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专题二十 《电磁振荡与电磁波》信息优化卷（基础A）
----备战2024 年高考物理一轮复习单元信息优化AB 卷
（解析版）
（考试时间90 分钟 试卷满分100 分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版（2019） 选择性必修第二册 第四章《电磁振荡与电磁波》
第 Ⅰ 卷（选择题）
一、选择题：本题共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1~8 题只有一项符
合题目要求，第9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不
答的得0 分。
1．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为
D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
【答案】B
【详解】A．蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是光信号。故A 错误；
B．蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，波长短。故B 正确；
C．电磁波在真空中的传播速度约为
。故C 错误；
D．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同。故D 错误。
故选B。
2．特雷门琴是唯一一种不需要接触而演奏的乐器，其原理是利用天线和演奏者的手构成等效电容C，与自
感线圈L 构成LC 振荡电路，通过改变手的位置（手始终不超出天线长度范围）改变电路频率，从而发出
不同声调的声音。其电路图可简化为如图所示，下列演奏者的做法可以使特雷门琴的音调变高的是
（ ）
1
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A．戴绝缘手套
B．手靠近天线
C．手从手掌变成握拳
D．手平行天线向上移动
【答案】C
【详解】振荡电路的周期为
若使特雷门琴的音调变高，则降低周期即可，根据电容的决定式
可知戴绝缘手套、手靠近天线、手平行天线向上移动不能减小电容，只有手从手掌变成握拳可以减小电
容，从而减小周期，增大频率，使特雷门琴的音调变高。
故选C。
3．如图所示，把线圈(内阻不计)、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器(图
中未画出)的两端连在电容器的两个极板M、N 上。先把开关置于a 侧，一段时间后再把开关置于b 侧，从
此刻开始计时，电压
随时间t 变化的图像正确的是（ ）
A．
B．
2
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C．
D．
【答案】C
【详解】由于电路有能量损耗，有一部分能量转化为内能，还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，故
电压振幅会减小，电容器放电时间由电容器自身决定，故周期不变，且开始时，电容器电压最大，则计时
开始时，电压处于最大振幅。
故选C。
4．如图甲，是电磁波发射电路中的LC 电磁振荡电路，电流的变化规律如图乙，图甲中电流方向为正方
向。某时刻电路中有正方向电流且电容器上极板带正电，下极板带负电，则该时刻处在乙图中哪个过程中
（ ）
A．0 至0.5 × 10－3s
B．0.5 × 10－3s 至1 × 10－3s
C．1 × 10－3s 至1.5 × 10－3s
D．1.5 × 10－3s 至2 × 10－3s
【答案】B
【详解】根据题图甲，电路中有正方向电流，且电流正流向电容器正极，说明电容器正在充电，则电流在
减小，应为0.5 × 10－3s 至1 × 10－3s 时间段。
故选B。
5．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~
时间内（ ）
A．电容器C 在充电，A 板上所带的正电荷逐渐增多
3
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B．电容器C 在充电，B 板上所带的正电荷逐渐增多
C．电容器C 在放电，A 板上所带的正电荷逐渐减少
D．电容器C 在放电，B 板上所带的正电荷逐渐减少
【答案】A
【详解】电路稳定后，电容器两极被短路，带电荷量为0，断开开关，电感线圈与电容器构成回路，电流
方向为逆时针，0~
时间内电容器C 充电，A 板带正电，选项A 正确。
故选A。
6．如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变
化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波
B．对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动
C．闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场
D．变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关
【答案】C
【详解】A．若甲、乙两图的磁场均匀变化，就会产生稳定不变的电场，稳定不变的电场不会产生磁场，
就不会持续产生电磁波，故A 错误；
B．对甲图，从上向下看，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B 错误：
C．变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，甲图的闭合电路只是检
验变化的磁场产生电场，乙图即使没有闭合电路空间仍能产生电场，故C 正确：
D．同理，变化的电场周围产生磁场也是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，D 错误。
故选C。
7．收音机的调谐电路如图所示，旋转收音机面板上的“调频”旋钮可以改变可变电容器C 的电容，进而
改变调谐电路的频率。某同学发现一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其它中波电台。下列说法
或做法正确的是（ ）
4
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A．为了收到这个电台，他应该增加线圈的匝数
B．将可变电容器的动片旋出一些后将接收到波长更大的电信号
C．调节“调频”旋钮的目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同
D．收音机经过调谐电路后就可以得到我们所需要的声音信号
【答案】C
【详解】A．收不到高频电台的信号，因此需要增加调谐电路的固有频率，根据
，可知，减小
线圈匝数，会导致自感系数减小，从而导致固有频率增加，所以应该减小线圈匝数，故A 错误；
B．电容器的动片旋出一些相当于电容减小，因此固有频率会增加，根据公式
，可知，频率越大，
波长越小，所以电容器的动片旋出一些后将接收到波长更小的电信号，故B 错误；
C．调节“调频”旋钮的目的是达到共振，即使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同，故C 正
确；
D．收音机经过调谐电路后还需要通过解调才能得到我们需要的声音信号，故D 错误。
故选C。
8．无线电波的发射和接收离不开天线。如图甲、乙、丙所示，LC 振荡电路逐步成为开放电路，电场和磁
场就可以分散到更大的空间，这样就形成了天线。手机作为常用的通讯工具同样也需要天线来接收和发射
信号。早期的手机有长长的天线，现在逐渐内置到手机内部。实践中发现当天线的长度大约等于无线电波
波长的
时，收发电磁波的能力最好。曾经有手机将外壳的金属边框设计成天线，既提升收发信号效果，
又节省了手机的内部空间。随着5G 时代的来临，信号频率进一步提升，对天线设计的要求更加复杂。下
列关于手机发射与接收无线电波的说法正确的是（ ）
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A．只有特定频率的无线电波才能在天线上产生振荡电流
B．与4G 相比，5G 使用的电磁波传播速度更大
C．手机信号的频率估计在10MHz 左右
D．手机天线在发射信号时，天线上会有电荷出现，且周期性变化
【答案】D
【详解】A．手机对特定频率的无线电波产生的振荡电流最大，其他频率的产生的振动频率较小，A 错
误；
B．电磁波的传播速度与光速相同，与电磁波的频率无关，B 错误；
C．手机金属边框长度几十厘米，因此无线电波长在几米数量级，根据
，可知手机信号的频率估计
在100MHz 左右数量级，C 错误；
D．手机天线在发射信号时，天线上会形成LC 振荡电路，因此会有电荷出现，且周期性变化，D 正确。
故选D。
9．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示．若基站与手
机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙波的频率都比可见光的频率小
B．真空中甲波的传播速度比乙波慢
C．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物
D．甲波与乙波有可能发生干涉
【答案】AC
【详解】A．由图可知甲、乙波的波长都比可见光波长长，由
可得，甲、乙波的频率都比可见光的
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频率小，故A 正确；
B．所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为
，B 错误；
C．波长越短的波越不容易发生衍射，甲波波长比乙波长，所以真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物，C
正确；
D．甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，D 错误。
故选AC。
10．下面甲乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图，关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是
（ ）
A．甲图是无线电波的发射过程，乙图是无线电波的接收过程
B．甲图是无线电波的接收过程，乙图是无线电波的发射过程
C．甲图中波形①到②的过程叫解调，乙图中③到④的过程叫调制
D．接收到的无线电波的波形是④，发射的无线电波波形是⑤
【答案】BC
【详解】AB．观察发现，甲图是接收电波后经过处理后转化为声音的过程，乙图是将声音经过处理后转化
为电波发射的过程，故A 错误，B 正确；
C．甲图是无线电波的接收过程，①到②的过程叫解调，乙图是无线电波的发射过程，乙图中③到④的过
程叫调制，故C 正确；
D．波形③和波形⑤经过调制后，形成波形④，发射的无线电波波形是④，故D 错误。
故选BC。
11．某中、短波双波段收音机的接收电路（部分）如图甲所示，乙图是该电路的原理图，通过切换开关S
可使可变电容C 分别与L1（线圈
）和L2（线圈
）组成LC 回路，下列判断正确的是（ ）
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A．要接收短波电台应将S 拨到
B．S 接
后将可变电容动片旋入一些可接收更高频率信号
C．要接收短波电台应将S 拨到
D．S 接
后将可变电容动片旋入一些可接收波长更长的信号
【答案】AD
【详解】AC．振荡电路的周期公式为
，电台应将S 拨到
，L 变小，T 变小，适合接收短波，
A 正确，C 错误；
B．S 接
后将可变电容动片旋入一些，使电容正对面积S 变大，由
，可知，C 变大，振荡周期T
变大，频率f 变小，故可接收更低频率的信号，B 错误；
C．S 接
后L 较大，将可变电容动片旋入一些，C 变大，振荡周期T 变大，故可接收波长更长的信号，D
正确。
故选AD。
12．下图所示的是某收音机的调谐电路。当单刀双掷开关S 置于位置1 时，电路中线圈的自感为
，接收
中波段的无线电波；当单刀双掷开关S 置于位置2 时，电路中线圈的自感为
，接收短波段的无线电波。
C 为可变电容器的电容。已知LC 电路的周期为
，则（ ）
A．
B．
C．当该调谐电路的单刀双掷开关S 置于1，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高
D．当该调谐电路的单刀双掷开关S 置于2，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高
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【答案】AD
【详解】AB．已知LC 电路的周期为
又波长与周期的关系为
联立解得
波速v 相同，由于中波段电磁波的波长大于短波段的波长，所以
，故A 正确，B 错误；
CD．根据
，可知L 和C 最小时，频率最高，所以需要把该调谐电路开关置于2，并把电容
调到最小，故C 错误，D 正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题
13．（8 分）某同学利用电流传感器探究电容器的对电感和电阻的放电情况。电路图如图甲所示，电流传
感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。
（1）第一次探究中该同学先将开关投掷1，待电路稳定后再掷向3，得到的电流图像如图乙所示，该同学
从
图像的面积（小格子的个数）计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的
是( )
A．若已知电源电动势，可知该电容器的电容
B．若只增大电阻箱R 的阻值，电容器放电的时间将变短
C．电阻R 增加，
图像的面积将增大
D．电容器在放电过程中，两端电压保持不变
（2）第二次探究中，该同学先将开关掷向1，待电路稳定后再掷向2，探究LC 振荡电路的规律。
①若将电源的电动势增大，则LC 振荡电路的频率将 （填“增大”、“减小”或“不变”）
②若已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L，为了提高测量精度，需多次改变C 值
并测得相应的T 值，现将测得的六组数据标示在以C 为横坐标，
为纵坐标的坐标纸上，如图中用“•”
表示作图点。
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③根据图中给出的数据点作出
与C 的关系图线；
④求得L 的值是 H。
【答案】 A 不变 见解析
【详解】（1）[1]A．根据
图像的面积（小格子的个数）计算得出电容器电荷量的大小，根据
已
知电源电动势，可知该电容器的电容，A 正确；
B．只增大电阻箱R 的阻值，放电电流变小，根据
可知电容器放电的时间将变长，B 错误；
C．电容器所带电荷量不变，电阻R 增加，
图像的面积不变，C 错误；
D．电容器放电，电容器所带电荷量减少，根据
可知电容器两端电压变小，D 错误。
故选A。
（2）①将电源的电动势增大，电容器的电容不变，根据
可知LC 振荡电路的频率不变；
③根据描点法可得
图像如图所示
10
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[4]
④
根据
可得
则
图像斜率
结合图像解得
二、计算题
14．（10 分）2018 年，中国成功发射了嫦娥四号月球探测器的中继卫星“鹊桥”。随后的几天里，“鹊
桥”号中继星飞行到月球背面上空的地月引力平衡点L2点（如图）附近运行，为嫦娥四号月球探测器的发
射以及在月球背面着陆提供了通畅的地月中继通信支持。L2点位于月球的背后，到地球的距离超过
，比月球到地球的距离还要再远
。如果从月球背面发射的无线电信号通过“鹊桥”号
中继星转发，试问信号到地球所需的时间约为多少？（不计“鹊桥”号中继星转发信号的时间）
【答案】
【详解】由题可知无线电信号从发射到地球所经过的路径长度为
所以信号到地球所需的时间约为
11
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15．（10 分）中央人民广播电台是9 套无线广播节目综合名称，九套节目对不同地区的频率不同。比如第
一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1 兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则（计算结果保留两
位有效数字）
（1）求“中国之声”电台发出的电磁波波长；
（2）如果收音机的接收装置是由LC 电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L=4mH，此时产生电谐振的
电容多大？
【答案】（1）2.83m；（2）5.6×10-16F
【详解】（1）依题意，有f=106.1 兆赫=1.061×108Hz，λ=
代入数据可得λ=2.83m
（2）振动电路的周期为
，
带入数据，可得C=5.6×10-16F
16．（12 分）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
，光速
，取
。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。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由
得
（2）由
得
12
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17．（12 分）如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图，这个系统由A、B 两个小盒组成，A 盒装有
红外线发射器和超声波发射器，B 盒装有红外线接收器和超声波接收器，A 盒被固定在向右匀速运动的小
车上，测量时A 向B 同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B 盒接收到红外线脉冲时开始计时，接
收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为
，空气中的声速为
。
（1）求A 与B 之间的距离
（红外线的传播时间可以忽略）；
（2）经过
时间后，A 再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，此次B 接收的时间差为
，求
A 两次发射过程中，小车运动的距离
为多少?小车运动的速度v 为多少?
【答案】（1）
；（2）
；
【详解】（1）依题意，由于红外线的传播时间可以忽略，可得A、B 间的距离为
（2）同理可知：进行第二次测量时，A、B 间的距离为
则小车运动的距离
两次发射超声波脉冲的时间间隔为
，即为小车运动
所用的时间，则小车的速度为
解得
13
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14
