电磁振荡与电磁波 一、单选题 1．物理学重视逻辑，崇尚理性，下列说法正确的是（　　） A．库仑通过油滴实验，最早测出元电荷 e 的数值 B．密立根通过扭称实验，定量的研究出真空中两点电荷的相互作用关系 C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在 D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热量之间的转换关系 2．电磁波发射电路中的 LC 电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的 电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　） A．线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 B．电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大 C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D．若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 3．如图所示是由线圈 L 和电容器 C 组成的最简单的 LC 振荡电路。先把电容器充满电， t=0 时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s 时如图 （b）所示，LC 回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 　　） A．0~0.02 s 时间内，电流逐渐减小 B．t=0.05 s 时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同 C．t=0.06 s 时，线圈中的磁场能最大 D．t=0.10 s 时，线圈中的电场能最大 4．下列说法正确的是（　　） A．原子从低能态向高能态跃迁时放出光子能量等于前后两个能级之差 B．爱因斯坦提出了能量子的假设，得出了黑体辐射强度按波长分布的公式 C．变化的磁场能产生电场，变化的电场不能产生磁场 D．电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线 5．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法不正确的是（ ） A．可以利用半导体材料制作光敏电阻 B．煤、石油、天然气等都是不可再生能源 C．手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物 D．  射线具有很高的能量、穿透能力很强，可以检查人体内部器官 6．关于 LC 振荡电路，下列说法正确的是（　　） A．电容器储存电量的本领越强，电磁波的发射效率越高 B．振荡电路的频率越高，发射的电磁波速度越快 C．调制和调谐，目的分别是提高电磁波信号的发射效率和接收效率 D． LC 振荡电路能够发射可见光 7．在如图所示的 LC 电磁振荡电路中，若想增大电磁振荡的频率，可采取的措施是（ ） A．保持电感器的电感不变，只增大电容器的电容 B．保持电容器的电容不变，只增大电感器的电感 C．同时增大电感器的电感和电容器的电容 D．同时减少电感器的电感和电容器的电容 8．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。 志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线 灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下 列关于电磁波的说法不正确的是（　　） A．  射线是波长最短的电磁波，它比 X 射线的频率还要高 B．光也是电磁波，电磁波是横波 C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波 D．紫外线有显著的热作用，常用于遥感技术中 9．如图所示，2021 年 12 月 9 日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行 了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于 电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦证实了电磁波的存在 B．电磁波可以在真空中传播 8 C．电磁波在各种介质中传播的速度都是 3 �10 m / s D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 10．2021 年 10 月 16 日，“神舟十三号”载人飞船成功发射，将 3 名航天员送入中国空间 站开展为期 6 个月的科学实验。在空间站，航天员与地面通信采用的是（　　） A．超声波 B．无线电波 C．有线通信 D．声波 11．LC 振荡电路中，某时刻电容器上、下极板的带电情况和线圈 L 中的磁场方向如图 所示，则此时（　　） A．电容器正在充电 B．电容器两端的电压正在减小 C．磁场能正在转化为电场能 D．线圈中的自感电动势在增加 15 12．真空中频率为 1.0 �10 Hz 的电磁波，其波长为（已知真空中的光速 c  3.0 �108 m / s 7 A． 3 �10 m ）（　　） 3 B． 3 �10 m 2 C． 3 �10 m 5 D． 3 �10 m 13．我国已初步建成了全球最大规模的 5G 移动网络。5G 网络使用的通信频率在 3.0GHz 以上的超高频段和极高频段，4G 网络使用的通信频率在 0.3GHz～3.0GHz 间的 特高频段，5G 网络比 4G 网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是 （　　） A．5G 信号比 4G 信号的波长更长 B．5G 信号是纵波，4G 信号是横波 C．5G 信号传播不需要介质，4G 信号传播需要介质 D．相同时间内 5G 信号比 4G 信号传递的信息量更大 14．用一自感系数为 L 的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路，要使该调谐电路 能接收到波长为 λ 的无线电波，则电容器的电容应为（已知无线电波在空气中的速度 为 c）（　　）  A． 2 Lc 1 B． 2 Lc 2 C． 2 Lc 2 2 D． 4 2 Lc 2 二、多选题 15．雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在 300 MHz 至 1 000 MHz 的 范围内，已知真空中光速 c=3×108 m/s，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在 0.3 m 至 1 m 之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 16．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．电视遥控器利用的是红外线 B．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施 C．医院里常用 X 射线对病房和手术室进行消毒 D．γ 射线波长比 X 射线波长短 17．如图所示为调幅振荡电流图象，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 三、填空题 18．在 α 射线、β 射线、X 射线、γ 射线四种射线中，穿透能力最强的是___________ 射线；其中不属于电磁波的是___________射线。 19．学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是 体温越高，发射的红外线越________（选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长 5 为 3 �10 m ，则其频率为________ Hz ；红外线的波长比可见光的波长________（选 填“长”或“短”）。 四、解答题 20．在 LC 振荡电路中，线圈 L 的自感系数为 30μH，可调电容器 C 的可调范围为 1.2~270pF。求振荡电路的频率范围。 21．某收音机中的 LC 电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生 535kHz 到 1605 kHz 的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？ 22．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验 室轨道半径为 6740km ，地球半径为 6400km ，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一 号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？ 23．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容 C=1 μF。在两极板上带有一 定电荷时，发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间。手头上还有一个电感 L=0.1 mH 的电感器，现连成如图所示电路，分析以下问题：（重力加速度为 g） （1）从 S 闭合时开始计时，至少经过多长时间电容器电场方向向上？此时粉尘的加速 度大小是多少？ （2）从 S 闭合时开始计时，至少经过多长时间线圈中电流最大？此时粉尘的加速度大 小是多少？ 参考答案： 1．D 【解析】 【详解】 A．密立根通过油滴实验，最早测出元电荷 e 的数值，选项 A 错误； B．库仑通过扭称实验，定量的研究出真空中两点电荷的相互作用关系，选项 B 错误； C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项 C 错误； D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热量之间的转换关系，选项 D 正确。 故选 D。 2．B 【解析】 【详解】 A．由图可知电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，A 正 确； B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在 减小，B 错误； C．若在电场中插入铁芯，则 L 变大，根据 f  1 2 LC 则发射的电磁波频率变小，C 正确； D．若减小板间的正对面积，则电容器的 C 减小，根据   cT  2 c LC 则发射的电磁波波长变短，D 正确。 故选 B。 3．C 【解析】 【详解】 A．根据题述，t=0 时电容器充满电，开始放电，t=0.02 s 时 LC 回路中线圈上电流第一次达 到最大值，可知 0~0.02 s 时间内电流逐渐增大，A 错误； B．根据 LC 振荡电路规律，0.04 s 时电流再次为零，然后电容器反向放电，t=0.05 s 时回路 中的电流方向与图（b）中电流方向相反， B 错误； 3 C．在 t=0.02s 时电流第一次达到最大值，此时磁场能最大，那么 T 时刻磁场能也最大，C 4 正确； D．当 1 t  0.10s  1 T 4 此时的情况与 t=0.02s 时的情况是一致的，D 错误。 故选 C。 4．D 【解析】 【详解】 A．原子从低能态向高能态跃迁时吸收光子能量等于前后两个能级之差，故 A 错误； B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非 常好，并由此开创了物理学的新纪元，故 B 错误； C．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，故 C 错误； D．电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、 γ 射线，故 D 正确。 故选 D。 5．D 【解析】 【详解】 A．半导体材料可以用来制作光敏电阻，故 A 正确，不符合题意； B．煤、石油、天然气等都是不可再生能源，故 B 正确，不符合题意； C．手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物，故 C 正确，不符合题意； D．  射线具有很高的能量、穿透能力很强，对人体内部器官有损害，故 D 错误，符合题 意。 故选 D。 6．C 【解析】 【详解】