越靠近沙漠的空气温度越高，所以在沙漠上方会发生全反射现象，则在沙漠上看到的蜃景是正立的象，而在海上是越靠近海面空气的密度越小，在海面上发生全反射现象，所以在海上蜃景是倒立的像，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了多普勒效应、调制、全反射以及雷达的应用，会对生活中光现象用物理知识去解释是关键。
15．（2025 台州二模）下列说法正确的是　　
A．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
B．在振荡电路中，当电流最大时，电容器储存的电场能最小
C．电磁波的波长越长，衍射越明显，有利于电磁波的发射和接收
D．降噪耳机通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来减噪
【答案】
【考点】波的衍射现象实例；电磁振荡及过程分析；波发生稳定干涉的条件
【专题】理解能力；电磁场理论和电磁波；归纳法；定性思想
【分析】物理规律在不同的惯性参考系中的形式是相同的；在振荡电路中，当电流最大时，磁场能最大；电磁波的波长越长，衍射越明显，不利于电磁波的发射和接收；根据波的干涉条件分析。
【解答】解：根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是相同的，故错误；
在振荡电路中，当电流最大时，磁场能最大，电容器储存的电场能最小，故正确；
电磁波的波长越长，衍射越明显，不利于电磁波的发射和接收，故错误；
降噪耳机通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来减噪，故正确。
故选：。
【点评】要知道发射电磁波的条件需要满足两个，一个是开放电路，一个是电磁波的频率足够大。
16．（2025 湖南）下图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，、为波源，该时刻、波源产生的波形分别传到了点和点，已知声波传播的速度为，振荡回路的振荡周期为，则下列说法正确的是　　
A．该超声波悬浮仪是利用干涉原理，且发出的超声波信号频率为
B．两列波叠加稳定后，波源、之间小水珠共有9个悬浮点
C．小水珠在悬浮状态点所受声波压力的合力竖直向下
D．要悬浮仪中的节点个数增加，可拔出图乙线圈中的铁芯
【答案】
【考点】机械波的图像问题；电磁振荡及过程分析；波的叠加；波发生稳定干涉的条件；波长、频率和波速的关系
【专题】简谐运动专题；定量思想；推理法；分析综合能力
【分析】根据频率、波速、波长的关系求超声波的频率；判断点是否是加强或减弱点，从而决定小水珠是否浮起；根据电磁振动的频率公式判断波长的变化，从而决定节点的增减；根据小水珠悬浮时的受力情况，确定受超声波的压力方向；质点不随波迁移，只在平衡位置附近振动。
【解答】解：．由丙图可知超声波的波长超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为：
代入数据得：，故错误；
．由丙图可知，波源、振动步调相反，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源、之间某一点坐标为，悬浮点为振动减弱点，满足
为自然数）
解得：、、、、故两列波叠加稳定后，波源、之间小水珠共有9个悬浮点，故正确；
．小水珠受到重力和声波压力，由共点力平衡条件可知，小水珠在悬浮状态点所受声波压力的合力竖直向上，故错误；
．拔出图乙线圈中的铁芯，振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故正确。
故选：。
【点评】本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波在不同方向上的运动特点，结合波的叠加原理即可完成分析。
三．填空题（共4小题）
17．（2025 三明）1988年，德国物理学家赫兹对火花放电现象进行深入研究，第一次验证了电磁波的存在。一小组研究电磁振荡实验，图甲为时刻的电路状态，此时电容器正在 　充电　（选填“充电”或“放电” ；图乙为通过线圈的电流随时间变化的图像，时刻电场能正在 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” ；要增大振荡频率，可 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” 电容器的电容。
【答案】充电；增大；减小。
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力
【分析】电容器充电过程电路电流减小，电容器所带电荷量增加，电场能增加，根据图乙所示图像分析清楚电磁振荡过程，根据振荡频率的公式分析解答。
【解答】解：图甲中时刻，电流沿逆时针方向，电容器的上极板带正电，电荷流向极板，所以此时电容器正在充电；图乙中根据电流随时间变化的图像可知，时刻通过线圈的电流正在减小，磁场能在减小，根据能量守恒定律可知，电场能在增大；根据振荡频率的公式可知，减小电容器的电容，可以使振荡频率增大。
故答案为：充电；增大；减小。
【点评】解决本题的关键知道在振荡电路中，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，理会根据振荡频率的公式分析问题。
18．（2025 松江区校级三模）为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器置于储罐中，先将开关与相连，稳定后再将开关拨到，此时可测出由电感与电容构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知振荡电流的频率随电感、电容的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的回路振荡电流的频率将 　　（选填：增大；减小）不计电磁辐射损失，振荡回路的总能量将 　　（选填：增大；减小）。
【答案】，。
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】归纳法；定性思想；电磁场理论和电磁波；理解能力
【分析】不导电的液面降低，介电常数减小，根据电容器的电容决定式分析电容的变化，进而根据振荡电路的频率公式判断频率的变化；在振荡电流的变化过程中有电能不断的转化为内能。
【解答】解：若储罐内的液面高度降低，相当于电容器两板间的电介质减少，介电常数减小，根据可知，电容器的电容减小，根据可知，振荡电路的频率增大。在电流不断变化的过程中，导线有电阻，会有电能转化为内能，所以振荡回路的总能量减小。
故答案为：，。
【点评】熟练掌握电容器电容的决定式和振荡电路的频率公式是解题的基础。
19．（2025 长宁区二模）生活中电磁波的使用非常普遍，医院里常用 　紫外线　对病房和手术室进行消毒，飞机场常用 　　对行李进行安全检查。（选填“无线电波”、“红外线”、“紫外线”、“ 射线”、“ 射线”
【答案】紫外线，射线。
【考点】紫外线的特点和应用；射线的特点和应用
【专题】定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力
【分析】明确电磁波谱中各电磁波的性质以及应用即可正确解答。
【解答】解：由于紫外线具有很强的化学效应，所以医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒；由于射线具有较强的穿透能力，所以飞机场常用射线对行李进行安全检查。
故答案为：紫外线，射线。
【点评】本题主要考查了无线电波和紫外线的作用，只要同学们能记住各利电磁波的特征，题目就迎刃而解了。
20．（2022 河南二模）小嘉同学参加科技展时了解到，现今技术用于传输的电磁波信号频率更高，传播数据的带宽更大，则相对而言，技术所用电磁波波长更 　短　（填长或短），绕过障碍物的能力更 　　（填强、弱）。小嘉同学还了解到，为接收信号，手机都应该有天线，天线的长度应与信号电磁波的波长成正比，最好为波长的到之间，以前的手机天线伸得很长，现在因为 　　，可以为了美观、方便，将手机天线做在了手机内部。
【答案】短；弱；波长更短导致天线更短。
【考点】电磁波的发射、传播和接收
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；分析综合能力
【分析】由频率和波长的关系，以及与衍射现象的关系进行分析。
【解答】解：根据波长和频率的关系式可得：，可知，频率越高，波长越短，故技术所用电磁波波长更短；
已知频率越高，波长越短，则波的衍射现象更不明显，绕过障碍物的能力更弱；
由于天线的长度和电磁波的波长成正比，电磁波此时波长变短，故天线长度也将变短；
故答案为：短；弱；波长更短导致天线更短。
【点评】本题主要考查了频率和波长的关系，以及与衍射现象的关系，解题关键在于波长与频率为反比关系，频率越高，波长越短。
四．解答题（共5小题）
21．（2025 金山区）燃油汽车是常见的交通工具，它使用的能源是汽油。某燃油车从静止开始做匀加速直线运动，经后速度达到。
（1）汽油是能源中的不可再生能源。
①以下也属于不可再生能源的是 　　。
风能
水能
天然气
太阳能
②汽车行驶过程中，汽油的化学能转化为了汽车及环境的内能和汽车的 　　能。
（2）该汽车在加速过程中的加速度大小为 　　，内运动的距离为 　　。
（3）若汽车以的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为，求此时汽车受到的阻力大小。
（4）余老师驾驶汽车上下班。
①他使用北斗卫星导航系统导航，导航系统传递信息是利用 　　。
机械波
超声波
引力波
无线电波
②余老师家到学校的直线距离为，某次他驾驶汽车行驶了到学校，用时，则此次他的平均速度大小为 　　。
③如图，他上班左转通过某十字路口，路面水平，则提供汽车向心力的是 　　。
重力
弹力
摩擦力
④若他以匀速行驶，发现前方处路口交通信号灯是红灯，立即开始刹车做匀减速直线运动，到路口时恰好停止，则汽车减速的加速度大小约为 　　。
【答案】（1）①；②机械能；（2）4，50；（4）①；②10；③；④。
【考点】匀变速直线运动速度与位移的关系；能源的分类与应用；功率的定义、物理意义和计算式的推导；平均速度（定义式方向）；匀变速直线运动速度与时间的关系；向心力的来源分析；无线电波的特点和应用
【专题】直线运动规律专题；定量思想；推理法；匀速圆周运动专题；推理能力
【分析】（1）①不可再生能源是指不能短时间内从自然界得到补充，根据自然资源的种类进行分类判断；
②根据汽车使用汽油工作过程中的能量转化和守恒情况进行解答；
（2）根据匀变速直线运动中加速度的计算公式和位移公式进行列式求解；
（3）根据汽车做匀速直线运动的条件对应功率公式代入数据求解阻力大小；
（4）①根据卫星导航系统利用无线电波传输信号的原理进行分析；
②根据平均速度的定义式列式求解；
③根据向心力的来源分析解答；
④根据匀变速直线运动的推论列式求解加速度大小。
【解答】解：（1）①根据资源的种类进行划分，只有天然气属于不能重复利用的资源，属于不可再生资源，故错误，正确；故选：；
②汽车在行驶过程中，汽车的动能改变了，所以汽油的化学能也转化成了机械能；
（2）速度，根据加速度的公式，根据匀变速直线运动的公式，内运动的距离；
（3）已知，匀速行驶时，汽车的牵引力和阻力大小相等，当输出功率约为，此时汽车受到的阻力大小；
（4）①根据汽车导航是利用北斗卫星完成的，和汽车间的信息传输是利用无线电波进行，故错误，正确；故选：。
②根据平均速度的定义是有；
③在水平公路上转弯时，能够充当向心力的只能是地面提供的摩擦力，故错误，正确；故选：；
④汽车的初速度大小为，末速度为0，刹车时位移大小为，根据匀变速直线运动公式，加速度大小为，故正确，错误；故选：。
故答案为：（1）①；②机械能；（2）4，50；（4）①；②10；③；④。
【点评】考查能量转化和守恒思想，向心力的问题和匀变速直线运动的基本规律等，会根据题意进行准确分析和解答。
22．（2025 宝山区）微波炉是一种利用微波加热食物的现代化烹调灶具。微波炉由电源、磁控管、控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。
（1）微波炉加热食物时产生微波的器件是 　磁控管　，微波 　　（选择：．是、．不是）一种电磁波。
（2）有一台微波炉，它是通过电容屏来实现操作的。当手指接触到电容屏时，由于人体 　　（选择：．具有、．没有）电导性，手指与电容屏之间会形成一个等效电容。电容的定义式是 　　。
（3）能放在微波炉里进行键康、安全、有效加热的餐具有 　　。
．陶瓷餐具
．玻璃餐具
．常规塑料餐具
．金属餐具
（4）当微波辐射到食品上时，食品中的水分子（其中氧原子带有负电，氢原子带有正电）将随微波电场而运动，这种运动与相邻分子间相互作用而产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此食品的温度也就上升了。如图所示，一个水分子处在微波的匀强电场中，则其中氧原子所受电场力的方向 　　（选择：．向左、．向右），电场力的大小是其中一个氢原子所受电场力的 　　倍。
（5）如表为某品牌微波炉的技术参数，根据相关数据可知，该微波炉所用微波的波长为 　　（保留两位有效数字）。若用该微波炉加热食品，正常工作1分钟，微波炉消耗的电能为 　　。
额定电压额定电流
微波频率输出功率
内腔容积
【答案】（1）磁控管、；
（2），；
（3）
（4）、2；
（5）0.12、。
【考点】电场强度与电场力的关系和计算；电磁波与信息化社会
【分析】本题给定一定背景材料，利用所学内容以及材料所给信息可以进行综合分析答题。
第（1）题须结合题干给出材料进行分析；
第（2）题考查电容器的结构以及电容定义式；
第（3）题利用所学知识运用到现实生活情境中进行分析求解；
第（4）题结合电场知识进行分析和解答；
第（5）题最后一问须根据题干给出信息、结合波长与光速的公式以及电功率相关公式进行分析和回答。
【解答】解：（1）根据题干信息“磁控管在电源激励下，连续产生微波”可知，微波炉加热食物时产生微波的器件是磁控管；微波是指频率为的电磁波，故“微波”是电磁波的一种；
（2）电容屏原理：当手指触摸电容屏的表面时，由于人体也具有电导性，手指与导体层之间被玻璃绝缘层隔开，形成一个电容。电容的定义式是；
（3）微波炉的工作原理：食物中含有水分，水的分子是极性分子，当水分子遇上电场时，它会调整自己的方向，一旦电场转动起来，水分子也会跟着转，就好像摩擦生热一样，水分子的这种运动就产生了热量，从而把食物加热。所以用微波炉加热食物时，要选择非金属容器，金属容器在通电后会产生涡流，不但会损伤炉体还不能加热食物。
、陶瓷餐具属于非金属容器，能放在微波炉里进行健康、安全、有效加热，故正确；
、玻璃餐具属于非金属容器，能放在微波炉里进行健康、安全、有效加热，故正确；
、常规塑料餐具在高温时会释放有害物质，不能放在微波炉里进行健康、安全、有效加热，故错误；
、金属餐具在通电后会产生涡流，不但会损伤炉体还不能加热食物，不能放在微波炉里进行加热，故错误；
（4）根据题目描述，微波电场中的水分子，氧原子带负电，氢原子带正电。电场方向为从左向右方向）。电场力的方向对于带正电的氢原子来说，将会是沿着电场方向（即向右），而带负电的氧原子受电场力的方向是相反的（即向左）。因此，氧原子受电场力的方向是向左。由于一个水分子有两个氢原子，并且每个氢原子带正电，电场力的大小对于每个氢原子是相同的，因此电场力的总大小是其中一个氢原子所受电场力的2倍；
（5）从表格得到频率为，输出功率，额定电压，额定电流
根据，代入数据计算可得该微波炉波长为；
电功率为，
加热食品一分钟，消耗的电能；
故答案为：
（1）磁控管、；
（2），；
（3）
（4）、2；
（5）0.12、。
【点评】本题考查学生的综合分析能力，以微波炉为例，综合考察学生电场知识、电容器相关知识以及光学知识，考察内容较为综合，难度适中。
23．（2025 重庆）电容电池具有无污染、寿命长、充电速度快等诸多优点而广泛应用。某同学想要用电流传感器探究电容电池特性，探究电路如图甲。
（1）第一次探究中，先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从上向下流过电流传感器时，电流为正，则电容器充放电过程中的和图像是 　　。
（2）第二次探究，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究振荡电路的电流变化规律。
①实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的振荡电流的部分图像，如图乙，根据图像中、点坐标可知，振荡电路的周期　　（结果保留两位有效数字）。
②如果使用电动势更小的电源给电容器充电，则振荡电路的频率将 　　（填“增大”、“减小”或“不变” 。
③已知电源电动势，测得充电过程图像的面积为，以及振荡电路的周期，可以得到电感线圈的电感表达式　　。（用测得的已知量表示）
【答案】（1）；（2）0.0092；不变；。
【考点】电磁振荡及过程分析
【专题】定量思想；实验能力；实验分析法；实验题；实验探究题；电磁场理论和电磁波
【分析】（1）①结合题设和电容器充放电的特点逐一分析即可判断；
②根据电容器稳定时所带电荷量表达式得出充放电过程通过回路的电荷量 情况，结合电流定义式得出图像所围面积的含义可分析出充放电图像面积关系，分析出增大电阻箱阻值电流变化情况，从而得出充放电过程中电流及电压随时间变化情况即可判断；
（2）③根据图像结合周期性得出振荡电路的周期；
④根据振荡回路的周期公式和周期与频率关系分析即可解题；
⑤结合前面分析和题设计算出电容器的电容，结合振荡回路的周期公式得出电感线圈的电感。
【解答】解：（1）、第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过放电，给电容器充电过程中电流从上向下流过传感器，即为正，由于充电后电容器右极板带正电，电容器通过放电时，电流从下向上流过传感器，即为负，故错误，正确；
、给电容器充电和电容器放电，通过电压传感器的电流方向均为从右向左，都为正，故错误，正确。
故选：。
（2）由图乙可知：
由振荡周期：可知，如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则振荡电路的周期不变，则频率也不变。
充电过程图像的面积为，则有：
可得：
振荡周期为：
联立可得：。
故答案为：（1）；（2）0.0092；不变；。
【点评】本题考查观察电容器的充放电实验，涉及振荡回路知识，熟悉实验原理是解题的关键。
24．（2022 海淀区校级三模）如图，对于劲度系数为的轻质弹簧和质量为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，为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，为瞬时速度。若将代入能量方程便可得振子简谐运动方程①式）。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。
（1）如图，摆长为、摆球质量为的单摆在、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（重力加速度取；很小时，有。
（2）如图谐振电路，电容大小为，电感大小为。现将开关由1掷到2位置。
．通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的图线（设回路中顺时针电流方向为正方向）。
简谐运动（弹簧振子） 电磁振荡电路）
振子质量 电感
任意时刻振子偏离平衡位置的位移 　电容器电荷量　
瞬时速度 　　
振子动能 线圈磁场能
振子弹性势能 　　
．通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量随时间变化的方程，并类推出谐振电路周期公式。
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【考点】简谐运动的回复力；电磁振荡及过程分析；简谐运动的概念；单摆及单摆的条件
【专题】推理能力；简谐运动专题；推理法；定性思想
【分析】（1）根据单摆的能量公式结合数学知识完成分析；
（2）用类比的方法得出电磁振荡的相关知识，结合简谐运动的周期公式完成分析。
【解答】解：（1）单摆的能量方程为
在很小的时候
又
将代入能量方程可得单摆简谐运动方程为：
由此可得单摆的振动系数为
所以单摆的周期为
（2）、类比简谐运动中一些状态描述参量的变化规律可得：
如上述的表格所示。
、类似简谐运动的能量变化规律
可得电容电量随时间变化的方程为
可知
则谐振电路周期公式为
故答案为：（1）见解析；（2）见解析
【点评】本题中主要考查了简谐运动的回复力和能量的关系，需要学生理解类比法的应用，对学生的学习对比能力有一定的要求。
25．（2022 东城区三模）类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：如图1所示光滑水平面上弹簧振子，钢球质量为、弹簧劲度系数为，建立如图1中所示的坐标轴。时，将钢球拉至处由静止释放，小钢球只在弹力作用下往复运动，此过程中弹性势能与钢球动能相互转化。
求时刻小钢球的加速度；
情境2：如图2所示为振荡电路，回路中电感线圈的自感系数为，电容器的电容为。
如图2所示，时闭合开关，此时电容器两极板带电量分别为、。忽略电磁辐射与回路电阻的热损耗，此后电路自由振荡。
求时刻电容器两极板间的电势差；
（2）在情境1中小球做简谐振动过程中位置随时间周期性变化，根据速度和加速度的定义和，可得加速度。设任意时刻钢球的位置坐标为时，由牛顿第二定律，将加速度代入化简可得，结合小球初始位置为，可得情景1钢球随时间变化的函数表达式：。
情境2中电容器左极板上的电荷随时间周期性变化，根据电流的定义，自感线圈的自感电动势大小，可得自感电动势大小。振荡电路中，任意时刻满足。
类比情境1，请写出情境2中电容器左极板电荷随时间变化的函数表达式，并求出振荡电路的振荡频率。
【答案】（1）时刻小钢球的加速度为；时刻电容器两极板间的电势差为；
（2）振荡电路的振荡频率为。
【考点】电磁振荡
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理能力
【分析】（1）根据牛顿第二定律和电容器定义式列式可求；
（2）类比弹簧振子钢球位置随时间变化的函数表达式写出电容器两极板电荷量随时间变化的函数表达式，即可知电磁振荡周期，根据求频率。
【解答】解：（1）弹簧弹力提供小球加速度
解得：；
电容器电容
解得：；
（2）类比弹簧振子钢球位置随时间变化的函数表达式
可得电容器两极板电荷量随时间变化的函数表达式
振荡周期：
振荡频率：。
答：（1）时刻小钢球的加速度为；时刻电容器两极板间的电势差为；
（2）振荡电路的振荡频率为。
【点评】本题主要考查学生知识的迁移能力，将弹簧振子与电磁振荡类比，仔细阅读题干信息，难度不大。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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