2025年高考备考高中物理个性化分层教辅中等生篇《电磁振荡与电磁波》

第1页（共1页）2025年高考备考高中物理个性化分层教辅中等生篇《电磁振荡与电磁波》一．选择题（共10小题）1．（2024•海淀区校级模拟）北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。BDS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BDS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。BDS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1.56GHz～1.59GHz的L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1×104GHz～1×105GHz的远红外线波段电磁波 D．10ns左右（lns＝1×10﹣9s）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2．（2024春•东莞市期末）如图甲所示为LC振荡电路，电流i（以图甲中电流方向为正）随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（）A．0～t1内，电容器C正在充电 B．t1～t2内，电容器C上极板带正电 C．t2～t3内，线圈自感电动势逐渐减小 D．t3～t4内，电场能转化为磁场能3．（2024春•克州期末）下列说法正确的是（）A．电磁波必须依赖介质才能向远处传播 B．光由空气进入水中，频率不变，波长变短 C．光的干涉、衍射、偏振现象表明光的粒子性 D．介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越大4．（2024春•长寿区期末）在图（a）的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在t＝0时刻开关拨到位置“2”。已知电流从传感器的“+”极流入，电流显示为正，图（b）为振荡电流随时间变化的图线。查阅资料得振荡电路的周期为T=2πLCA．若电阻R减小，电流变化如图（c）中实线 B．若电阻R减小，电流变化如图（c）中虚线 C．在图（b）中A点时刻电容器上极板带正电 D．在图（b）中A点时刻电容器电场能在增大5．（2024春•长寿区期末）如图所示，是某LC振荡电路中电流随时间变化的关系曲线，如图乙所示，规定顺时针电流为正电流，则（）A．在t1时刻，a板带正电，电荷量最大 B．在t1～t2时间内，线圈内磁场方向向上，且强度减弱 C．在t2时刻，电感线圈自感电动势最小 D．在t1～t2时间内，电容器正在充电6．（2024春•南京期中）如图表示LC振荡电路某时刻的情况，下列说法中正确的是（）A．电容器正在充电 B．电路中的磁场能正转换为电场能 C．电路中的电流正在增大 D．若只增大电容器极板距离，则振荡周期变大7．（2024春•九龙坡区校级期末）在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在0～TA．电容器在放电 B．电场能转化为磁场能 C．A板所带的负电荷增加 D．L产生的自感电动势增大8．（2024春•西城区期末）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为（2.4∼2.48）×109Hz。已知可见光的波段为（3.9∼7.5）×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波（）A．是蓝光 B．波长比可见光短 C．比可见光更容易发生衍射现象 D．在真空中的传播速度比可见光大9．（2024春•佛山期末）如图所示的LC振荡电路，在电容器右侧放置一个用导线与低功率LED灯泡连接成的闭合电路。单刀双掷开关先打到a，待电容器充满电后，再打到b，此时发现灯泡被点亮，对此下列说法正确的是（）A．开关打到b瞬间，通过电感的电流最大 B．若电感中插入铁芯，振荡电流的频率减小 C．增大电容器两极板距离，振荡电流的频率减小 D．小灯泡被点亮后会逐渐变暗，是因为其接收到电磁波的频率逐渐减小10．（2024春•滕州市校级期末）如图所示为一周期为T的理想LC振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为g。当电路中的开关闭合以后，则（）A．在最初的T4时间内，电流方向为顺时针B．灰尘将在两极板间做往复运动 C．灰尘加速度方向不可能向上 D．电场能最大时灰尘的加速度一定为零二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024春•长寿区期末）车辆智能道闸系统的简化原理图如图甲所示，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流—时间关系图像如图乙所示，则下列有关说法正确的是（）A．t1时刻电容器两端的电压为零 B．t1∼t2时间内，线圈的磁场能逐渐增大 C．汽车靠近线圈时，振荡电流的频率变小 D．t3～t4时间内，汽车正在靠近地感线圈（多选）12．（2024春•南宁期末）如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的i变化规律如图乙所示，t＝0.3s时的电流方向如图甲中标示，则（）A．0.5s至1s时间内，电容器在放电 B．t＝1s时，电路的电流为0 C．t＝0.5s时，线圈的自感电动势最大 D．其他条件不变，增大电容器的电容，LC振荡电路周期减小（多选）13．（2024春•浏阳市期末）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则（）A．1.5ms至2ms内，由于电流在减小，可推断磁场能在减小 B．1ms至1.5ms内，电容器极板上电荷量减小 C．0至0.5ms内，电容器C正在充电 D．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电（多选）14．（2024春•西安期末）用如图所示的电路做电磁振荡实验，下列说法正确的是（）A．单刀双掷开关S拨到1时，电容器C被充电，其上极板带正电 B．单刀双掷开关S拨到2，电容器放电过程中，电感线圈L产生的自感电动势造成电路中电流减小 C．电容器C放电的过程中，线圈L产生的磁场增强 D．减小电容器C的正对面积，振荡电流的周期将变大（多选）15．（2024春•浦东新区校级期末）电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（）A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大 B．电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大 C．为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率 D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站三．填空题（共5小题）16．（2024春•福州期末）无线话筒是一个将声信号转化为电信号并将信号发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路，若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则电容器正在（填“充电”或“放电”），电容器下板带（填“正电”或“负电”），电场能正在（填“增加”或“减少”）。17．（2024•三明模拟）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t1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，t2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C。18．（2023春•徐汇区校级期中）在如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且磁场正在增强，此时电容器正在（选填“充电”或“放电”），并指出图中ab间电流的方向为。19．（2023春•徐汇区校级期中）将多汁的葡萄放进微波炉内加热是一件非常危险的事情。因为葡萄尺寸和葡萄中的微波的波长相当，所以微波会被约束在葡萄中形成某种驻波。当多个葡萄靠近时，其内部束缚的微波会通过相互作用而产生爆破现象。已知微波在水中传播速度是真空中传播速度的十分之一，则其在水中的波长是真空中波长的（选填“十倍”或“十分之一”），并由此估算微波炉产生微波的频率为。20．（2023春•浦东新区校级期末）如图所示的电路中，先闭合开关S，稳定后再断开，图中LC回路开始电磁振荡，则振荡开始后56T，电容器C的上极板（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；56四．解答题（共5小题）21．（2024•金山区模拟）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5s后速度达到72km/h。（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。A.风能B.水能C.天然气D.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m/s2，5s内运动的距离为m。（3）若汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为9.1kW，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。A.机械波B.超声波C.引力波D.无线电波②余老师家到学校的直线距离为6km，某次他驾驶汽车行驶了7.2km到学校，用时10min，则此次他的平均速度大小为m/s。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。A.重力B.弹力C.摩擦力④若他以54km/h匀速行驶，发现前方60m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。A.1.88m/s2B.3.75m/s2C.24.3m/s222．（2024春•新郑市校级期中）如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中U0为已知量，T未知。求：（1）振荡电路中电场能变化的周期T1；（2）t＝125T时刻的振荡电流；（3）5T623．（2023春•尧都区校级期中）如图所示，某车载收音机的LC电路由固定线圈和可调电容器组成。一听众通过旋转可变电容器的动片，使收音机接收电路产生电谐振，从而清晰地收听到FM101.5MHz山西文艺广播电台的节目。已知电感线圈的自感系数L＝5.0×10﹣4Hz，光速c＝3.0×108m/s，取π2＝10。求：（1）FM101.5MHz在空气中传播时的波长；（2）电谐振时电容器的电容量。24．（2023春•景德镇期末）实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF。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＝0.1mH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最强且方向向上？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？25．（2023春•麒麟区校级期末）一个LC振荡电路如图所示，电路中线圈的自感系数L＝0.25H，电容器的电容C＝4μF，以闭合开关，电容器开始放电的时刻为零时刻，且此时上极板带正电，下极板带负电。（1）求此LC振荡电路的周期。（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上极板带何种电荷？电流方向如何？（3）若电容器两极板间的最大电压为10V，求在前T4

2025年高考备考高中物理个性化分层教辅中等生篇《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．（2024•海淀区校级模拟）北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。BDS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BDS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。BDS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1.56GHz～1.59GHz的L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1×104GHz～1×105GHz的远红外线波段电磁波 D．10ns左右（lns＝1×10﹣9s）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【考点】电磁波与信息化社会；一般卫星参数的计算．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理能力．【答案】D【分析】根据题意结合卫星特点分析A，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C，根据s＝ct解得D。【解答】解：A.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A错误；B.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B错误；C.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f=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1×104GHz～1×105GHz的远红外线波段电磁波，故C错误；D.10ns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s＝ct＝1×10﹣9×3×108m＝3m故D正确。故选：D。【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。2．（2024春•东莞市期末）如图甲所示为LC振荡电路，电流i（以图甲中电流方向为正）随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（）A．0～t1内，电容器C正在充电 B．t1～t2内，电容器C上极板带正电 C．t2～t3内，线圈自感电动势逐渐减小 D．t3～t4内，电场能转化为磁场能【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；推理能力．【答案】C【分析】根据电流的变化来判断是充电还是放电即可解决。【解答】解：A、由乙图可知，0～t1时间内，电路中的电流在增大，电容器在放电，故A错误；B、t1～t2时间内，电路中的电流在减小，电容器在充电，下极板带正电，上极板带负电，故B错误；C、t2～t3时间内，电路中的电流在增大，电容器在反向放电，电流随时间的变化率减小，则自感电动势逐渐减小，故C正确；D、t3～t4时间内，电路中的电流在减小，电容器在充电，磁场能向电场能转化，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查学生对于电磁振动的理解和应用，难度不大。3．（2024春•克州期末）下列说法正确的是（）A．电磁波必须依赖介质才能向远处传播 B．光由空气进入水中，频率不变，波长变短 C．光的干涉、衍射、偏振现象表明光的粒子性 D．介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越大【考点】电磁波的发射和接收；光的全反射现象．【专题】定性思想；推理法；光线传播的规律综合专题；理解能力．【答案】B【分析】电磁波在真空中也能传播。光由空气进入水中，频率不变，波速变小，由波速公式v＝λf分析波长的变化。光的偏振现象表明光是横波。结合临界角公式sinC=1【解答】解：A、电磁波传播的是振荡的电磁场，而电磁场本身就是物质，所以电磁波传播不需要依赖介质，在真空中也能传播，故A错误。B、光由空气进入水中，频率不变，波速变小，由波速公式v＝λf知波长变短。故B正确。C、偏振是横波特有现象，光的偏振现象表明光是横波，说明了光的波动性，故C错误。D、根据临界角公式sinC=1故选：B。【点评】本题是物理光学问题，关键要掌握波速公式v＝λf和临界角公式sinC=14．（2024春•长寿区期末）在图（a）的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在t＝0时刻开关拨到位置“2”。已知电流从传感器的“+”极流入，电流显示为正，图（b）为振荡电流随时间变化的图线。查阅资料得振荡电路的周期为T=2πLCA．若电阻R减小，电流变化如图（c）中实线 B．若电阻R减小，电流变化如图（c）中虚线 C．在图（b）中A点时刻电容器上极板带正电 D．在图（b）中A点时刻电容器电场能在增大【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡及过程分析；电磁振荡的图像问题．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力．【答案】D【分析】电阻R减小，会使电流增大；根据电磁振荡的频率公式分析判断；根据题图可知A点的位置的电流方向与变化，根据能量守恒定律确定能量的转化形式，确定电容器的充放电状态，再结合电流的方向确定电容器上极板带电情况。【解答】解：A．电阻R减小，会使电流增大，图c中的实线幅度没有变化，故A错误；B．根据电磁振荡的周期公式T=2πLC可知电磁振荡的周期与电阻R无关，电阻R减小，不会改变振荡电路的周期，虚线的周期发生了变化，故B错误；CD．由题图可知A点的位置处于电流为正且在减小的时刻，此时电路中，磁场能减小，根据能量守恒定律可知，电场能在增大，磁场能正在转化为电场能，电容器两极板的电压增大，电量增加，电容器正在充电，电流沿顺时针方向，所以下极板带正电，故C错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查电磁振荡过程分析，要掌握并会分析LC电路产生电磁振荡时电路中的电流i、电容器极板所带的电荷量q随时间周期性变化规律，注意电磁振荡的周期与电阻无关。5．（2024春•长寿区期末）如图所示，是某LC振荡电路中电流随时间变化的关系曲线，如图乙所示，规定顺时针电流为正电流，则（）A．在t1时刻，a板带正电，电荷量最大 B．在t1～t2时间内，线圈内磁场方向向上，且强度减弱 C．在t2时刻，电感线圈自感电动势最小 D．在t1～t2时间内，电容器正在充电【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．【答案】D【分析】LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；根据图象，分析清楚电磁振荡过程，然后答题。【解答】解：A、在t1时刻，回路中的电流顺时针最大，则电容器放电完毕，此时a板不带电，故A错误；B、在t1～t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，则线圈内磁场方向向下，且强度减弱，故B错误；C、在t2时刻，电流为零，但是电流的变化率最大，此时电感线圈自感电动势最大，故C错误；D、在t1～t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，线圈的磁场能减小，电容器内电场能增加，即电容器正在充电，故D正确。故选：D。【点评】本题考查对电磁振荡的理解，应熟练掌握电磁振荡过程、分析清楚图象是正确解题的关键。6．（2024春•南京期中）如图表示LC振荡电路某时刻的情况，下列说法中正确的是（）A．电容器正在充电 B．电路中的磁场能正转换为电场能 C．电路中的电流正在增大 D．若只增大电容器极板距离，则振荡周期变大【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．【答案】C【分析】根据安培定则判断回路中的电流方向，结合电容器两极板的带电情况判断充放电情况；电容器放电过程，电场能转化为磁场能，电流逐渐增大；先根据电容的决定式C=εrS【解答】解：ABC.根据线圈中磁场的方向，由安培定则可知，线圈中电流方向由上到下，由于电容器上极板带正电，可推知此时电容器正在放电，电容器中的电场能在减小，由能量守恒定律可知，磁场能在增大，电场能转化为磁场能，电感线圈中的电流正在增大，故AB错误，C正确。D.根据电容的决定式C=ε可知只增大电容器极板距离，则电容减小，根据振荡周期公式T=2πLC可知振荡周期变小，故D错误。故选：C。【点评】本题考查电磁振荡过程中，电容器充电时，电路中各物理量的变化情况，可抓住电场能和磁场能总量不变进行分析。7．（2024春•九龙坡区校级期末）在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在0～TA．电容器在放电 B．电场能转化为磁场能 C．A板所带的负电荷增加 D．L产生的自感电动势增大【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力．【答案】D【分析】电路稳定后突然断开开关S，形成LC振荡电路，结合LC回路中电流与磁场变化的周期性判断；根据电流的变化率分析L产生的自感电动势的变化。【解答】解：闭合开关S，电路稳定后，由于电感线圈直流电阻可以忽略，则此时通过线圈的电流最大，突然断开开关S并开始计时，则在0～T故选：D。【点评】本题考查L﹣C振荡电路，目的是考查学生的推理论证能力，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化情况，会判断电路中电流、电容器电荷量的变化情况。8．（2024春•西城区期末）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为（2.4∼2.48）×109Hz。已知可见光的波段为（3.9∼7.5）×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波（）A．是蓝光 B．波长比可见光短 C．比可见光更容易发生衍射现象 D．在真空中的传播速度比可见光大【考点】电磁波的波长、频率和波速的关系；电磁波的发射和接收．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】C【分析】A、根据频率的范围可以判断；BC、先比较波长大小，然后根据明显衍射条件，波长越大越容易出现明显衍射现象；D、任何频率的电磁波在真空中的传播速度相等。【解答】解：A、由题意可知，蓝牙通信的电磁波的频率小于可见光的波段频率，所以蓝牙通信的电磁波肯定不是蓝光，属于无线电波，故A错误；BC、根据公式c＝λf，可得蓝牙通信的电磁波的波长比可见光的波长要长，根据发生的明显衍射的条件，可知蓝牙通信的电磁波比可见光更容易发生衍射现象，故B错误，C正确；D、所有的电磁波在真空中传播的速度都等于光速c，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查学生对于电磁波的认识和对于明显衍射的条件掌握的熟练度，难度不大。9．（2024春•佛山期末）如图所示的LC振荡电路，在电容器右侧放置一个用导线与低功率LED灯泡连接成的闭合电路。单刀双掷开关先打到a，待电容器充满电后，再打到b，此时发现灯泡被点亮，对此下列说法正确的是（）A．开关打到b瞬间，通过电感的电流最大 B．若电感中插入铁芯，振荡电流的频率减小 C．增大电容器两极板距离，振荡电流的频率减小 D．小灯泡被点亮后会逐渐变暗，是因为其接收到电磁波的频率逐渐减小【考点】电磁振荡的周期和频率的影响因素；电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力．【答案】B【分析】开关打到b瞬间，电容器开始放电，通过电感的电流最小；根据平行板电容器公式和LC振荡电路周期频率公式分析作答即可。【解答】解：A．开关打到b瞬间，通过电感的电流最小，电流变化率最大，故A错误；B．若电感中插入铁芯，则自感系数增大，根据电磁振荡频率公式f=1可知振荡电流的频率减小，故B正确；C．由电容器的决定式C=ε可知增大电容器两极板距离，电容器的电容减小，根据电磁振荡频率公式f=1可知振荡电流的频率增大，故C错误；D．开关打到b后，LC振荡电路开始传播电磁波，致使灯泡所在闭合回路产生感应电动势，小灯泡被点亮后会逐渐变暗，是因为电磁波的能量在逐渐减小，由于电感L电容C不变，根据电磁振荡频率公式f=1故选：B。【点评】本题考查电磁振荡的过程及电磁振荡的周期和频率公式，学生需掌握LC振荡电路的基本原理及规律。10．（2024春•滕州市校级期末）如图所示为一周期为T的理想LC振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为g。当电路中的开关闭合以后，则（）A．在最初的T4时间内，电流方向为顺时针B．灰尘将在两极板间做往复运动 C．灰尘加速度方向不可能向上 D．电场能最大时灰尘的加速度一定为零【考点】电磁振荡及过程分析；带电粒子在周期性变化的电场中做直线运动．【专题】定量思想；推理法；带电粒子在电场中的运动专题；电磁场理论和电磁波；推理能力．【答案】C【分析】电路中开关断开时，极板间带负电灰尘恰好静止，由平衡条件判断灰尘受到的电场力方向，进而可知电容器极板带电情况，以及此时电场力与重力的关系。开关闭合后，在最初的T4【解答】解：ABC、电路中开关断开时，极板间带负电灰尘恰好静止，由平衡条件可知，此时灰尘受到的电场力向上，且有：qE＝mg，电容器上极板带正电，此时电场能最大，极板间电场强度最大。开关闭合后，在最初的T4D、由上述分析可知，极板间电场强度最大时，若电场方向向下，灰尘的加速度大小等于0；若电场方向向上，灰尘的加速度大小等于2g，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了LC振荡电路与带电粒子在电场中运动综合问题。掌握LC振荡电路电场能与磁场能转化规律，电流与电荷量的变化规律。二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024春•长寿区期末）车辆智能道闸系统的简化原理图如图甲所示，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流—时间关系图像如图乙所示，则下列有关说法正确的是（）A．t1时刻电容器两端的电压为零 B．t1∼t2时间内，线圈的磁场能逐渐增大 C．汽车靠近线圈时，振荡电流的频率变小 D．t3～t4时间内，汽车正在靠近地感线圈【考点】电磁振荡的周期和频率的影响因素；电容定义式的简单应用；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．【答案】AC【分析】根据题图确定t1时刻电流的大小，根据能量守恒定律结合电容公式C=QU分析判断；根据电流的变化分析磁场能的变化；根据LC振荡电路的频率公式【解答】解：A．t1时刻电流最大，磁场能最大，根据能量守恒定律可知，电场能最小，所以电容器极板上所带电荷量为0，根据C=Q可知，电容器两端的电压为零，故A正确；B．t1∼t2时间内，电流减小，电流产生磁场，所以磁场能逐渐减小，故B错误；C．当车辆靠近线圈时，线圈自感系数变大，根据f=1可知，振荡电流的频率变小，故C正确；D．从图乙中可知，在t3～t4时间内，振荡电流周期变小，振荡电流频率变大，根据f=1可知，线圈自感系数变小，因为车辆靠近线圈时，线圈自感系数变大，所以汽车正在远离地感线圈，故D错误。故选：AC。【点评】本题考查LC振荡电路的基本规律，属于基础题目，对学生要求较低，解题关键是理解电路中充放电过程，灵活应用周期公式解题。（多选）12．（2024春•南宁期末）如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的i变化规律如图乙所示，t＝0.3s时的电流方向如图甲中标示，则（）A．0.5s至1s时间内，电容器在放电 B．t＝1s时，电路的电流为0 C．t＝0.5s时，线圈的自感电动势最大 D．其他条件不变，增大电容器的电容，LC振荡电路周期减小【考点】电磁振荡的图像问题．【专题】定性思想；图析法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】AC【分析】由电容器上所带电荷量的变化关系分析电容器充放电情况，从而分析出感应电动势的变化。【解答】解：A、0.5s至1s时间内，电容器所带电荷量减少，所以电容器在放电，故A正确；B、t＝1s时，电容器恰好放电完毕，此时电路的电流最大，故B错误；C、t＝0.5s时，上极板电荷量达到最大，此时电流变化率最大，则此时线圈中自感电动势最大，故C正确；D、LC振荡电路的周期T＝2πLC，其他条件不变，增大电容器的电容，LC振荡电路周期增大，故D错误。故选：AC。【点评】本题主要考查了LC振荡电路，解题关键在于运用图象中电荷量的变化规律分析出此时电流的方向和大小。（多选）13．（2024春•浏阳市期末）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则（）A．1.5ms至2ms内，由于电流在减小，可推断磁场能在减小 B．1ms至1.5ms内，电容器极板上电荷量减小 C．0至0.5ms内，电容器C正在充电 D．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与图象结合；推理能力．【答案】AB【分析】A、充电过程，磁场能转化为电场能；B、放电过程，电容器极板上电荷量减小；CD、根据电流的变化判断充电还是放电。【解答】解：A.从1.5ms到2ms，电流减小，是充电过程，磁场能减小转化为电场能，故A正确；B.从1ms到1.5ms，电流增大，是放电过程，电容器极板上电荷量减小，故B正确；C.从0到0.5ms，电流增大，为放电过程，故C错误；D.从0.5ms到1ms，电流减小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，故D错误。故选：AB。【点评】本题主要考查学生对于电磁振荡图像的理解。（多选）14．（2024春•西安期末）用如图所示的电路做电磁振荡实验，下列说法正确的是（）A．单刀双掷开关S拨到1时，电容器C被充电，其上极板带正电 B．单刀双掷开关S拨到2，电容器放电过程中，电感线圈L产生的自感电动势造成电路中电流减小 C．电容器C放电的过程中，线圈L产生的磁场增强 D．减小电容器C的正对面积，振荡电流的周期将变大【考点】电磁振荡的周期和频率的影响因素．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力．【答案】AC【分析】根据电容器的上极板与电源的正极相连分析；根据自感电动势对电流的阻碍作用分析；根据电磁振荡放电过程的特点分析；先根据C=ɛrS【解答】解：A．由图可知单刀双掷开关S拨到1时，电容器C被充电，电容器的上极板与电源的正极相连，所以上极板带正电，故A正确；B．单刀双掷开关S拨到2，电容器放电过程中，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流增大，使得电流逐渐增大，故B错误；C．电容器C放电的过程中，电容器的电量减小，电场减弱，电容器两极板的电场能减小，根据能量守恒定律可知，磁场能增大，线圈L产生的磁场增强，故C正确；D．根据C=ɛrS故选：AC。【点评】本题考查LC振荡电路，解决此类问题要注意分析振荡过程中板间的电场变化情况和线圈中的电流变化情况，抓住磁场能和电场能总和不变是解答的关键，会根据电磁振荡周期公式T=2πLC（多选）15．（2024春•浦东新区校级期末）电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（）A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大 B．电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大 C．为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率 D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站【考点】电磁波与信息化社会；电磁振荡及过程分析；电磁振荡的周期和频率的影响因素．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理能力．【答案】ABD【分析】根据电谐振分析；电磁波的频率越高，波长越小，越趋近于直线传播，衍射能力越差，据此分析解答；为了有效地向空间辐射能量，振荡电路的频率越高越好；卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站。【解答】解：A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，会产生电谐振，振荡电流的振幅最大，接收电路产生的振荡电流最强，接收到的能量最大，故A正确；B．电磁波的频率越高，波长越小，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大，故B正确；C．为了有效地发射电磁波，可增大LC开放电路的振荡频率，故C错误；D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站，故D正确。故选：ABD。【点评】本题考查了电磁波的发射和接收问题，解决本题的关键是熟悉电磁波的发射和接收的过程。三．填空题（共5小题）16．（2024春•福州期末）无线话筒是一个将声信号转化为电信号并将信号发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路，若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则电容器正在充电（填“充电”或“放电”），电容器下板带正电（填“正电”或“负电”），电场能正在增加（填“增加”或“减少”）。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力．【答案】充电；正电；增加。【分析】根据电流减小，可知电容器充电，根据安培定则判断线圈的电流方向，从而得出极板的电性；根据电流正在减小，分析能量的转化。【解答】解：振荡电路电流正在减小，磁场能正在减小，根据能量守恒定律可知，电场能在增加，电容器两极板的电压在增大，电量在增加，则电容器正在充电，根据安培定则可知，从俯视的视角观察线圈，线圈中电流沿逆时针方向，电流流向下极板，电容器下板带正电。故答案为：充电；正电；增加。【点评】本题主要考查了振荡电路的相关应用，理解振荡电路中的能量转化特点。17．（2024•三明模拟）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t1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，t2时刻电场能正在增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）；要增大振荡频率，可减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）电容器的电容C。【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．【答案】充电；增大；减小。【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，根据图乙所示图象分析清楚电磁振荡过程，根据振荡频率的公式f=1【解答】解：图甲中t1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，t2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f=1故答案为：充电；增大；减小。【点评】解决本题的关键知道在LC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f=118．（2023春•徐汇区校级期中）在如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且磁场正在增强，此时电容器正在放电（选填“充电”或“放电”），并指出图中ab间电流的方向为由b流向a。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理能力．【答案】放电；由b流向a。【分析】根据安培定则判断电流的方向；若磁场正在减弱，则磁场能向电场能转化，电容器正在充电，若磁场正在增强，则电场能在向磁场能转化，电容器正在放电。【解答】解：磁场正在增大，磁场能在增大，根据能量守恒定律知，电场能在向磁场能转化，电场能正在减少，电容器两极板的电量减小，是放电过程，根据安培定则，可判断电流由b向a。故答案为：放电；由b流向a。【点评】明确振荡电路中电场能和磁场能之间的转化，知道如何判断电容器充放电。19．（2023春•徐汇区校级期中）将多汁的葡萄放进微波炉内加热是一件非常危险的事情。因为葡萄尺寸和葡萄中的微波的波长相当，所以微波会被约束在葡萄中形成某种驻波。当多个葡萄靠近时，其内部束缚的微波会通过相互作用而产生爆破现象。已知微波在水中传播速度是真空中传播速度的十分之一，则其在水中的波长是真空中波长的十分之一（选填“十倍”或“十分之一”），并由此估算微波炉产生微波的频率为2000MHz。【考点】电磁波的发射和接收．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理能力．【答案】十分之一；2000MHz（接近即可）。【分析】根据波速与波长关系v＝λf分析求解；葡萄的直径约为1.5cm，由此计算微波在真空中的波长，再根据f=c【解答】解：已知微波在水中传播速度是真空中传播速度的十分之一，由v＝λf可知其在水中的波长是真空中波长的十分之一。葡萄的直径约为1.5cm，所以微波在真空中的波长为：λ≈10×1.5cm＝0.15m则微波的频率约为：f=c其中c＝3×108m/s代入数据得：f＝2000MHz故答案为：十分之一；2000MHz（接近即可）。【点评】本题借助微波炉考查微波的相关知识，注意公式v＝λf的理解与运用。20．（2023春•浦东新区校级期末）如图所示的电路中，先闭合开关S，稳定后再断开，图中LC回路开始电磁振荡，则振荡开始后56T，电容器C的上极板带正电（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；56【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理能力．【答案】带正电；电场能正向磁场能转化。【分析】根据56T时刻处在【解答】解：先闭合开关S，稳定后电容器带电量为零，线圈中有从上到下的电流；再断开S，则LC回路开始电磁振荡，当56T时，即在3T4故答案为：带正电；电场能正向磁场能转化。【点评】本题考查LC振荡电路，解决此类问题要注意分析振荡过程中板间的电场变化情况和线圈中的电流变化情况，抓住磁场能和电场能总和不变是解答的关键。四．解答题（共5小题）21．（2024•金山区模拟）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5s后速度达到72km/h。（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C。A.风能B.水能C.天然气D.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机械能。（2）该汽车在加速过程中的加速度大小为4m/s2，5s内运动的距离为50m。（3）若汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为9.1kW，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D。A.机械波B.超声波C.引力波D.无线电波②余老师家到学校的直线距离为6km，某次他驾驶汽车行驶了7.2km到学校，用时10min，则此次他的平均速度大小为10m/s。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C。A.重力B.弹力C.摩擦力④若他以54km/h匀速行驶，发现前方60m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A。A.1.88m/s2B.3.75m/s2C.24.3m/s2【考点】无线电波的特点和应用；平均速度（定义式方向）；匀变速直线运动速度与时间的关系；匀变速直线运动速度与位移的关系；向心力的来源分析；功率的定义、物理意义和计算式的推导；能源的分类与应用．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；匀速圆周运动专题；推理能力．【答案】（1）①C；②机械能；（2）4，50；（4）①D；②10；③C；④A。【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ABD错误，C正确；故选：C；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v＝72km/h＝20m/s，根据加速度的公式a=vt=205m/s2＝4m/s2，根据匀变速直线运动的公式，5s内运动的距离x=1（3）已知v＝90km/h＝25m/s，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P＝9.1kW，此时汽车受到的阻力大小f=P（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ABC错误，D正确；故选：D。②根据平均速度的定义是有v=x③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AB错误，C正确；故选：C；④汽车的初速度大小为v0＝54km/h＝15m/s，末速度为0，刹车时位移大小为x＝60m，根据匀变速直线运动公式，加速度大小为a=v02−02x=1故答案为：（1）①C；②机械能；（2）4，50；（4）①D；②10；③C；④A。【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．（2024春•新郑市校级期中）如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中U0为已知量，T未知。求：（1）振荡电路中电场能变化的周期T1；（2）t＝125T时刻的振荡电流；（3）5T6【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡的图像问题．【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；电磁场理论和电磁波；推理能力．【答案】（1）振荡电路中电场能变化的周期为πLC（2）t＝125T时刻的振荡电流为0；（3）5T6到T时间内振荡电流的平均值为3C【分析】（1）先写出电磁振荡的周期，然后结合一个振荡周期内电场能变化2次，求出电场能变化的周期；（2）结合电压的变化图得出电流的变化与大小；（3）结合平均电流的定义求出。【解答】解：（1）振荡电路的周期T=2π振荡电路中电场能变化的周期T（2）根据题图可得u=时间t＝125T时，电场能最大，此时振荡电流i＝0（3）t=56t＝T时u2＝U0则Δq=CΔu=则5T6到T时间内振荡电流的平均值答：（1）振荡电路中电场能变化的周期为πLC（2）t＝125T时刻的振荡电流为0；（3）5T6到T时间内振荡电流的平均值为3C【点评】本题考查了LC电磁振荡电路的电磁振荡过程，根据图乙所示图象分析清楚振荡过程是解题的前提，掌握基础知识、应用LC电磁振荡电路的周期公式即可解题。23．（2023春•尧都区校级期中）如图所示，某车载收音机的LC电路由固定线圈和可调电容器组成。一听众通过旋转可变电容器的动片，使收音机接收电路产生电谐振，从而清晰地收听到FM101.5MHz山西文艺广播电台的节目。已知电感线圈的自感系数L＝5.0×10﹣4Hz，光速c＝3.0×108m/s，取π2＝10。求：（1）FM101.5MHz在空气中传播时的波长；（2）电谐振时电容器的电容量。【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁波的波长、频率和波速的关系．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；分析综合能力．【答案】（1）FM101.5MHz在空气中传播时的波长大小为3.0m；（2）电谐振时电容器的电容量大小为5.0×10﹣15F。【分析】已知接受电磁波的频率，则可由波速、波长及频率的关系求得该波的波长．再根据f=1【解答】解：（1）由c＝λf得：λ=c其中f＝101.5MHz＝1.015×108Hz代入数据得：λ＝3.0m（2）由f=1C=1代入数据得：C＝5.0×10﹣15F答：（1）FM101.5MHz在空气中传播时的波长大小为3.0m；（2）电谐振时电容器的电容量大小为5.0×10﹣15F。【点评】本题以收音机接收电路产生电谐振为背景，考查了波速公式的应用以及电谐振的条件，要注意明确达到电谐振的条件为频率相同，代入即可求解。24．（2023春•景德镇期末）实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF。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＝0.1mH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最强且方向向上？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？【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；电容器专题；电磁场理论和电磁波；分析综合能力．【答案】（1）从S闭合时开始计时，至少经过π×10﹣5s时电容器电场最强且方向向上，电容器内粉尘的加速度大小是2g。（2）从S闭合时开始计时，至少经过π2【分析】（1）断开时，灰尘恰好静止，则重力等于电场力，根据电磁振荡的过程，确定从S闭合时开始计时到电容器电场最强且方向向上时的时间，再根据周期公式T=2πLC（2）当电容器放电时，电量减小，电流增大，当电流最大时，电容器极板的电量为零，从而确定从S闭合时开始计时到线圈中电流最大至少经过的时间，再根据牛顿第二定律求解。【解答】解：（1）开关未闭合时，粉尘静止，由共点力平衡条件得：qE＝mg闭合开关后，振荡电路周期为：T=2πLC代入数据得：T＝2π×10﹣5s则至少经过T2mg+qE＝ma代入数据得：a＝2g（2）从S闭合时开始计时，至少经过T4mg＝ma′解得：a′＝g答：（1）从S闭合时开始计时，至少经过π×10﹣5s时电容器电场最强且方向向上，电容器内粉尘的加速度大小是2g。（2）从S闭合时开始计时，至少经过π2【点评】本题考查电磁振荡与牛顿第二定律的结合，解题中关键掌握合力提供加速度。25．（2023春•麒麟区校级期末）一个LC振荡电路如图所示，电路中线圈的自感系数L＝0.25H，电容器的电容C＝4μF，以闭合开关，电容器开始放电的时刻为零时刻，且此时上极板带正电，下极板带负电。（1）求此LC振荡电路的周期。（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上极板带何种电荷？电流方向如何？（3）若电容器两极板间的最大电压为10V，求在前T4【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力．【答案】（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s；（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上极板带负电，电流为逆时针方向；（3）若电容器两极板间的最大电压为10V，在前T4内电路中的平均电流为2.5×10﹣2【分析】（1）根据LC振荡电路的周期T=2πL（2）画出从零时刻开始，上极板电荷量随时间的变化图像，根据时间间隔与周期的关系，对照图像可知上极板所带电荷量的极性，根据电荷量的变化可知电流的方向；（3）根据电容器的最大电压可得电容器的最大电荷量，根据I=qt可得前【解答】解：（1）LC振荡电路的周期T=2π代入数据可得：T＝6.28×10﹣3s（2）画出上极板电荷量随时间的变化图像，如下图所示：从t＝0到t＝2.0×10﹣3s，时间间隔Δt＝2.0×10﹣3s，可知T4＜Δt＜T2，所以t＝2.0×10由图可知此时电容器反向充电，故上极板带负电荷，电流沿逆时针方向；（3）若电容器两极板间的最大电压为10V，则有：电容器带电荷量最大值Q＝CU＝4μF×10V＝4×10﹣6F×10V＝4×10﹣5C则在前T4内的平均电流代入数据可得：I答：（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s；（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上极板带负电，电流为逆时针方向；（3）若电容器两极板间的最大电压为10V，在前T4内电路中的平均电流为2.5×10﹣2【点评】本题考查了LC振荡电路，解题的关键是画出上极板所带电荷量随时间的变化图像。

考点卡片1．平均速度（定义式方向）【知识点的认识】1．定义：平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量．一个作变速运动的物体，如果在一段时间t内的位移为s，则我们定义v=s2．平均速度和平均速率的对比：平均速度=位移/时间平均速率=路程/时间【命题方向】例1：一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间t内的平均速度是v，紧接着t2内的平均速度是vA．vB.23vC.34vD.分析：分别根据v=解：物体的总位移x=vt+v2×故选D．点评：解决本题的关键掌握平均速度的定义式v=【解题思路点拨】定义方向意义对应平均速度运动质点的位移与时间的比值有方向，矢量粗略描述物体运动的快慢某段时间（或位移）平均速率运动质点的路程与时间的比值无方向，标量粗略描述物体运动的快慢某段时间（或路程）2．匀变速直线运动速度与时间的关系【知识点的认识】匀变速直线运动的速度—时间公式：vt＝v0+at．其中，vt为末速度，v0为初速度，a为加速度，运用此公式解题时要注意公式的矢量性．在直线运动中，如果选定了该直线的一个方向为正方向，则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值，凡与规定正方向相反的矢量在公式中取负值，因此，应先规定正方向．（一般以v0的方向为正方向，则对于匀加速直线运动，加速度取正值；对于匀减速直线运动，加速度取负值．）【命题方向】例1：一个质点从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，经5s后做匀速直线运动，最后2s的时间内使质点做匀减速直线运动直到静止．求：（1）质点做匀速运动时的速度；（2）质点做匀减速运动时的加速度大小．分析：根据匀变速直线运动的速度时间公式求出5s末的速度，结合速度时间公式求出质点速度减为零的时间．解答：（1）根据速度时间公式得，物体在5s时的速度为：v＝a1t1＝1×5m/s＝5m/s．（2）物体速度减为零的时间2s，做匀减速运动时的加速度大小为：a2=vt答：（1）质点做匀速运动时的速度5m/s；（2）质点做匀减速运动时的加速度大小2.5m/s2．点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式和位移时间公式，并能灵活运用．例2：汽车以28m/s的速度匀速行驶，现以4.0m/s2的加速度开始刹车，则刹车后4s末和8s末的速度各是多少？分析：先求出汽车刹车到停止所需的时间，因为汽车刹车停止后不再运动，然后根据v＝v0+at，求出刹车后的瞬时速度．解答：由题以初速度v0＝28m/s的方向为正方向，则加速度：a=vt−刹车至停止所需时间：t=v故刹车后4s时的速度：v3＝v0+at＝28m/s﹣4.0×4m/s＝12m/s刹车后8s时汽车已停止运动，故：v8＝0答：刹车后4s末速度为12m/s，8s末的速度是0．点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度与时间公式v＝v0+at，以及知道汽车刹车停止后不再运动，在8s内的速度等于在7s内的速度．解决此类问题一定要注意分析物体停止的时间．【解题方法点拨】1．解答题的解题步骤（可参考例1）：①分清过程（画示意图）；②找参量（已知量、未知量）③明确规律（匀加速直线运动、匀减速直线运动等）④利用公式列方程（选取正方向）⑤求解验算．2．注意vt＝v0+at是矢量式，刹车问题要先判断停止时间．3．匀变速直线运动速度与位移的关系【知识点的认识】匀变速直线运动位移与速度的关系．由位移公式：x＝v0t+12at2和速度公式v＝v0+at消去t得：v2匀变速直线运动的位移﹣速度关系式反映了初速度、末速度、加速度与位移之间的关系．①此公式仅适用于匀变速直线运动；②式中v0和v是初、末时刻的速度，x是这段时间的位移；③公式中四个矢量v、v0、a、x要规定统一的正方向．【命题方向】美国“肯尼迪号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“F﹣A15”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2，起飞速度为50m/s．若该飞机滑行100m时起飞，则弹射系统必须使飞机具有的初速度为（）A、30m/sB、10m/sC、20m/sD、40m/s分析：已知飞机的加速度、位移、末速度，求解飞机的初速度，此题不涉及物体运动的时间，选用匀变速直线运动的位移—时间公式便可解决．解答：设飞机的初速度为v0，已知飞机的加速度a、位移x、末速度v，此题不涉及物体运动的时间，由匀变速直线运动的位移—时间公式：v解得：v0＝40m/s故选：D。点评：本题是匀变速直线运动的基本公式的直接应用，属于比较简单的题目，解题时要学会选择合适的公式，这样很多问题就会迎刃而解了．【解题思路点拨】解答题解题步骤：（1）分析运动过程，画出运动过程示意图．（2）设定正方向，确定各物理量的正负号．（3）列方程求解：先写出原始公式，再写出导出公式：“由公式…得…”．4．向心力的来源分析5．一般卫星参数的计算【知识点的认识】对于一般的人造卫星而言，万有引力提供其做圆周运动的向心力。于是有：①GMmr2=m②GMmr2=mω2③GMmr2=m④GMmr2在卫星运行的过程中，根据题目给出的参数，选择恰当的公式求解相关物理量。【解题思路点拨】2005年10月12日，我国成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船，飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱顺利降落在预定地点．设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，若地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：（1）飞船的圆轨道离地面的高度；（2）飞船在圆轨道上运行的速率．分析：研究“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力列出方程，根据地球表面忽略地球自转时万有引力等于重力列出方程进行求解即可．解答：（1）“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，T=t研究“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力定律分别对地球表面物体和飞船列出方程得：G⋅Mm根据地球表面忽略地球自转时万有引力等于重力列出方程得：G⋅Mmr＝R+h④由①②③④解得：ℎ=②由线速度公式得：v=2π(R+ℎ)∴v=答：（1）飞船的圆轨道离地面的高度是3g（2）飞船在圆轨道上运行的速率是32πng点评：本题要掌握万有引力的作用，天体运动中万有引力等于向心力，地球表面忽略地球自转时万有引力等于重力，利用两个公式即可解决此问题．只是计算和公式变化易出现错误．【解题思路点拨】在高中阶段，一般把卫星的运行看作匀速圆周运动，万有引力完全充当圆周运动的向心力。但是计算的公式比较多，需要根据题目给出的参数，选择恰当的公式进行计算。6．功率的定义、物理意义和计算式的推导【知识点的认识】1.义：功与完成这些功所用时间的比值．2.理意义：描述做功的快慢。3.质：功是标量。4.计算公式（1）定义式：P=Wt，P为时间（2）机械功的表达式：P＝Fvcosα（α为F与v的夹角）①v为平均速度，则P为平均功率．②v为瞬时速度，则P为瞬时功率．推导：如果物体的受力F与运动方向的夹角为α，从计时开始到时刻t这段时间内，发生的位移是l，则力在这段时间所做的功W＝Flcosα因此有P=Wt由于位移l是从开始计时到时刻t这段时间内发生的，所以ltP＝Fvcosα可见，力对物体做功的功率等于沿运动方向的分力与物体速度的乘积。通常情况下，力与位移的方向一致，即F与v的夹角一致时，cosα＝1，上式可以写成P＝Fv。从以上推导过程来看，P＝Fv中的速度v是物体在恒力F作用下的平均速度，所以这里的功率P是指从计时开始到时刻t的平均功率。如果时间间隔非常小，上述平均速度就可以看作瞬时速度，这个关系式也就可以反映瞬时速度与瞬时功率的关系。5.额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．6.实际功率：机械实际工作时输出的功率．要求不大于额定功率．【命题方向】下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）A、功率大的机械，做功一定多B、做功多的机械，效率一定高C、做功快的机械，功率一定大D、效率高的机械，功率一定大分析：根据P=Wt知，做功多．功率不一定大，根据η解答：A、根据P=WBD、根据η=WC、功率是反映做功快慢的物理量，做功快，功率一定大。故C正确。故选：C。点评：解决本题的关键知道功率反映做功快慢的物理量，功率大，做功不一定多．做功多，效率不一定高．【解题思路点拨】1.功率是反映做功快慢的物理量，与功的多少没有直接关系。2.功率的定义式P=W7．电容定义式的简单应用【知识点的认识】1.电容的定义式为：C=Q2.电容定义式的应用有：①知道电容器的电荷量和电压，可以计算出电容的大小。②知道电容器的电容和电压，可以计算出电容器的电荷量。③知道电容器的电容和电荷量，可以计算两极板间的电压。3.如果做出电容器电荷量随电电压变化的图像，应该是一条过原点的直线。其斜率即为电容器的电容。C=【命题方向】如图所示，彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷Q后，两导体间的电势差为U，若两导体分别带上+2Q和﹣2Q的电荷，则它们间的电势差为（）A、2UB、4UC、8UD、16U分析：彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷后，构成成一个电容器，带电量变了后，电容未变，根据U=Q解答：电容器电量变了后，电容未变，由U=Q故选：A。点评：解决本题的关键是掌握电容的定义式及影响电容的因素．【解题思路点拨】C=Q8．带电粒子在周期性变化的电场中做直线运动9．能源的分类与应用【知识点的认识】一、能源与人类1．能源是提供可利用能量的物质资源或自然过程．2．地球上的能源绝大部分直接或间接来自太阳能．（1）煤、石油和天然气是太阳能经过数亿年的地质变迁转化来的，被称为化石能源．在短期内不能再生，也被称为不可再生能源．（2）风能、水能、波浪能、海洋能等也都是由太阳能转化来的．3.20世纪以核能为代表的各种新能源的利用，使人类获取能量的渠道拓展到了原子微观世界．4．随着科学技术的发展和生活水平的提高，在城市家庭中，电与燃气成了主要能源．二、能源的开发与利用1．常规能源的开发与利用：（1）煤、石油和天然气等常规能源的大量开采对环境造成了极大的影响．（2）常规能源在利用时也会对环境造成极大的污染，特别是温室气体大量排放，导致地球变暖．2．可再生能源的开发与利用：（1）水能是利用最广泛的可再生能源．（2）太阳能是地球上最丰富的能源．（3）风