2025年高考物理 电磁振荡与电磁波 小练（含解析）

2025年高考物理电磁振荡与电磁波小练

一、单选题（本大题共5小题）

1.某电路中电场随时间变化的图像如下列选项所示，能发射电磁波的电场是

2.如图所示，LC振荡电路中，电容C为40“F,电感L为4mH。开关S断开

时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。从开关S闭合开始计时，在一个振

荡周期内，灰尘未与极板相碰。下列说法正确的是（）

A.47rxiO"s时，灰尘的速度最大

B.4兀xlCTs时，灰尘的加速度最大

C.67rxiO^s时，线圈中磁场能最小

D.67TX10-4线圈中自感电动势最大

3.LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率

的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图甲所示，规定回路中顺时针方向的

电流为正，电流，随时间t变化的规律如图乙所示，则（）

A.%时刻，电容器中电场能最大

B.在彳〜弓时间内，电容器正在充电

C.乙时刻，电容器中电场最强且方向向上

D.在芍~4时间内，振荡电路中磁场能正在向电场能转化

4.不同电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性。以下关

于电磁波的应用中，利用了无线电波特性的是（）

5.2024年3月，支持5G网络的华为折叠屏PocketS2手机正式发售。5G网络采

用3300MHz~5000MHz频段的无线电波，4G网络采用1880MHz~2635MHz频段的

无线电波。下列说法正确的是（）

A.两种无线电波的频率相同

B.两种无线电波在真空中传播速度相同

C.两种无线电波在真空中的波长相同

D.两种无线电波的频率与传播介质有关

二、多选题（本大题共3小题）

6.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）

A.恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场

B.变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场

C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变

化的电场

D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场

7.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C置于储物罐中，电容

C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示。当开关从。拨到b后，由电感

/■和电容C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

A.检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低

B.检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在升高

C.开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先减小后增大

D.开关从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先增大后减小

8.在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S后一

段时间电路达到稳定状态。仁0时刻断开开关S,LC振荡电路中产生电磁振荡，

LC振荡电路随时间f变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。

下列说法正确的是（）

A.图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像

B.图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像

C.时刻，磁场能最大

D.将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的

1

2

三、实验题（本大题共2小题）

9.如图所示，感应圈G上装两根带有球形电极的铜管a、b构成发射天线，两球

的间隙约0.5cm。将一根导线弯成环状，导线两端安装两个小金属球。其间留有

空隙，将导线固定到绝缘支架B上靠近感应线圈放置。让感应线圈工作，当电火

花在铜管。、b上两个金属球间跳动时，支架B上导线环两端的两个小球间也有

电火花跳动。据此回答下列问题。

（1）人类历史上，首先捕捉到电磁波的科学家是

（2）对于这一实验现象的解释如下，请完成其中的填空。

①感应线圈本质上是一个变压器，它利用将低压交流电变成数千伏

的高电压，由于铜管a、b上两球间的电压很高，间隙中电场,空

气分子被电离，从而形成一个导电通路。

②当电火花在铜管。、b上的两个金属球间跳动时，必定建立了一个迅速变化的

电磁场。这种变化的电磁场以的形式在空间快速传播。当其经过导

线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出，击穿导线环中的空

气，使得导线环的空隙中也产生了电火花。

③在此实验中，感应圈及金属棒构成了电磁波的,导线环成了电磁

波的«

10.为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短

距离内点亮了灯泡，如图实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲

线圈电能的35%。

①若用该装置给充电功率为10W的电池充电，则损失的功率为W„

②若把甲线接入电压为220V的电源，测得该线圈中的电流为0.295A。这时，

接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为Wo

四、解答题（本大题共1小题）

11.在某时刻的LC振荡电路中，电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图

所示。此时电容器在充电还是放电？电路中电流在增大还是减小？为什么？

CL

参考答案

1.【答案】D

【详解】A中电场不随时间变化，不会产生磁场；B和C中电场都随时间均匀变

化，只能在周围产生稳定的磁场，不会产生和发射电磁波；D中电场随时间做不

均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而磁场的变化也是不均匀的，又能

产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一的电磁场，发射电磁波，故D

项正确。

2.【答案】B

【详解】AB：LC振荡电路周期为7=2兀&^=8"1()7s,开关S断开时，极板间

有一带电灰尘恰好处于静止状态，根据平衡条件可知，电场力方向向上，此时，

电容器极板所带电荷量最大，电场力方向向上，大小为最大值，在之后的四分之

一周期内，电荷量减小，电场力减小至0,灰尘向下做加速度增大的加速运动，

在随后的四分之一周期内，电场力方向向下，大小增大，灰尘向下做加速度增大

的加速运动，在之后的四分之一周期内，电场力方向向下，大小减小，灰尘向下

做加速度减小的加速运动，可知经过4兀xlO-s,即经过半个周期，灰尘的加速度

达到最大，速度不是最大，A错误，B正确；

C：结合上述可知，6兀xlO^s等于四分之三周期，此时极板所带电荷量为0,即

电场能为0,可知，此时磁场能最大，c错误；

D：结合上述可知，6兀xlO^s时，磁场能最大，即电流最大，则线圈中自感电动

势最小，D错误。选B。

3.【答案】B

【详解】A.%时刻，振荡电路的电流最大，由E=可知，此时磁场能最大，

则电容器中电场能最小，A错误；

B.在月~今时间内，电流逐渐减小，即磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，表示

电容器正在充电，B正确；

C.乙时刻和f=0时刻相同，电流为零，即磁场能最小，电场能最大，电容器即

将放电且电流沿正向，则上级板带正电，电场最强且方向向下，c错误；

D.在时间内，振荡电路中电流逐渐增大，则磁场能逐渐增大，即电场能正

在向磁场能转化，D错误。选B。

4.【答案】A

【详解】A.无线电波可以用于广播、信号的传输等，手机通信就是利用了无线

电波进行通话的，A正确；

B.紫外灯消毒是利用了紫外线，B错误；

C.伽马刀手术是利用了放射线，C错误；

D.X射线成像是利用了X射线，D错误。选A。

5.【答案】B

【详解】A.结合题意可知，5G信号比4G信号频率更大，A错误；

B.在真空中，5G信号与4G信号传播速度相同，均等于光速c,B正确；

C.根据c=可知在真空中，5G信号比4G信号的频率更大，而波速相同，则

5G信号比4G信号的波长更小，C错误；

D.两种无线电波的频率仅由波源决定，与传播介质无关，D错误。选B。

6.【答案】BD

【详解】麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场，变化的磁场

产生电场。对此理论全面理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场可

以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；

周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，由变化的磁场产生电场的规

律与上相似。由此可知，选项B、D正确，A、C错误。

7.【答案】AD

【详解】AB.振荡电流的频率/=2万能检测到振荡电流的频率增加，说明电

容器的电容减小，根据C=则£减小，即液面高度在降低，A正确，B错

4兀kd

误；

CD.开关从。拨到b之前，电容C左侧为正极，从。拨到b之后电容C作为电

源放电，放电完成后，电感产生的反向感应电流为电容c充电，充电结束后，电

容C左侧变为负极，此过程恰好为半个周期，此后电容C再次放电充电，电容左

侧又变为正极，此时恰好经历一个周期。当开关从a拨到b之后的半个周期内，

电容C先作为电源放电，电容C中的电场能转化为电感L中的磁场能，磁场能增

大，当电容C放电完成后，电感L为电容充电，电感L的磁场能转化为电容C中

的电场能，开关从。拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先增大后减小，

C错误，D正确；选AD。

8.【答案】BD

【详解】断开开关前，线圈中存在电流，但电压为零，故此时电容器两端电压为

零，电荷量为零，仁0时刻断开开关S,电感线圈L与电容器构成振荡电路，此

时L中的电流最大，电容器所带电荷量等于零，选项A错误，B正确；振荡电路

经历;T,振荡电路中磁场能为零，电场能最大，选项C错误；由振荡电路的周期

T=2H他知，将自感系数乙和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的周期变

为2倍，频率变为原来的|,选项D正确。

9.【答案】赫兹；电磁感应；很强；电磁波；感应电动势；发射器；检测器

【详解】(1)[1]建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克

斯韦，而首先证实电磁波存在，并捕捉到电磁波的科学家是赫兹；

(2)当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁

场.这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环

时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间

也产生了火花.在赫兹实验中，感应圈成了电磁波发射器，导线环成了电磁波的

检测器.

①⑵⑶可知，感应线圈本质上是一个变压器，